[发明专利]一种REGγ-20S蛋白酶体多肽抑制剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于细胞化学与分子生物学和生物材料技术领域，涉及一种可高效、特异性阻断REGγ-20S蛋白酶体功能的多肽抑制剂及其应用。

背景技术

蛋白质降解在众多重要的细胞生命活动以及维持机体正常机能过程中都发挥着不可或缺的作用。现有证据表明，蛋白质降解的紊乱会引起多种疾病，如宫颈癌(HPV-InducedCervical Cancer)、淋巴瘤(Lymphomas)等恶性肿瘤；阿尔兹海默症(Alzheimers Disease)、亨廷顿舞蹈症(Huntington Disease)、帕金森症(Parkinson Disease)等神经退行性疾病；以及一些慢性炎症性疾病，比如慢性肾病(Chronic Kidney Disease)。

在真核细胞中，主要存在着两类蛋白质降解体系：蛋白酶体系统(proteasome)和溶酶体(lysosome)系统。蛋白酶体系统是由20S蛋白酶体催化核心和位于其一端或两端的激活因子所构成。根据激活因子的不同，蛋白酶体系统又分为ATP、泛素依赖的降解体系和ATP、泛素非依赖的降解体系。

在非泛素依赖型蛋白酶体降解体系中，除了19S激活因子能够介导蛋白质通过此途径降解外，有文献报道，有少部分蛋白质可直接通过20S蛋白酶体降解。而目前发现，11S蛋白酶体激活因子家族又称为PA28家族或者REG家族，是目前认为最具代表性的泛素非依赖型蛋白酶体激活因子。该家族共包含三个成员REGα、REGβ以及REGγ。REGα和REGβ可以形成异源七聚体，结合到20S蛋白酶体上，形成免疫-蛋白酶体，参与一些主要组织相容性复合体的抗原呈递。与这两者明显不同的是，REGγ在真核细胞体内，以同源七聚体形式结合，可以与20S蛋白酶体，形成REGγ-蛋白酶体-REGγ，或者REGγ-蛋白酶体-19S复合体。

REGγ最早在系统性红斑狼疮患者的血清中发现并命名为Ki抗原，进一步研究发现Ki抗原属于REG家族蛋白酶体激活因子家族。在REG家族的三个成员当中，REGγ蛋白在进化上比较保守，在无脊椎动物，如蠕虫、昆虫和脊椎动物，如小鼠、人类等高等动物中都有发现。但REGα和REGβ只在脊椎动物中存在。

为了研究REGγ的生物学功能，美国和日本两个不同研究小组都分别建立了REGγ基因敲除(REGγ-/-)小鼠模型，发现REGγ基因敲除小鼠体型比野生型小鼠明显偏小，并且会出现早衰、脊柱弯曲、白内障等疾病。REGγ-/-胚胎成纤维细胞(REGγ-/-MEF)较野生型细胞(REGγ+/+MEF)生长相对缓慢，细胞流式分析显示，REGγ-/-MEF含有较高的G0/G1期细胞，由此表明，REGγ参与细胞周期进程的调控。

2006年，REGγ-20S蛋白酶体的第一个细胞内完整的蛋白分子底物SRC-3被发现。随后，细胞内完整蛋白质分子底物被陆续发现，比如细胞周期抑制蛋白P21^Wafl1/Cip(简称P21)、P16^INK4a和P19^INK4d、HCV核心蛋白、Smurf1、MAFA、GSK3β、CK1δ等。这一系列底物的被发现，揭示了REGγ在ATP、泛素非依赖的非经典蛋白酶体降解体系中有重要的作用，进而对细胞正常生理活动的运行，发挥着重要的功能。

在目前发现的REGγ底物中，细胞周期抑制因子P21是REGγ蛋白酶体降解通路的标志性靶蛋白。P21是目前最广泛的已知的细胞周期依赖性激酶抑制因子，其在细胞周期进程与细胞衰老过程中起着关键的作用。真核生物演化出了多个检查点机制以监控和应对细胞损伤，暂时停止细胞进程直到错误被修复或者环境允许遗传物质的忠实传递，检查点机制的破坏和干扰会对基因组的完整性造成致命伤害，并促进癌症的发生和发展以及相应癌症治疗的效果。

肿瘤抑制因子P53通过转录活化各种生长抑制基因和凋亡基因介导DNA损伤诱导的检查点机制，在这些下游基因中，P21受到P53转录调控，导致G1期细胞生长阻滞，更早期的研究也支持这一观点，即P21能够通过促进细胞周期阻滞以应对各种刺激来抑制肿瘤发生。此外，来自生物化学和遗传学的研究表明，P21可以作为多条抑制细胞增殖的肿瘤抑制信号通路的灵敏效应因子，且并不依赖于经典的P53癌症抑制通路。P21介导的各种生物学活性主要依赖于它能够结合并抑制细胞周期素依赖激酶CDK1和CDK2的激酶活性，并最终导致细胞生长阻滞在特异性的细胞周期。