[发明专利]HIV-1 GP41前发夹中间物的稳定肽模拟物

说明书

发明领域

本发明涉及构象受限的三价gp41肽模拟物及其作为免疫原引发针对HIV的中和抗体的用途。本发明还涉及具有整个HIV gp41 NH₂末端七肽重复区域或其修饰形式，并且能够形成gp41肽模拟物的N肽。

发明背景

人免疫缺陷病毒(HIV)是获得性免疫缺陷综合征(AIDS)和相关病症的致病因子。虽然AIDS的有效治疗是可获得的，但用于预防HIV-1感染的有效预防疫苗的开发已由于不能鉴定并优化免疫原而被阻碍，所述免疫原能够诱导广泛中和抗体以预防病毒进入。

已进行相当大的研究量，以评估HIV-1包膜糖蛋白作为免疫原的用途。HIV-1包膜糖蛋白作为160 kDa前体合成，其由宿主细胞蛋白酶切割成120 kDa受体结合亚基(gp120)和41 kDa膜锚定亚基(gp41)。在gp120与CD4以及容许细胞上的相关CXCR4或CCR5趋化因子共受体的序贯结合后，在包膜糖蛋白亚基中发生广泛构象变化，从而使得先前埋入的三聚gp41核心瞬时暴露，并最终导致病毒和细胞膜的融合以及病毒内容物插入宿主细胞的细胞质内。

在gp41插入靶宿主细胞膜内后，为广泛的重排，其中gp41的两亲C末端七肽重复(CHR)区域以反向平行方式塞入由三聚体的N末端七肽重复(NHR)部分形成的疏水口袋内，以形成6螺旋“发夹三聚体”结构。发夹三聚体结构是六个α螺旋的束：以针对中心反向平行方式塞入的三个α螺旋(由来自三个gp41胞外域的C螺旋区域形成)、三链卷曲螺旋(由来自三个gp41胞外域的N螺旋区域形成)。该重排提供了必要几何形状和能量以使病毒和细胞膜达到并列(apposition)，其随后为脂质混合和膜融合。

已发现合成的NHR和CHR肽展示有效的抗病毒活性并且被认为通过显性失活机制起作用，其中它们与新生融合中间物结合，并且阻断融合活性6螺旋束的形成。前发夹中间物的可溶性三聚肽模拟物已通过使衍生自酵母转录因子GCN4的异源三聚结构域与不同残基长度的gp41 NHR融合进行制备。此类构建体在美国专利号7,960,504和7,811,577以及美国专利申请公开号20100092505中描述。类似地，通过在细菌中的重组表达产生的重组5螺旋肽，由通过短接头分开的交替NHR和CHR序列组成的单链多肽由美国专利号7,053,179和7,504,224描述。用于使这些肽稳定的一种方法是通过使用半胱氨酸残基。参见美国专利号7,811,577；Bianchi等人，2009，Adv Exp Med Biol 611:121-3；Bianchi等人，2010，Proc Natl Acad Sci USA 107:10655-10660；和Bianchi等人，2005，Proc Natl Acad Sci USA 120:12903-12908。用于使gp41肽稳定的其他方法包括美国专利号7,728,106和7,604,804中描述的那些。

发明概述

本发明涉及构象受限的三价gp41肽模拟物及其作为免疫原引发针对HIV的中和抗体的用途。gp41肽模拟物呈现为结构稳定形式的完整HIV-1 gp41 N-七肽重复(NHR)区域的全部或一部分，其模拟天然前发夹融合中间物，并且引发能够中和HIV-1病毒的免疫应答。

相应地，本发明涉及包含连接至三个N-肽的支架核心的gp41肽模拟物，其中每个N-肽包括包含N36                                                的氨基酸序列或其修饰形式，其中三个N-肽彼此相互作用以形成三聚卷曲螺旋，其模拟HIV gp41的前发夹构象，条件是gp41肽模拟物不是(CCIZN36)₃。在特定实施方案中，三个肽各自在不同连接点共价连接至支架核心。

在某些实施方案中，gp41肽模拟物包含支架核心，所述支架核心包含三(2-羧乙基)膦盐酸盐；三琥珀酰亚胺氨基三乙酸酯；三-(2-马来酰亚胺乙基)胺；KTA-溴化物或胆酸。在特定实施方案中，支架核心是KTA-溴化物或胆酸。

在其他实施方案中，gp41肽模拟物包含支架核心，所述支架核心是包含三个官能化残基的线性多肽链，所述三个官能化残基允许三个N-肽的连接。在特定实施方案中，所述支架核心包含：

或

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