[发明专利]工程化亮氨酸脱羧酶

说明书

本发明提供了工程化亮氨酸脱羧酶(LDC)多肽及其组合物、以及编码工程化亮氨酸脱羧酶(LDC)多肽的多核苷酸。在一些实施方案中，工程化LDC多肽被优化为提供增强的催化活性，以及降低的对蛋白水解的敏感性和/或增加的对低pH环境的耐受性。在一些实施方案中，工程化LDC多肽被优化为提供改进的储存稳定性。本发明还提供了使用包含工程化LDC多肽的组合物用于治疗和工业目的的方法。

本申请要求2020年2月4日提交的美国临时申请序号62/970,039的优先权，出于所有目的，该美国临时申请在此通过引用以其整体并入。

发明领域

本发明提供了工程化亮氨酸脱羧酶(LDC)多肽及其组合物、以及编码工程化亮氨酸脱羧酶(LDC)多肽的多核苷酸。在一些实施方案中，工程化LDC多肽被优化以提供增强的催化活性，以及降低的对蛋白水解的敏感性和/或增加的对低pH环境的耐受性。在一些实施方案中，工程化LDC多肽被优化以提供改进的储存稳定性。本发明还提供了用于使用包含工程化LDC多肽的组合物用于治疗和工业目的的方法。

对以ASCII文本文件提交的“序列表”、表格或计算机程序列表附件的引用

文件CX7-198WO2_ST25.TXT中记录的序列表，创建于2021年2月3日，具有2.06兆字节的大小、机器格式IBM-PC、MS-Windows操作系统，在此通过引用并入。

发明背景

枫糖尿病(MSUD)也称为“亮氨酸尿症”、“支链α-亮氨酸脱氢酶缺乏症”和“BCKD缺乏症”，是一种罕见的遗传性氨基酸代谢病，继发于参与亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸(即，支链氨基酸)分解代谢途径的支链酮酸脱氢酶(BCKDH)复合物功能障碍。枫糖尿病在1954年由Menkes等人(Menkes等人,Pediatrics 14:462-467[1954])首次描述并因受影响的新生儿尿液的特有的甜气味而命名。枫糖尿病的特征还在于喂食困难、呕吐、嗜睡、异常运动(例如，肌张力过高或肌张力低下)和迟缓的发育。如果没有治疗，该疾病会进展为脑病、癫痫发作、昏迷、永久性神经损伤和死亡。在以后的生活中，发育迟缓、学习问题、癫痫发作和运动困难是常见的。根据疾病的体征和症状进行分类，有四种常见的形式。最常见且最严重的类型是“经典”类型，其在出生后两周内变得明显。其他类型为中间型MSUD、间歇型MSUD和硫胺素反应型MSUD。在经典形式中，该疾病在新生儿摄入含蛋白的牛奶后变得明显。这导致体内异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸的增加，从而对大脑产生毒性。在间歇型形式中，脑损伤发生在躯体应激期间(例如，感染、发热或长期不进食)，这导致代谢失代偿。

新生儿的MSUD的诊断测试包括血液和尿液氨基酸测试，以确定这些液体中亮氨酸、异亮氨酸、别异亮氨酸和缬氨酸的浓度。如果鉴定为MSUD，会有酮症和酸中毒的体征。在诊断后和症状发作期间，治疗包括食用无蛋白饮食和纠正与升高的氨基酸水平相关的代谢后果。使用专用静脉内溶液降低亮氨酸水平(毒性最强)并纠正能量不足。

目前的治疗包括支链氨基酸(BCAA)的饮食限制。BCKDH复合酶水平不足导致脑脊液、血液和组织中BCAA及其相关代谢物的毒性累积。如果没有治疗或持续的细心护理，这会导致许多且严重的副作用(例如，神经功能障碍、癫痫发作和婴儿死亡)。尽管一些BCAA通过肾脏清除周转(导致受影响患者尿液的典型的甜枫糖浆气味)，但这不足以提供从体内毒性氨基酸累积水平的缓解(参见Schadewalt和Wendel,Eur.J.Pediatr.,156(Suppl.1):S62-66[1997]；和Skvorak,J.Inherit.Metab.Dis.,32(2):229-46[2009])。

发明概述

本发明提供了工程化亮氨酸脱羧酶(LDC)多肽及其组合物、以及编码工程化亮氨酸脱羧酶(LDC)多肽的多核苷酸。在一些实施方案中，工程化LDC多肽被优化以提供增强的催化活性，以及降低的对蛋白水解的敏感性和/或增加的对低pH环境的耐受性。在一些实施方案中，工程化LDC多肽被优化以提供改进的储存稳定性。本发明还提供了用于使用包含工程化LDC多肽的组合物用于治疗和工业目的的方法。