[发明专利]表达人H-铁蛋白的重组酵母

说明书

本申请涉及重组酵母的新的菌株，包含所述酵母的组合物以及治疗铁缺乏紊乱的方法。

发明背景

铁是必需的营养素，其不仅是运载氧气遍及血流所需要的，而且是有氧呼吸所必需的酶的重要组分。在世界上，铁缺乏是最常见的营养素缺乏，并且在25%的年龄小于2岁的儿童中存在铁缺乏（DeMaeyer,E.and Adiels-Tegman,M.,World Health Stat.Q.38:302-316,1985;Beard,J.and Stoltzfus,R.,J.Nutr.131:563S-703S,2000）。慢性、重度的儿童铁缺乏的神经后遗症包括学习成绩差、认知能力降低和行为问题（Beard,J.,and Connor,J.,Annu.Rev.Nutr.23:41-58,2003;Lozoff,B.,等人,Nutr.Rev.64:S34-S43,2006），其多数持续下述膳食铁补充（Felt,B.,等人,Behav.Brain Res.171:261-270;Lozoff,B.,等人,Nutr.Rev.64:S34-S43,2006）。脑具有任何器官的最高速率的氧化代谢并且需要相对高数量的铁。在早期出生后发育过程中的膳食铁缺乏可以导致精神紊乱和重度运动损伤，这可能持续到成年。髓鞘形成的过程似乎尤其依赖于铁的可利用性，特别是在关键的生长期期间（见Hulet,S.W.,等人,J.Neurochem.72:868-874,1999用于引用）。

已开发了许多膳食铁补充剂，但是具有有限的功效，因为铁吸收差或补充剂依赖于环境条件来产生一致水平的铁。在发达国家护理的标准是一天三次摄取325mg的硫酸亚铁。这种非常高剂量的铁是必需的，因为在这种形式下铁的吸收差。然而，由于如此高剂量的给药方案导致了胃肠的不适和高比率的不依从性，因此仍然需要用于治疗铁缺乏紊乱的更有效的和成本效益好的口服铁补充剂。

传统上，认为转铁蛋白是用于细胞铁递送的主要机制，并且已在血脑屏障中鉴定了转铁蛋白介导的转运系统（Jefferies W.A.,等人Nature312:162-163,1984;Fishman J.,等人,J.Neurosci.Res.18:299-304,1987）。然而，已从低转铁蛋白小鼠的试验提出不依赖转铁蛋白的对脑的铁递送（Malecki E.A.,等人,J.Neurol.Sci.170:112-118,1999），并可能涉及铁蛋白。

铁蛋白，作为在许多原核生物和真核生物中主要的细胞内铁储存蛋白，是包含24个多肽亚基的大的（接近480kDa）多亚基复合物。在血清中发现高浓度的这种铁储存复合物在水合氧化铁核中能够包含多达4500个原子的铁离子（Fe³⁺）。在哺乳动物中，有两种不同的亚基类，即分子量分别为约21kDa和19kDa的重（H）和轻（L）型，所述重（H）和轻（L）型共享约54%的序列同源性。所述H和L亚基呈现具有不同的功能：L亚基增强铁核的稳定性，而H亚基具有铁氧化酶活性，所述铁氧化酶活性对于亚铁的快速摄取看来是必需的。富含H的铁蛋白位于经历局部铁浓度快速变化的组织中。例如，在经历分化、发育、增殖和代谢应激的细胞中，H亚基的表达相对于L亚基优先增加。

由于高度发育的结合邻近内皮细胞的紧密连接，脑对于铁的获得施加了提高的挑战，所述内皮细胞组成脑微血管系统。这些连接阻止了分子进入脑的胞外通量。所产生的血脑屏障对于保护脑免受在血液中循环的潜在有害物质是高度有效的机制。然而，这样的封锁的结果是对于许多对正常脑功能所需要的营养物质，例如铁，必须设计特定的转运机制。此外，测量血液样品中血红蛋白和血细胞比容水平的传统方法不说明铁是否穿过血脑屏障或提供脑铁浓度的任何指征（Beard,等人,J.Neurosci.Res.79:254-261,2005;Malecki,等人,J.Neurosci.Res.56:113-122,1999）。

尽管已显示H-铁蛋白向铁缺乏的大鼠提供铁，但是在这些研究中在进食H-铁蛋白的动物中血红蛋白的恢复和血细胞比容水平不比在当前的护理标准进食FeSO₄的动物中更好（Chang,Y-J.,等人,Nutrition21:520-524,2005）。因此，仍然需要治疗铁缺乏紊乱的改进的方法。

发明概述

根据本发明的一方面，提供了包含在酵母组成型TDH3转录启动子控制下编码人H-铁蛋白的核酸序列的重组酵母。