[发明专利]一种高活性的人甲状旁腺激素(1-34)突变蛋白及其活性检测方法

说明书

技术领域

一种高活性的人甲状旁腺激素(1-34)突变蛋白及其活性检测方法属于蛋白质药物领域

背景技术

骨质疏松症是一种常见的骨代谢疾病，表现为骨吸收超过了骨形成，从而导致骨量减少，骨脆性增加。骨质疏松症在绝经妇女中占有较大比例，而随着世界人口老龄化的日益严峻，寻找新的更有效的骨质疏松症的预防和治疗药物显得尤其重要。目前，骨质疏松症的临床治疗用药主有两类，分别为骨吸收抑制剂和骨形成促进剂。

人甲状旁腺激素(PTH)目前被认为是唯一能促骨合成代谢的药物，其优于其它骨质疏松药物的特点在于可以重建骨小梁系统。研究表明小剂量PTH即有明显成骨作用，其作用可能是通过调节骨代谢和调节肾小管对钙和磷酸盐的再吸收来实现的。

2002年FDA批准特立帕肽(rhPTH(1-34))上市，主要用于治疗绝经后妇女的骨质疏松症。另一个甲状旁腺激素药物rhPTH(1-84)也于2006年上市。国内对PTH研究起步较晚，现进入到临床研究阶段的PTH药物有注射用重组人甲状旁腺激素(1-34)，而研究热点集中在PTH融合蛋白以及PTH的各种突变体上。

对蛋白质或多肽进行单个或多个氨基酸的置换，可能会使得蛋白质的结构发生变化，并产生一系列物理和生化性质(溶解度、稳定性、对底物和受体的亲和力等)的改变。因此对天然人甲状旁腺激素(1-34)进行氨基酸的置换，有希望得到生理活性更强，副作用更小的骨质疏松治疗药物。本发明建立起的活性测定方法可以快速稳定地检测人甲状旁腺激素(1-34)突变蛋白的体外活性，涉及到的技术包括荧光实时定量PCR，成骨细胞和破骨细胞共培养等。

发明内容

本发明的一个内容是通过不同物种同源序列比对和初步的计算机模拟分子对接，对天然的人甲状旁腺激素(1-34)的三个氨基酸R25K26K27进行Q25E26L27的置换，并委托吉尔生化(上海)有限公司进行多肽的全合成，多肽纯度为95％以上。

本发明的另一个内容是建立了一种能快速稳定的检测突变蛋白活性的方法。

甲状旁腺激素(PTH)是由甲状旁腺主细胞分泌的含84个氨基酸残基的单链多肽激素，是生物体内调节钙、磷代谢最为重要的肽类激素之一。甲状旁腺激素氨基端1-34片段具有全分子PTH与受体结合的能力及生物活性，因此被广泛用于研究PTH的结构与功能。

对PTH及其类似物的作用机理及活性研究始于上世纪80年代。目前已知PTH可以通过与基质/成骨细胞上的G蛋白偶联受体-甲状旁腺激素/甲状旁腺激素相关蛋白受体1(PTHR1)结合，刺激这些细胞表达M-CSF和NF κB-ligand(RANKL)。研究表明上述基因缺失的小鼠会丧失形成破骨细胞的能力，而体外培养时，即使没有基质/成骨细胞存在，上述两种蛋白也能刺激破骨细胞的形成。体内和体外实验证明，破骨细胞的形成与RANKL基因的表达成正比，而与M-CSF没有明显的正比关系。RANKL可通过与造血前体破骨细胞上的RANK受体结合，刺激其分化成为成熟的破骨细胞。当RANKL发挥作用时，一种可溶性的诱铒受体-骨保护素(OPG)会阻碍其发挥作用。许多研究表明PTH作用于原代培养的基质/成骨细胞或大鼠时，它能持续的刺激RANKL基因的表达而抑制OPG基因的表达。因此，PTH发挥作用时很有可能是通过凋节RANKL/OPG的比例来影响破骨细胞的形成。

磷酸酶是一种可以水解脂肪族和芳香族磷酸酯，从而释放出磷酸盐的酶。磷酸酶根据其发挥作用时所需pH又可以分为酸性磷酸酶和碱性磷酸酶。酸性磷酸酶存在于各种细胞和组织中，如前列腺、肝、肾、脾、红细胞、血小板和破骨细胞。1959年，Burstone报道，破骨细胞能显示出强烈的酸性磷酸酶活性，而成骨细胞则显示出碱性磷酸酶活性。之后的很多报告显示破骨细胞在酒石酸存在的情况下仍能表现出酸性磷酸酶的活性。因此抗酒石酸酸性磷酸酶(TARCP)现在作为一个破骨细胞的标志物被广泛运用于破骨细胞的鉴定和分析。PTH可以通过与基质/成骨细胞上的G蛋白偶联受体-甲状旁腺激素/甲状旁腺激素相关蛋白受体1(PTHR1)结合，刺激这些细胞表达NFκB-ligand(RANKL)，RANKL可通过与造血前体破骨细胞上的RANK受体结合，刺激其分化成为成熟的破骨细胞。而破骨细胞能表现出抗酒石酸酸性磷酸酶(TARCP)活性而被染色，因此通过染色结果能间接说明PTH刺激破骨细胞的分化和成熟的能力。

本发明建立的人甲状旁腺激素(1-34)突变蛋白的体外活性检测方法，可以在3-10天内对一种或多种蛋白质或多肽类药物进行活性检测，并与人甲状旁腺激素标准品进行比较，是一种快速稳定的检测活性检测方法。

附图说明