CN110229226A

CN110229226A - 一种slfn11截断肽及其应用和药物组合物

Info

Publication number: CN110229226A
Application number: CN201910434861.3A
Authority: CN
Inventors: 苟兴春; 劳可静; 栾晶; 张瑞三; 郭慧芳
Original assignee: Xian Medical University
Current assignee: Xian Medical University
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2019-09-13
Anticipated expiration: 2039-05-23
Also published as: CN110229226B

Abstract

本发明公开了一种SLFN11截断肽及其应用，和药物组合物，其氨基酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。该截断肽通过对SLFN11亲水区第707‑734位肽段，利用Tat穿透肽进行修饰获得。本发明SLFN11截断肽能够穿过细胞膜进入细胞内部，提高肿瘤细胞的SLFN11的水平，增强肿瘤细胞对放化疗的敏感性，从而能够作为化疗增敏剂用于肿瘤的治疗。

Description

一种SLFN11截断肽及其应用和药物组合物

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种SLFN11截断肽，本发明还涉及上述SLFN11截断肽的应用和药物组合物。

背景技术

癌症的发病率和死亡率仅次于心血管疾病，给社会和家庭带来了沉重的经济和精神负担。在全球范围内，每年大约有1410万新的癌症病例。随着全球老龄化的加速，癌症将成为人类一个主要的健康问题，一种严重威胁人类生命的世界疾病。

化疗是是目前治疗癌症最有效的手段之一。然而，长期或大量使用化疗药物癌细胞可能产生耐药，化疗甚至可增强残癌细胞的侵袭和转移的能力。同时大剂量化疗给机体带来很大的副作用，因此增加化疗的敏感性同时降低化疗的剂量十分必要。

睡眠基因蛋白(Schlafen family，SLFN)家族在发育，免疫反应和细胞增殖中起着关键作用。SLFN11蛋白定位在细胞核中，是仅在哺乳动物中表达的SLFN蛋白家族成员之一。SLFN11的表达水平与肿瘤细胞对DNA损伤剂的敏感性呈正相关。DNA发生损伤后，复制蛋白A1(replication protein A1，RPA1)和损伤DNA结合促进DNA重组修复。在SLFN11高表达的肿瘤细胞中，而SLFN11可与RPA1结合形成异二聚体，致使RPA1从DNA上解离，抑制损伤DNA重组修复，进而促进细胞凋亡和死亡。高水平SLFN11不仅会提升肿瘤细胞对I/II型拓扑异构酶抑制剂，DNA合成抑制剂和烷化剂的敏感程度，还会让细胞对IR和UV这两种损伤处理也呈现出更加敏感的表型。因此，外源SLFN11可以提高肿瘤细胞的SLFN11的水平，增强肿瘤细胞对放化疗的敏感性，从而作为化疗增敏剂用于肿瘤的治疗。

由于蛋白发挥作用一般表现在一些特定的功能关键区，将这些特定的功能区肽段切割出来形成功能截断肽，能表现出较其母蛋白更强的生物活性。这些截断肽具有以下特点：分子量小，表达量高，活性结构域能充分展现等特点，同时，由于某些氨基酸从原本的内部结构中暴露出来，而使截断肽段发挥出新的作用。

然而，外源性的截断肽难以细胞膜进入细胞内部。研究证实一种来源于人类I型免疫缺陷病毒(HIV-I)的转录反式激活因子(trans-activator oftranscription，TAT)的蛋白转导域(protein transduction domain，PTD)，能够将分子量在15-120kD的不同生物大分子(如核酸、多肤、蛋白质等)高效、快速、安全地导入细胞，且导入后仍具有生物活性，并对宿主细胞几乎没有毒性。TAT蛋白转导域的发现为蛋白质治疗带来了新的曙光，显示出巨大的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种SLFN11截断肽，解决了现有外源SLFN11难以细胞膜进入细胞内部的问题。

本发明的另一目的是提供上述SLFN11截断肽的应用。

本发明的第三个目的是提供一种药物组合物。

本发明所采用的技术方案是，一种SLFN11截断肽，其氨基酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。

本发明的特点还在于，

SLFN11截断肽的通过对SLFN11亲水区肽段，利用Tat穿透肽进行修饰获得。

SLFN11亲水区肽段为SLFN11的第707-734位序列。

本发明所采用另一的技术方案是，一种SLFN11截断肽的应用，SLFN11截断肽在对细胞抗增殖活性药物中的应用。

本发明的特点还在于，

SLFN11截断肽在肿瘤放化疗药物中的应用。

本发明所采用的第三个技术方案是，一种药物组合物，其中含有SLFN11截断肽及药学上可接受的载体。

本发明的有益效果为：本发明一种SLFN11截断肽通过对SLFN11的氨基酸亲水区段第707-734位序列，利用Tat穿透肽进行修饰获得，使其能够穿过细胞膜进入细胞内部，提高肿瘤细胞的SLFN11的水平，增强肿瘤细胞对放化疗的敏感性，从而能够作为化疗增敏剂用于肿瘤的治疗。

附图说明

图1为MTT法检测截断肽对CPT抗增殖活性的增敏作用；

图2为RTCA法检测Tat-SLFN11t-4对CPT抗增殖活性的增敏作用。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种SLFN11截断肽，其序列如SEQ.ID.NO.1所示，是选取SLFN11第707-734位氨基酸的亲水区段，设计合成的具有穿膜活性的多肽，该多肽可以与RPA1直接相互作用。

一、多肽的设计

研究表明，SLFN11通过其第580-901位氨基酸形成的肽段与RPA1发生作用。因此，选取580-901的亲水区段，设计合成具有穿膜活性的肽段，它可以与RPA1直接相互作用，起到抗肿瘤增敏的作用。

利用在线分析软件ProtScale的Kyteand Doolitte算法分析SLFN11蛋白的亲水性和疏水性，输入SLFN11的580-901序列，选取＜0.5的8个亲水区肽段，其序列如表1所示，为了促进截断肽在后期实验中穿透细胞膜，在选出的8个截断肽的N端加上Tat穿透肽(Trans-Activator ofTranscription)进行修饰，分别得到的8个截断肽SLFN11t，其序列如表2所示。

本发明所采用Tat穿透肽是人类I型免疫缺陷病毒(HIV-I)的转录反式激活因子(trans-activator oftranscription，TAT)的蛋白转导域(protein transductiondomain，PTD)，其序列为：YGRKKRRQRRR。

表1亲水区肽段序列

编码	序列
		585-600	FSRSLRKNRELFVHGL
634-661	QPLRNFISDRNICRAETRKTFLRENFEH
		669-694	EAQNFRTEDGDWYGKAKSITRRAKGG
707-734	TSHLDCSGLPPLSDQYPREELTRIVRNA
		735-754	DPIAKYLQKEMQVIRSNPSF
764-783	FPEAEWSQGVQGTLRIKKYL
		795-805	TCRRFFDRGYS
816-840	AKEVEHYKYELLKAMRKKRVVQLSD

表2 Tat穿透肽修饰后的肽段序列

编号	序列(N→C)
		TAT-S11-1	YGRKKRRQRRR-GG-FSRSLRKNRELFVHGL
TAT-S11-2	YGRKKRRQRRR-GG-QPLRNFISDRNICRAETRKTFLRENFEH
		TAT-S11-3	YGRKKRRQRRR-GG-EAQNFRTEDGDWYGKAKSITRRAKGG
TAT-S11-4	YGRKKRRQRRR-GG-TSHLDCSGLPPLSDQYPREELTRIVRNA
		TAT-S11-5	YGRKKRRQRRR-GG-DPIAKYLQKEMQVIRSNPSF
TAT-S11-6	YGRKKRRQRRR-GG-FPEAEWSQGVQGTLRIKKYL
		TAT-S11-7	YGRKKRRQRRR-GG-TCRRFFDRGYS
TAT-S11-8	YGRKKRRQRRR-GG-AKEVEHYKYELLKAMRKKRVVQLSD

二、多肽的活性测定

文献报道人乳腺癌细胞(MCF-7)为SLFN11低表达细胞株。因此，通过在MCF-7细胞中分别测试得到的8个截断肽SLFN11t对喜树碱(Camptothecin,CPT)抗增殖活性的增敏作用，采用MTT法检测各个截断肽的增敏作用，其结果如图1所示，图中模型组为加入5μM CPT，给药组为同时加入5μMCPT和50μM不同的截断肽SLFN11t。从图中可以看出，截断肽Tat-SLFN11t-2和Tat-SLFN11t-4的活性最佳，对于CPT的增敏作用分别为19.48％和19.88％。因此，选取活性最好的Tat-SLFN11t-2和Tat-SLFN11t-4作为后期进一步的研究。

通过细胞实时监测仪检测Tat-SLFN11t-2和Tat-SLFN11t-4对于CPT的增敏作用，模型组为加入5μM CPT，给药组分别为同时加入5μMCPT与0.5μM、5μM、50μM截断肽，图2为RTCA法检测Tat-SLFN11t-4对CPT抗增殖活性的增敏作用。纵轴为细胞指数(cell index，CI)，CI值与细胞数量成正比。从图中可以看出，Tat-SLFN11t-2和Tat-SLFN11t-4可以显著增强CPT对于MCF-7细胞的抗增殖活性。

合成截断肽Tat-SLFN11t-4，Tat-SLFN11t-4的序列具体为：

YGRKKRRQRRR-GG-TSHLDCSGLPPLSDQYPREELTRIVRNA(同SEQ.ID.NO.1)。

1.称取二氯树脂放入反应器中，加入DCM(二氯甲烷)溶胀0.5～1h，抽干。

2.加入摩尔量为二氯树脂摩尔量的1～3倍的Fmoc(9-芴甲氧羰基)保护的酪氨酸，摩尔量为二氯树脂摩尔量的1～10倍的DIEA(N,N-二异丙基乙胺)，20～30倍二氯树脂体积的DMF和DCM混合溶液(DMF和DCM体积比为1:1～1:3)，用氮气鼓泡反应0.5～1h，抽掉反应液，分别用DMF，甲醇洗净。

3.加入摩尔量为二氯树脂摩尔量的5～10倍的质量分数为6％的哌啶DMF溶液去除Fmoc，采用DMF洗净，树酯用茚三酮检测为阳性，表明Fmoc完全去除。

4.依步骤2、3的方式依次加入序列中氨基酸，直至最后一个氨基酸反应完成。

5.将二氯树脂从反应器中取出并称取重量，倒入烧瓶中，加入质量分数为95％的TFA切割液，震荡反应1～2h，将多肽从树脂载体上裂解下来，并去除氨基酸的侧链保护基团。收集滤液，然后向滤液中加入乙醚，离心，清洗即可得到该序列的粗产物。

6.分析提纯和质谱检测：用ESI离子源质谱仪检测该序列分子量的正确性；用HPLC液相色谱仪将粗品提纯至95％以上的纯度。

7.收集纯化好的目标多肽放入冻干机中进行冷冻，干燥成白色粉末。

8.样品冻干后再次进行HPLC和MS分析检测，流动相为含0.1％TFA的水和乙腈溶剂，检测波长为220nm。

对得到的样品进行HPLC液相色谱检测，其纯度为96.52％；MS分析检测显示，MS(ESI,m/z):604.15[M+8H]⁸⁺，表明合成样品为目标截断肽Tat-SLFN11t-4。

<110> 西安医学院

<120> 一种SLFN11截断肽及其应用和药物组合物

<160> 1

<210> 1

<211> 41

<212> PRT

<213> 人工合成

<400> SEQ.ID.NO.1

Tyr Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Gly Gly Thr Ser His

1 5 10 15

Leu Asp Cys Ser Gly Leu Pro Pro Leu Ser Asp Gln Tyr Pro Arg Glu

20 25 30

Glu Leu Thr Arg Ile Val Arg Asn Ala

35 40

Claims

1.一种SLFN11截断肽，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。

2.根据权利要求1所述的一种SLFN11截断肽，其特征在于，所述SLFN11截断肽的通过对SLFN11亲水区肽段，利用Tat穿透肽进行修饰获得。

3.根据权利要求2所述的一种SLFN11截断肽，其特征在于，所述SLFN11亲水区肽段为SLFN11的第707-734位序列。

4.一种药物组合物，其特征在于，其中含有权利要求1-3中任一项所述的SLFN11截断肽及药学上可接受的载体。

5.根据权利要求1-3任一项所述一种SLFN11截断肽的应用，其特征在于，所述SLFN11截断肽在对细胞抗增殖活性药物中的应用。

6.根据权利要求5所述一种SLFN11截断肽的应用，其特征在于，所述SLFN11截断肽在肿瘤放化疗药物中的应用。