[发明专利]具有催化活性的人源尿酸氧化酶及其应用

说明书

本发明属于蛋白质工程技术领域，具体涉及具有催化活性的人源尿酸氧化酶，编码所述人源尿酸氧化酶的基因序列，上述人源尿酸氧化酶的制备方法，及其在用于降低尿酸的药物制备中的应用。该酶的序列为SED ID NO：1所示序列进行若干位点氨基酸或氨基酸残基替换所得的重组氨基酸序列，所述替换至少包含8个位点氨基酸或氨基酸残基的替换。本发明所述人源尿酸氧化酶免疫原性较低，经过动物学验证，可切实有效的降低体内尿酸值，从而为制备低免疫原性甚至无免疫原性的降低尿酸的药物制剂奠定基础。

技术领域

本发明属于蛋白质工程技术领域，具体涉及具有催化活性的人源尿酸氧化酶及其应用。

背景技术

生物体内嘌呤分解代谢途径中，嘌呤在黄嘌呤氧化酶作用下降解生成尿酸的过程，从原核生物到真核生物高度保守。由于尿酸及其盐类在水中的溶性度较低，浓度过高则结晶析出。因此，大多数的生物体内都存在尿酸氧化酶，尿酸氧化酶可利用分子氧把尿酸氧化生成更溶于水和易排泄的尿囊素。然而，在漫长的进化过程中，人、黑猩猩、猩猩、大猩猩和长臂猿等高等灵长类动物的尿酸氧化酶基因发生无义突变失活，成为假基因。因此，人体内缺乏尿酸氧化酶，尿酸成为人体内嘌呤代谢的最终产物并通过尿液和肠道排出。

健康人体内每天尿酸的生成量和排出量大约是相等的，处于平衡状态。当尿酸生成增多或排出减少时，均可引起血液中尿酸浓度增高。当血液尿酸及其盐类浓度超过其溶解度时，便可引起高尿酸血症。高尿酸血症会引发或加剧很多疾病：如高尿酸血症与肥胖症、高血压病、糖尿病、心血管疾病和慢性肾病等疾病呈显著正相关；高尿酸血症还是痛风的直接诱因，约5%-12%的高尿酸血症患者会发展成为痛风。近年来，高尿酸血症和痛风的发病率呈上升趋势，且发病年龄呈现低龄化。随着生活水平的提高，我国高尿酸血症患者的发病率也逐年增加。保守估计目前我国有高尿酸血症患者1.2 亿。目前对高尿酸血症和痛风的预防主要是限制高嘌呤食物，控制饮酒等。治疗高尿酸血症的主要途径是使尿酸生成和排泄达到平衡。现常用的防治和治疗高尿酸血症的药物主要分为三类：黄嘌呤氧化酶抑制剂、尿酸盐阴离子转运蛋白1（URAT1）抑制剂和尿酸氧化酶。

黄嘌呤氧化酶能催化次黄嘌呤氧化为黄嘌呤，并可继续催化黄嘌呤转化为尿酸，是体内尿酸生成的关键酶。已上市的黄嘌呤氧化酶抑制剂药物主要包括别嘌呤醇和新型的非布索坦（febuxostat），托匹司他（topiroxostat）等。URAT1 是由有机阴离子编码家族SLC22A 的SLC22A12 基因编码的一种膜转运蛋白，主要位于肾皮质近曲小管的上皮细胞刷状缘。研究说明URAT1 是一个重要的肾脏尿酸转运体，主要参与尿酸在肾近曲小管的重吸收，是维持人体尿酸代谢生理平衡的关键蛋白。苯溴马隆、丙磺舒和苯磺唑酮是已上市的以URAT1 为靶点治疗高尿酸血症的典型促尿酸排泄药物，它们均能够降低 URAT1 的基因表达，通过抑制肾小管对尿酸的重吸收从而迅速降低血中尿酸浓度。

上述化学药物都有一定程度的副作用，如丙磺舒对肾功能低下和磺胺类过敏的患者禁用，苯溴马隆对肾结石的患者慎用；而且上述药物都不能溶解体内已经沉积的尿酸结石。补充尿酸氧化酶可使人体的嘌呤代谢途径恢复正常，把尿酸分解为尿囊素。研究表明，尿酸氧化酶不仅降低血尿酸浓度的幅度和速度远远优于其他药物，还能促进痛风石的溶解，因此，治疗痛风和高尿酸血症的最理想候选药物是尿酸氧化酶。