[发明专利]降低β‑抑制蛋白1与APH‑1蛋白的结合的物质在制备防治神经退行性疾病药物中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物制药领域，更具体地涉及一种新的神经退行性疾病相关的靶点，以及基于该靶点的抑制剂，以及基于该靶点的药物筛选模型和方法。

背景技术

阿尔兹海默症是一种以进行性认知障碍和记忆力损害为主的中枢神经系统退行性疾病。患者临床表现为认知(计算、判断、综合等)功能障碍、记忆力减退、人格异常等。阿尔兹海默症的主要病理学特征为病人大脑内形成的淀粉样蛋白斑和神经纤维丝缠结。淀粉样蛋白斑是阿尔兹海默症的特征性病理学变化，主要由细胞内异常大量产生的淀粉样蛋白-β(Aβ)蛋白在细胞外积聚形成的。

阿尔兹海默症的病因尚不明确，有多个理论试图解释其致病机理。Hardy和Selkoe提出的“Aβ假说”是目前被广为接受的理论。该理论认为，在复杂的遗传和环境因素长期作用下，神经细胞异常地大量产生Aβ，积累形成寡聚体和淀粉样蛋白斑，Aβ(尤其是寡聚化的Aβ)通过一系列级联反应(包括自由基反应、线粒体氧化损伤和炎症反应等直接或间接地作用于神经元和胶质细胞)，导致突触功能异常和神经元损伤，并且引起小胶质细胞和星型胶质细胞激活，加速神经纤维丝缠结的形成，长期作用后导致认知障碍。近期大量研究提供了多方面的证据支持“Aβ假说”，显示了Aβ在阿尔兹海默症致病机理中的核心作用。因此，研究Aβ产生和受调控机制是了解阿尔兹海默症致病机理的重要基础。

Aβ由I型跨膜蛋白淀粉样前体蛋白(Amyloid Precursor Protein，APP)经过β-分泌酶和γ-分泌酶介导的蛋白质酶解作用产生：β-分泌酶和γ-分泌酶分别作用于APP的Aβ结构域的氨基端和羧基端，顺序剪切产生完整的Aβ。APP还能够被α-分泌酶剪切作用于Aβ结构域内，导致形成不完整的Aβ肽段。

Aβ的主要产生机制为：APP经过β-分泌酶剪切作用形成两个片断，sAPPβ和C99，C99经过γ-分泌酶的剪切作用产生Aβ。淀粉样蛋白前体蛋白也能够被α-分泌酶剪切形成sAPPα和C83两个片断，但是无法产生Aβ。Aβ分泌到细胞外后形成寡聚体，并且进一步沉淀形成淀粉样蛋白斑。

γ-分泌酶在Aβ产生中的作用是至关重要的，它在APP内部不同位点上的酶切作用决定了产生的Aβ的种类(主要为分别由40和42个氨基酸构成的Aβ₄₀和Aβ₄₂)。近年的研究发现γ-分泌酶是一种复杂的蛋白质复合体，由早老蛋白(Presenilin)、 Nicastrin、APH-1(anterior pharynx defective 1)和PEN-2(presenilin enhancer 2)等四种跨膜蛋白质组装形成，它们是构成具有酶活性的γ-分泌酶的必需组分。早老蛋白是γ-分泌酶复合体的蛋白酶催化亚基，其位于第6和第7跨膜区的第257位和第385位天冬氨酸残基是蛋白酶的活性位点。遗传型阿尔兹海默症人中存在一百多种早老蛋白错义突变。这些突变改变了γ-分泌酶的活性，使其更容易产生神经毒性更大的Aβ42。Nicastrin是识别底物的功能亚基，APH-1A是γ-分泌酶复合体组装的支架蛋白，PEN-2的主要功能是启动γ-分泌酶的成熟和激活并且稳定γ-分泌酶复合体。最近的研究报道了一些分子，如TMP21和Rer1p，存在于γ-分泌酶复合体中并且能够调控其活性，它们可能是γ-分泌酶的非必需组分。

抑制蛋白(Arrestin)基因家族有四个成员，包括在各器官组织广泛分布的β-抑制蛋白1(β-Arrestin1)和β-抑制蛋白2(β-Arrestin2)，以及在视觉系统中表达的rod Arrestin和cone Arrestin。β-Arrestin在静息状态下是一个长链分子，由两个不同的结构域(氨基端结构域和羧基端结构域)经由12个氨基酸组成的铰链结构连接而成。这两个结构域由于分子间的作用力保持互相独立，在它们中间有一个被埋藏的极性内核。虽然β-Arrestin与不同的蛋白相互作用，但是迄今尚未发现β-Arrestin中有明确的发生蛋白质-蛋白质相互作用的特异结构域。β-Arrestin特异性地识别磷酸化蛋白，其对磷酸化形式的作用对象亲和力远高于非磷酸化形式。