[发明专利]一种结核分枝杆菌分泌蛋白的泛素结合结构域

说明书

技术领域

本发明涉及一种结核分枝杆菌分泌蛋白的泛素结合结构域，属于细胞生物学领域。

背景技术

结核病（Tuberculosis,TB）是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）引起的古老疾病，它与艾滋病、疟疾并称为当今世界威胁人类健康的三大传染病。研究表明结核分枝杆菌基因组共编码11种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Serine/threonine protein kinase，STPK）和两种真核样酪氨酸磷酸酶（PtpA和PtpB），它们在结核分枝杆菌感染宿主巨噬细胞的过程中可被分泌至宿主细胞的胞质中，这些蛋白分别与宿主细胞中不同的蛋白分子相互作用，并且通过调控宿主细胞中各个靶蛋白的磷酸化水平来达到干扰真核生物信号通路的目的。这些病原菌-宿主互作蛋白及其相关的炎症和免疫信号通路将可能为抗结核新药设计提供全新的理想靶点。

结核分枝杆菌在宿主细胞内分泌的PtpA蛋白属于低分子量酪氨酸磷酸酯酶家族，也叫做LowMWPTPs。研究表明：PtpA蛋白与真核细胞中的酪氨酸磷酸酯酶有很强的相似性，它在病原宿主互作过程中起着重要的作用，参与调控多种重要的生理病理过程，并且已发现PtpA蛋白与宿主中两个蛋白分子（包括自噬相关蛋白VPS33B和V-ATPase复合体的H亚基）存在相互作用，从而干扰宿主细胞的自噬过程以及对结核分枝杆菌的清除作用。但目前有关PtpA蛋白对细胞信号通路等方面的影响尚未明确。

促分裂素原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAP激酶，MAPK）级联反应通路是真核生物信号传递网络中的重要途径之一，在基因表达调控和细胞质功能活动中发挥关键作用。JNK和P38信号转导通路是MAPK通路的两个重要分支，它们在细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡和细胞应激等多种生理和病理过程中起重要作用，而JNK和P38蛋白激酶分别是两个信号通路的中的关键调控因子。当外界有细胞因子（TNFα，IL-1）、生长因子（EGF）、特定抗原，以及紫外线和放射线等存在时，JNK和P38蛋白就会接受上游信号分别被磷酸化活化成p-JNK和p-P38，并且进一步磷酸化激活下游蛋白，进而激活信号通路，调控目的基因的转录水平。我们之前的研究确定了可以抑制JNK和P38两条信号通路的结核分枝杆菌分泌蛋白PtpA，并发现泛素分子可以显著提高PtpA的酶活性。

本发明旨在进一步揭示泛素调控PtpA的磷酸酶活性的分子机制及其调控序列及关键的调控位点，进而特异地调控PtpA酶活性及结核分枝杆菌的胞内存活。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结核分枝杆菌分泌蛋白的泛素结合结构域（Ubiquitin-interacting motif-like，UIML结构域），其氨基酸序列如（a）或（b）或（c）：

（a）SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列；

（b）在（a）中的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个氨基酸或几个氨基酸且具有泛素结合结构域功能的由（a）衍生的多肽或其类似物；

（c）与（a）、（b）中氨基酸序列整体相似度在85%以上的由（a）衍生的多肽或其类似物。

所述结核分枝杆菌分泌蛋白是PtpA蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。所述结核分枝杆菌分泌蛋白PtpA可抑制JNK和P38两条信号通路，泛素与PtpA通过UIML结构域直接结合后显著提高PtpA的磷酸酯酶活性。

所述泛素结合结构域是一种新的类似于真核细胞蛋白的UIM结构域的类UIM泛素结合结构域，是从PtpA蛋白的第115位氨基酸到第161位氨基酸，其中，疏水氨基酸序列EEVFAVIESA（136-145）能够与泛素发生疏水相互作用。

所述UIML结构域的A26位点（即PtpA分子的A140位点）是可改变结核分枝杆菌分泌蛋白与泛素分子结合能力的关键位点，该特异位点的突变（A140E）可导致Ub与PtpA结合能力及其酶活调控功能的丧失。

所述UIML结构域及其关键位点可用于制备抗结核药物和新型疫苗，还可用于制备调控JNK和P38的磷酸化水平的药物。