CN1288057A - 一种编码新的人血管紧张素ⅱ-1受体相关蛋白的基因及其应用和制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新的人血管紧张素II-1受体相关蛋白和编码此多肽的DNA(RNA)以及通过重组技术生产此多肽的方法。本发明还公开了此多肽用于治疗多种疾病的方法,如心血管疾病,冠心病、原发性高血压及非胰岛素依赖型糖尿病等。本发明还公开了抗此多肽的拮抗剂及其治疗作用。本发明还公开了编码该血管紧张素II-1受体相关蛋白的多核苷酸的用途。

Description

一种编码新的人血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白的基因及其应用和制备方法
本发明属于生物技术领域,具体地说,本发明描述了一种编码新的人蛋白-血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白的基因的序列。
血管紧张素Ⅱ受体(Angiotensin Ⅱ receptors,Ang Ⅱ)是一种血管活性肽,可与靶组织(如肾、肾上腺、血管)的特殊膜结合受体相互作用。目前已经获得1型、2型和3型等三种血管紧张素Ⅱ的受体(Angiotensin Ⅱ receptors type 1、type 2、type3;AT1、AT2、AT3),它们在结构上都呈现七个疏水的横跨膜功能域结构,可同时结合一对Gq蛋白,其主要的生物学功能为信号转导。AT1和AT2的氨基酸具有46%的同源性,其中AT1由AT1a和AT1b组成(两者具有相同的编码区和不同的非编码区,氨基酸同源性高于90%),主要在成人的心血管系统、肾上腺和肾脏内表达,在胎儿的整个身体里可广泛表达并随着胎儿的出生而急剧下降;AT2则主要在成人的脑、肾上腺髓质和卵巢内表达。AT1在胞内的信号转导主要通过激活磷脂酶C产生两种结果即蛋白激酶C的活化和Ca2+的固定来实现的,近来,还发现酪氨酸激酶也是AT1信号转导的途径之一。临床研究已经表明,AT1的拮抗剂能够引起血浆内AngⅡ水平的上升,并选择性地刺激AT2,而且AT2本身具有抗AT1的作用,这样AT2作为AT1拮抗剂的功能在临床治疗中具有重要的意义[Miserey S,et al,Therapie 1998;53:205-11]。
血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白(AT1 receptor associated protein,ATRAP)是最新发现的一种AT1受体的相关蛋白,鼠的ATRAP分子量为18kDa,它只与AT1a受体的羧端胞质功能域相互作用,而不与AT2、舒缓激肽B2、beta2肾上腺素受体等相互作用。ATRAP的mRNA在鼠的肾脏、心脏和睾丸中表达,而在鼠的肺脏、肝脏、脾脏和脑中不表达。ATRAP和AT1a受体的相互作用可以通过亲和层析法、荧光显微法和两种蛋白的特异免疫沉淀法来确定。ATRAP在COS-7细胞中的过量表达抑制了AT1a受体对磷脂酶C的激活作用[Daviet L,et al,J Biol Chem 1999;274:17058-62]。
由于AT1是肾素-血管紧张素系统(RA系统)的重要组成成分,可介导血管舒缩、水盐代谢及血管平滑肌增生和功能调节等生理学效应,是RA系统作用于效应器的关键步骤,也是高血压遗传学的致病基因之一,因此,ATRAP通过与AT1的相互作用而对多种心血管类疾病的发病进行检测和治疗,例如用于检测和治疗冠心病、原发性高血压及非胰岛素依赖型糖尿病等,特别优选用于对冠心病的治疗。因此,以治疗为目的的研究和开发ATRAP多肽及其抗体、兴奋剂、抑制剂,在生理学、药理学上有着重要意义(Soubrier F et al,J Hypertension,1993,11.Suppl 5:s20-27)。
本发明的一个目的是提供新的分离的膜蛋白血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多肽。
本发明的另一个目的是提供编码膜蛋白血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多肽的DNA序列。
本发明的另一个目的是提供编码胞内膜血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多肽的重组表达载体。
本发明的另一个目的是提供含有编码膜蛋白血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多肽的重组表达载体的宿主细胞。
本发明的另一个目的是提供生产编码膜蛋白血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多肽的方法。
本发明的另一个目的是提供针对本发明的膜蛋白血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多肽的抗体和拮抗剂。
本发明的另一个目的是提供诊断治疗与膜蛋白血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多肽功能异常相关的疾病的方法。
本发明的其它方面由于本文的技术的公开,对本领域的技术人员而言是显而易见的。
在本发明的一个实施方案中,本发明提供了一种基本上纯的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多肽,其基本上由SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列组成。血管紧张素Ⅱ-1受体的相关蛋白多肽的特征是具有一个横跨膜功能域。
本发明的多核苷酸是从人胎脑组织的cDNA文库中发现的。它包含的多核苷酸序列全长为1108个碱基,其开放读框为SEQ ID NO:1中56-535位,编码159个氨基酸的人血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白。根据氨基酸序列同源比较发现,此多肽与大鼠睾丸组织中的ATRAP有76%的同源性,且该多肽具有ATRAP基因家族的保守碱基,可推断出该新的人ATRAP具有ATRAP基因家族相似的结构和功能。
如本发明所用,“分离的”是指物质从其原始环境中分离出来(如果是天然的物质,原始环境即是天然环境)。如活体细胞内的天然状态下的多聚核苷酸和多肽是没有分离纯化的,但同样的多聚核苷酸或多肽如从天然状态中同存在的其他物质中分开,则为分离纯化的。
如本发明所用,“分离的血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白或多肽”是指血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白多肽基本上不含天然与其相关的其它蛋白、脂类、糖类或其它物质。本领域的技术人员能用标准的蛋白质纯化技术纯化血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白。基本上纯的多肽在非还原聚丙烯酰胺凝胶上能产生单一的主带。血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白多肽的纯度能用氨基酸序列分析。
本发明的多肽可以是重组多肽、天然多肽、合成多肽,优选重组多肽。
本发明还包括该多肽的片段、衍生物和类似物。如本发明所用,术语“片段”、“衍生物”和“类似物”是指基本上保持本发明所述多肽相同的生物学功能或活性的多肽。
本发明还包括人血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白的片段、衍生物和类似物。如本发明所用,术语“片段”、“衍生物”和“类似物”是指基本上保持本发明的天然人血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白相同的生物学功能或活性的多肽。本发明的多肽片段、衍生物或类似物可以是(ⅰ)有一个或多个保守或非保守性氨基酸残基(优选保守性氨基酸残基)被取代的多肽,而这样的取代的氨基酸残基可以是也可以不是由遗传密码编码的,或(ⅱ)在一个或多个氨基酸残基中具有取代基团的多肽,或(ⅲ)成熟多肽与另一个化合物(比如延长多肽半衰期的化合物,例如聚乙二醇)融合所形成的多肽,或(ⅳ)附加的氨基酸序列融合到此多肽序列而形成的多肽(如前导序列或分泌序列或用来纯化此多肽的序列或蛋白原序列)。根据本文的教导,这些片段、衍生物和类似物属于本领域熟练技术人员公知的范围。
在另一个实施方案中,本发明提供了分离的核酸(多核苷酸),基本由编码具有SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽的多核苷酸组成。本发明的多核苷酸序列包括SEQ IDNO:1的核苷酸序列。
本发明的多核苷酸可以是DNA形式或是RNA形式。DNA形式包括cDNA、基因组DNA或人工合成的DNA。DNA可以是单链的或是双链的。DNA可以是编码链或非编码链。编码成熟多肽的编码区序列可以与SEQ ID NO:1所示的编码区序列相同或者是简并的变异体。如本发明所用,“简并的变异体”在本发明中是指编码具有SEQ ID NO:2的蛋白质或肽但与SEQ ID NO:1所示的编码区序列有差别的核酸序列。
编码SEQ ID NO:2的成熟多肽的多核苷酸包括:只有成熟多肽的编码序列;成熟多肽的编码序列和各种附加编码序列;成熟多肽的编码序列(和任选的附加编码序列)以及非编码序列。
术语“编码多肽的多核苷酸”是指包括编码此多肽的多核苷酸和包括附加编码和/或非编码序列的多核苷酸。
本发明还涉及上述描述多核苷酸的变异体,其编码与本发明有相同的氨基酸序列的多肽或多肽的片断、类似物和衍生物。此多核苷酸的变体可以是天然发生的等位变异体或非天然发生的变异体。这些核苷酸变异体包括取代变异体、缺失变异体和插入变异体。如本领域所知的,等位变异体是一个多核苷酸的替换形式,它可能是一个或多个核苷酸的取代、缺失或插入,但不会从实质上改变其编码的多肽的功能。
本发明还涉及与以上所描述的序列杂交的多核苷酸(两个序列之间具有至少50%,优选具有70%的相同性)。本发明特别涉及在严格条件下与本发明所述多核苷酸可杂交的多核苷酸。在本发明中,“严格条件”是指:(1)在较低离子强度和较高温度下的杂交和洗脱,如0.2×SSC,0.1%SDS,60℃;或(2)杂交时加用变性剂,如50%(v/v)甲酰胺,0.1%小牛血清/0.1%Ficoll,42℃等;或(3)仅在两条序列之间的相同性至少在95%以上,更好是97%以上时才发生杂交。并且,可杂交的多核苷酸编码的多肽与SEQ ID NO:2所示的成熟多肽有相同的生物学功能和活性。
本发明还涉及与以上所描述的序列杂交的核酸片段。如本发明所用,”核酸片段”的长度至少含15个核苷酸,较好是至少20-30个核苷酸,更好是至少50-60个核苷酸,最好是至少100个核苷酸以上。核酸片段可用于核酸的扩增技术(如PCR)以确定和/或分离编码血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的多聚核苷酸。
本发明也涉及包含本发明的多核苷酸的载体和用本发明的载体经基因工程产生的宿主细胞,以及经重组技术产生本发明所述的多肽的方法。
本发明的DNA序列能用几种方法获得。例如,用本领域熟知的杂交技术分离DNA。这些技术包括但不局限于:1)用探针与基因组或cDNA文库杂交以检出同源性核苷酸序列,和2)表达文库的抗体筛选以检出共同具有结构特征的克隆的DNA片段。
编码血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的特异DNA片段序列产生也能用下列方法获得:1)从基因组DNA分离双链DNA序列;2)化学合成DNA序列以获得所需多肽的双链DNA。
上述提到的方法中,分离基因组DNA最不常用。当需要的多肽产物的整个氨基酸序列已知时,DNA序列的直接化学合成是经常选用的方法。如果所需多的氨基酸的整个序列不清楚时,DNA序列的直接化学合成是不可能的,选取用的方法是cDNA序列的分离。分离感兴趣的cDNA的标准方法是从高表达该基因的供体细胞分离mRNA并进行逆转录,形成质粒或噬菌体cDNA文库。提取mRNA的方法已有多种成熟的技术,试剂盒也可从商业途径获得(Qiagene)。而构建cDNA文库也是通常的方法(Sambrook,et al,MolecularCloning,a Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,New York,1989)。还可得到商业供应的cDNA文库,如Clontech公司的不同cDNA文库。当结合使用聚合酶反应技术时,即使极少的表达产物也能克隆。
可用常规方法从这些cDNA文库中筛选本发明的基因。这些方法包括包括(但不限于):(1)DNA-DNA或DNA-RNA杂交;(2)标志基因的功能出现或丧失;(3)测定血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的转录本的水平:(4)应用免疫学技术或测定生物学活性检测基因表达的蛋白产物。上述方法可单用,也可多种方法联合应用。
在第(1)种方法中,杂交所用的探针是与本发明的多核苷酸的任何一部分同源,其长度至少15个核苷酸,较好是30个核苷酸,更好是50个核苷酸,最好是100个核苷酸以上。此外,探针的长度通常在2kb之内,较佳地为1kb之内。此处所用的探针通常是在本发明的基因DNA序列信息的基础上化学合成的DNA序列。本发明的基因本身或者片段当然可以用做探针。DNA探针的标记可用放射性同位素,荧光素或酶(如碱性磷酸酶)等。
在第(4)种方法中,检测血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白基因表达的蛋白产物可用免疫学技术如Western印迹,放射免疫沉淀法,酶联免疫吸附法(ELISA)等。
应用PCR技术扩增DNA/RNA的方法(Saiki,et al.Science 1985:230:1350-1354)可被优先用于获得本发明的基因。特别是很难从文库中得到全长的cDNA时,可优选使用RACE法(RACE:cDNA末端快速扩增法),在上述PCR方面所用的引物可根据本文所公开的本发明的序列信息可适当地选择,并可用常规方法合成。可用常规方法如通过凝胶电泳分离和纯化扩增的DNA/RNA片段。
如上所述得到的本发明的基因,或者各种DNA片段等的核苷酸序列的测定可用常规方法如双脱氧链终止法(Sanger et al.PNAS,1977,74:5463-5467)。这类核苷酸序列测定也可用商业测序试剂盒等。为了获得全长的cDNA序列,测序需反复进行。有时需要测定多个克隆的cDNA序列,才能拼接成全长的cDNA序列。
根据普通的重组DNA技术,利用本发明的多聚核苷酸序列可用来表达或生产重组的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多肽(科学,1984;224:1431)。一般来说有以下步骤:
(1).用本发明的编码人血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白的多核苷酸(或变异体),或用含有该多核苷酸的重组表达载体转化或转导合适的宿主细胞;
(2).在合适的培养基中培养的宿主细胞;
(3).从培养基或细胞中分离、纯化蛋白质。
本发明中,血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多核苷酸序列可插入到重组表达载体中。术语“重组表达载体”是指涉及本领域熟知的细菌质粒、噬菌体、酵母质粒、植物细胞病毒、哺乳动物细胞病毒如腺病毒、逆转录病毒或其他载体。在本发明中适用的载体包括但不局限于:在细菌中表达的基于T7的表达载体(Rosenberg,et al.Gene,1987,56:125);在哺乳动物细胞中表达的pMSXND表达载体(Lee and Nathans,J BioChem.263:3521,1988)和在昆虫细胞中表达的来源于杆状病毒的载体。总之,只要能在宿主体内复制和稳定,任何质粒和载体都可以用。表达载体的一个重要特征是通常含有复制起点、启动子、标记基因和翻译控制元件。
本领域的技术人员熟知的方法能用于构建含血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白编码DNA序列和合适的转录/翻译控制信号的表达载体。这些方法包括体外重组DNA技术、DNA合成技术、体内重组技术等(Sambroook,et al.Molecular Cloning,a LaboratoryManual,Cold Spring Harbor Laboratory.New York,1989)。所述的DNA序列可有效连接到表达载体中的适当启动子上,以指导mRNA合成。这些启动子中有代表性的例子有:大肠杆菌的lac或trp启动子;λ噬菌体PL启动子;真核启动子包括CMV立即早期启动子、HSV胸苷激酶启动子、早期和晚期SV40启动子、反转录病毒的LTRs和其他一些已知的可控制基因在原核或真核细胞或其病毒中的表达的启动子。表达载体还包括有翻译起始用的核糖体结合位点和转录终止子。
此外,表达载体优选地包含一个或多个选择性标记基因,以提供用于选择转化的宿主细胞的表型性状,如真核细胞培养用的二氢叶酸还原酶、新霉素抗性以及绿色荧光蛋白(GFP),或大肠杆菌用的四环素或氨苄青霉素抗性。
包含以上所述的适当的DNA序列以及适当的启动子或者控制序列的载体可以用于转变适当的宿主细胞,以使其能够表达蛋白质。
宿主细胞可以是原核细胞,如细菌细胞;或是低等真核细胞,如酵母细胞;或是高等真核细胞,如哺乳动物细胞。有代表性的例子有:大肠杆菌,链霉菌属;鼠伤寒沙门氏菌的细菌细胞;诸如酵母的真菌细胞;植物细胞;果蝇S2或Sf9的昆虫细胞;CHO、COS或Bowes黑素瘤细胞的动物细胞等。
本发明的多核苷酸在高等真核细胞中表达时,如果在载体中插入一个增强子序列时将会使转录得到增强。增强子是DNA的顺式作用因子,通常大约有10到300个碱基对,作用于启动子以增强基因的转录。可举的例子包括在复制起始点晚期一侧的100到270个碱基对的SV40增强子、在复制起始点晚期一侧的多瘤增强子以及腺病毒增强子等。
本领域一般技术人员都清楚如何选择适当的载体、启动子、增强子和宿主细胞。
用重组DNA转化宿主细胞可用本领域技术人员熟知的常规技术进行。当宿主为原核生物如大肠杆菌时,可在指数生长期后收获能吸收DNA的感受态细胞,用CaCl2法处理,所用的步骤在本领域众所周知。可供选择的是用MgCl2。如果需要,转化也可用电穿孔的方法进行。当宿主是真核生物,可用如下的DNA转染方法:磷酸钙共沉淀法,常规机械方法如显微注射、电穿孔、脂质体包装等。
获得的转化子可以用常规方法培养,表达本发明的基因所编码的多肽。根据所用的宿主细胞,培养中所用的培养基可选自各种常规培养基。在适于宿主细胞生长的条件下进行培养。当宿主细胞生长到适当的细胞密度后,用合适的方法(如温度转换或化学诱导)诱导选择的启动子,将细胞再培养一段时间。
在上面的方法中所需的重组多肽包被于细胞内、细胞外或在细胞膜上表达或分泌到细胞外。如果需要,可利用其物理的、化学的和其它特性通过各种分离方法分离和纯化重组的蛋白。这些方法多为本领域技术人员所熟知的。更具体地说,这些方法包括但并不限于:、常规的复性处理、用蛋白沉淀剂处理(盐析方法)、离心、渗透破菌、超处理、超离心、分子筛层析(凝胶过滤),吸附层析、离子交换层析、高效液相层析(HPLC)和其它各种液相层析技术及这些方法的结合。
重组的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白或多肽有多方面的用途,特别优选与多种心血管疾病,例如检测和治疗冠心病、原发性高血压及非胰岛素依赖型糖尿病等。这些用途包括(但不限于):直接做为药物治疗血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白功能低下或丧失所致的疾病和用于筛选促进或对抗血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白功能的抗体,多肽或其它配体。例如,抗体可用于激活或抑制血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的功能。用表达的重组血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白筛选多肽库可用于寻找有治疗价值的能抑制或刺激血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白功能的多肽分子。
本发明也提供了筛选药物以鉴定提高(激动剂)或阻遏(拮抗剂)血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的药剂的方法,这些激动剂或拮抗剂特别适用于多种心血管疾病,例如检测和治疗冠心病、原发性高血压及非胰岛素依赖型糖尿病等。激动剂提高血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白在细胞内的信号传递等生物功能,而拮抗剂阻止和治疗与细胞内信号传递有关的紊乱如各种癌症。例如,哺乳动物细胞或表达血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的膜制剂能在药物的存在下与标记的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白一起培养。然后测定药物提高或阻遏此相互作用的能力。
血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的拮抗剂包括筛选出的抗体、化合物、受体缺失物和类似物等等。人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的拮抗剂可以与人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白结合并消除其功能,或是抑制人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的产生,或是与多肽的活性位点结合使多肽不能发挥生物学功能。用人的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的拮抗剂可以治疗多种心血管疾病,例如冠心病、原发性高血压及非胰岛素依赖型糖尿病等。
在筛选作为拮抗剂的化合物时,可以将血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白加入生物分析测定中,通过测定化合物影响血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白和其受体之间的相互作用来确定化合物是否是拮抗剂。用上述筛选化合物的同样方法,可以筛选出起拮抗剂作用的受体缺失物和类似物。
本发明的多肽可用作肽谱分析,例如,多肽可用物理的、化学或酶进行特异性切割,并进行一维或二维或三维的凝胶电泳分析。
有多种方法可用于生产针对血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白抗原决定簇的抗体。这些抗体包括(但不限于)多克隆抗体、单克隆抗体、嵌合抗体、单链抗体、Fab片段和Fab表达文库产生的片段。
抗血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的抗体可用于免疫组织化学技术中,检测活检标本中的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白。
与血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白结合的单克隆抗体也可用放射性同位素标记,注入体内可跟踪其位置和分布。这种放射性标记的抗体可作为一种非创伤性诊断方法用于肿瘤细胞的定位和判断是否有转移。
本发明中的抗体可用于治疗或预防与血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白相关的疾病,特别优选与多种心血管疾病,例如冠心病、原发性高血压及非胰岛素依赖型糖尿病等。给予适当剂量的抗体可以刺激或阻断血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的产生或活性。
抗体也可用于设计针对体内某一特殊部位的免疫毒素。如血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白高亲和性的单克隆抗体可与细菌或植物毒素(如白喉毒素,蓖麻蛋白,红豆碱等)共价结合。一种通常的方法是用巯基交联剂如SPDP,攻击抗体的氨基,通过二硫键的交换,将毒索结合于抗体上,这种杂交抗体可用于杀灭血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白阳性的细胞。
多克隆抗体的生产可用血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白或多肽免疫动物,如家兔,小鼠,大鼠等。多种佐剂可用于增强免疫反应,包括但不限于弗氏佐剂等。
血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白单克隆抗体可用杂交瘤技术生产(Kohler andMilstein.Nature,1975,256:495-497)。将人恒定区和非人源的可变区结合的嵌合抗体可用已有的技术生产(Morrison et al,PNAS,1985,81:6851)。而已有的生产单链抗体的技术(U.S.Pat No.4946778)也可用于生产抗血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的单链抗体。
能与血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白结合的多肽分子可通过筛选由各种可能组合的氨基酸结合于固相物组成的随机多肽库而获得。筛选时,必须对血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白分子进行标记。
本发明的多肽可以与合适的药用载体组合使用。这种组合物包含治疗有效量的多肽,和药用可接受的载体或赋型剂。这样的载体包括但不限于盐水、缓冲盐水、葡萄糖、水、甘醇、乙醇及其组合。这些制剂应适合于施用方式。
本发明还提供含有一种或多种容器的药盒或试剂盒,容器中装有一种或多种本发明的药用组合物成分。与这些容器一起,可以有由制造、使用或销售药品或生物制品的政府管理机构给出的指示性提示,该提示反映出生产、使用或销售的政府管理机构许可其在人体上施用。此外,本发明的多肽可以与其它的治疗化合物结合使用。
药物组合物可以以方便的方式给药,如通过局部、静脉内、腹膜内、肌内、皮下、鼻内或皮内的这途径。血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白以有效地治疗和/或预防具体的适应症的量来给药。给药于悉者的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的量和剂量范围将取决于许多因素,如给药方式、欲治疗者的自然条件和诊断医生的判断。
本发明还涉及定量和定位检测血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白水平的诊断试验方法。这些试验是本领域所熟知的,且包括FISH测定和放射免疫测定。试验中检测的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白水平可以用作解释血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白在各种疾病中的重要性和用于诊断RABPA可以起作用的疾病。
血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多聚核苷酸可用于血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白相关疾病的诊断和治疗,特别优选与多种心血管疾病,例如检测和治疗冠心病、原发性高血压及非胰岛素依赖型糖尿病等。在诊断方面,血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多聚核苷酸可用于检测血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的表达或在疾病状态下血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的异常表达。如血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白DNA序列可用于对活检标本的杂交以判断血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的表达异常。杂交技术包括Southern印迹,Northern印迹、原位杂交等。这些技术方法都是公开的成熟技术,相关的试剂盒都可从商业途径得到。本发明的多核苷酸的一部分或全部可作为探针固定在微阵列(Microarray)或DNA芯片(DNA Chip)上用于分析组织中基因的差异表达分析和基因诊断。用血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白特异的引物进行RNA-聚合酶链反应(RT-PCR)体外扩增也可检测血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的转录产物。
检测血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白基因的突变也可用于诊断血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白相关的疾病,特别优选与多种心血管疾病,例如检测和治疗冠心病、原发性高血压及非胰岛素依赖型糖尿病等。血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白突变的形式包括点突变,易位,缺失,重组和其它与正常野生型血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白DNA序列相比的任何异常等。可用已有的技术如Southern印迹、DNA序列分析、PCR和原位杂交检测突变。另外,突变有可能影响蛋白的表达,因此用Northern印迹、Western印迹可间接判断基因有无突变。
本发明的序列对染色体鉴定也是有价值的。该序列特异性地以单个人染色体的具体位置为靶标,且可以与此染色体杂交。而且,目前需要鉴定在染色体上的具体位点。现在,很少有基于实际序列数据(重复多型性)的染色体标记试剂可用于标记粱色体位置。根据本发明,将DNA作用于染色体上,是将这些序列与相关于疾病的基固相关联的重要的第一步。
简单地说,通过由cDNA制备PCR引物(优选15-25bp),可以将序列对染色体作图。用cDNA的计算机分析迅速地选择不跨过基因组DNA的一个外显子的引物,由此复杂了扩增程序。然后,将这些引物用于PCR筛选含有单个人染色体的体细胞杂合细胞。只有这些含有相应于引物的人基因的杂合细胞会产生扩增的片段。
体细胞杂合细胞的PCR定位法,是将DNA定位到具体染色体的快捷方法。使用本发明的的寡核苷酸引物,通过类似方法,可利用一组来自特定染色体的片段或大量基因组克隆而实现亚定位。可用于染色体定位的其它类似策略包括原位杂交、用标记的流式分选的染色体预筛选和杂交预选,从而构建染色体特异的cDNA库。
将cDNA克隆与中期染色体进行荧光原位杂交(FISH),可以在一个步骤中精确地进行染色体定位。此技术的综述,参见Verma等,Human Chromosomes:a Manual ofBasic Techniques,Pergamon Press,New York(1988)。
一旦序列被准确地定位到染色体的具体位置,那么此序列在染色体上的物理位置就可以与基因图数据相关联。这些数据可见于,例如,V.Mckusick,MendelianInheritance in Man I(通过与Johns Hopkins University Welch Medical Library联机可以获得)。然后可通过连锁分析,确定基因与业已作图到一些染色体区域的疾病的关系。
接着,需要测定患病和未患病个体间的cDNA或基因组序列的不同。如果在一些或所有的患病个体中观察到突变,而在任何正常个体中未观察到,则突变可能是疾病的动因。用目前的物理作图和基因作图技术的分辨能力,精确定位至与疾病有关的染色体区域的cDNA,可以是50至500个潜在致病基因间之一种(假定1兆碱基作图分辨能力和每20kb一个基因)。
比较患病和未患病个体,通常涉及首先寻找染色体中结构的变化,如从染色体伸展可见的或用基于cDNA序列的PCR可检测的缺失或易位。最后,几个个体的基因完整排序是确证突变存在和突变与多型区别所需要的。
血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白多聚核苷酸也可用于多种治疗目的,特别优选与多种心血管疾病,例如检测和治疗冠心病、原发性高血压及非胰岛素依赖型糖尿病等。基因治疗技术可用于治疗由于血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的无表达或异常/无活性的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的表达所致的细胞增殖、发育或代谢异常。重组的基因治疗载体(如病毒载体)可设计成表达变异的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白,用于抑制内源性的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白活性。例如,一种变异的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白可以是缩短的、缺失了信号传导功能域的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白,虽可与下游的底物结合,但缺乏信号传导活性。因此重组的基因治疗载体可用于治疗血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白表达或活性异常所致的疾病。来源于病毒的表达载体如逆转录病毒,腺病毒,腺病毒相关病毒,单纯疱疹病毒,细小病毒等可用于将血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白基因转移至细胞内。构建携带血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白基因的重组病毒载体的方法可见于已有文献(Sambrook,et al.)。另外重组血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白基因可包装到脂质体中转移至细胞内。
抑制血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白mRNA的寡聚核苷酸(包括反义RNA和DNA)以及核酶也在本发明的范围之内。核酶是一种能特异性分解特定RNA的酶样RNA分子,其作用机制是核酶分子与互补的靶RNA特异性杂交后进行核酸内切作用。反义的RNA和DNA及核酶可用已有的任何合成RNA或DNA的技术获得,如固相磷酸酰胺化学合成法合成寡核苷酸的技术已广泛应用。反义RNA分子可通过编码该RNA的DNA序列在体外或体内转录获得。这种DNA序列已整合到载体的RNA聚合酶启动子的下游。为了增加核酸分子的稳定性,可用多种方法对其进行修饰,如增加两侧的序列长度,核糖核苷之间的连接应用磷酸硫酯键或肽键而非磷酸二酯键。
多聚核苷酸导入组织或细胞内的方法包括:将多聚核苷酸直接注入到体内组织中;或在体外通过载体(如病毒、噬菌体或质粒等)先将多聚核苷酸导入细胞中,再将细胞移植到体内等。
本发明多肽和多核苷酸还具有其他用途,例如,本发明多肽可用于肽指纹图谱鉴定,本发明的编码序列或其片段可用于制造基因芯片或微阵列。根据本发明的教导,这些应用对于本领域技术人员而已是显而易见的。
下面的实施例将进一步说明本发明,但不是以此来限制本发明。实施例1:人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的多核苷酸的克隆
用异硫氰酸胍/酚/氯仿一步法提取人胎脑总RNA。用Quik mRNA Isolation Kit(Qiegene)从总RNA中分离poly(A)mRNA。2ug poly(A)mRNA经逆转录形成cDNA。用Smart cDNA克隆试剂盒(购自Clontech)将cDNA片段定向插入到,体的多克隆位点上,转化DH5α细菌形成cDNA文库。共获得3028个克隆。用双脱氧法测定所有克隆的5’和3’末端的序列。将测定的cDNA序列与已有的公共DNA序列数据库进行比较,结果发现有一个克隆(0894e01)的DNA序列为新的DNA。通过合成一系列引物对0894e01克隆所含的DNA序列进行双向测定。计算机分析表明,0894e01克隆所含的全长cDNA是一个新的DNA序列(如Seq ID No1所示),从第56位至535位有一个479bp的ORF,编码一个新的蛋白质(如Seq ID No2所示)。此蛋白质被命名为人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白。实施例2:用RT-PCR方法克隆人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白:
用胎脑细胞总RNA为模板,以oligo-dT为引物进行逆转录反应合成cDNA,用Qiagen的试剂盒纯化后,用下列引物进行PCR扩增:正向引物F1 5:-GGGAGCCTAGGAGCCCCC-3i位于SEQ ID NO1的起始处;反向引物R1:5’-GAATTCCCCAAACTTTAATG-3’位于SEQ ID NO1的1088-1108bp。扩增反应的条件:在50μl的反应体积中含有50mmol/L KCl,10mmol/LTris-Cl,(pH8.5),1.5mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,25pmol引物,2.5U的Taq DNA聚合酶。在PE9600型DNA热循环仪上按下列条件反应25个周期:94℃30sec;55C,30sec;72℃2min。在RT-PCR时同时设β-肌动蛋白为阳性对照和模板空白为阴性对照。扩增产物QIAGEN试剂盒纯化后,用TA克隆试剂盒连接到PCR载体上(Invitrogen),并测定DNA序列。结果PCR产物的DNA序列与SEQ ID NO1的1-1108bp完全相同。实施例3、cDNA克隆的同源检索
用本发明提供的人血管紧张素Ⅱ-1受体相关蛋白的多核苷酸的序列及其编码的蛋白序列到Genbank,Swissport等数据库进行同源检索,用于检索的程序叫Blast(Basiclocal Alignment search tool)(1993 Proc Nat Acad Sci 90:5873-5877),Blast可以找出同源的许多基因,其中与本发明的基因同源性最大的基因,其编码的蛋白在Genbank的准入号为AF102548。这些检索到的基因或蛋白序列可以从Genbank数据库中调出。调出的序列可以用GCG软件包中的Pileup(多序列)和Gap(两序列)程序做连配比较。新蛋白的功能预测可以用Motif程序进行分析。同源检索的结果显示本发明提供的人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白与大鼠的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白具有76%的同源性(详见下表)。>gb|AAD25997.1|AF102548_1(AF102548)AT1 receptor-associated protein[Mus musculus]
            Length=161Score=622(219.0 bits),Expect=9.7e-61,P=9.7e-61Identities=123/160(76%),Positives=134/160(83%)Query:  1 MELPAVNLKVILLGHWLLTTWGCIVFSGSYAWANFTILALGVWAVAQRDSIDAISMFLGG 60
       MELPAVNLKVILL HWLLTTWGC+VFS SYAW NFTILALGVWAVAQRDSIDAIMFLGGSbjct:  1 MELPAVNLKVILLVHWLLTTWGCLVFSSSYAWGNFTILALGVWAVAQRDSIDAIGMFLGG 60Query: 61 LLATIFLDIVHISIFYPRVSLTDTGRFGVGMAILSLLLKPLSCCFVYHMYRERGGELLVH 120
       L+ATIFLDI++ISIFY V+DTGRFG GMAILSLLLKP SCC VYHM+RERGGEL+Sbjct: 61 LVATIFLDIIYISIFYSSVATGDTGRFGAGMAILSLLLKPFSCCLVYHMHRERGGELPLR 120Query:121 TGFLGSSQDRSAYQTIDSA-EAPADPFAVPEGRSQDA-RG 158
       FGSQ+SAYQTIDS++AADPFAE+QARGSbjct:121 PDFFGPSQEHSAYQTIDSSSDAAADPFASLENKGQAAPRG 160实施例4:Northern印迹分析人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的基因表达:
用一步法提取总RNA[Anal.Biochem 1987,162,156-159]。该法包括酸性硫氰酸胍苯酚-氯仿抽提。即用4M异硫氰酸胍-25mM柠檬酸钠,0.2M乙酸钠(pH4.0)对组织进地匀浆,加入1倍体积的苯酚和1/5体积的氯仿-异戊醇(49:1),混合后离心。吸出水相层,加入异丙醇(0.8体积)并将混合物离心得到RNA沉淀。
将得到的RNA沉淀用70%乙醇洗涤,干燥并溶于水中。用20μg RNA,在含20mM3-(N-吗啉代)丙磺酸(pH7.0)-5mM乙酸钠-1mM EDTA-2.2M甲醛的1.2%琼脂糖凝胶上进行电泳。然后转移至硝酸纤维素膜上。用32P-标记的探针(约2×106cpm/ml)在一溶液中于42℃杂交过夜,该溶液包含50%甲酰胺-25mm KH2PO4(pH7.4)-5×SSC-5×Denhardtis溶液和200μg/ml鲑精DNA。用α-32P dATP通过随机引物法制备32P-标记的DNA探针。所用的DNA探针为图4所示的PCR扩增的人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白编码区序列。杂交之后,将滤膜在1×SSC-0.1%SDS中于65℃洗30min。然后,用Phosphor Imager进行分析和定量。
结果表明,人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白基因可特异性在睾丸组织中表达。实例5:重组的人血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的体外表达、分离和纯化:
分别在血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白基因的起始密码子处及终止密码子处设计了一对引物,其5’端分别带有BamHⅠ和EcoRⅠ酶切位点。以质粒为模板进行PCR扩增获得血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白基因编码区。经过酶切将扩增片段插入表达载体pGEX-2T(购自Pharmacia Biotech),并转化E.coli DH5α,在含氨苄青霉素和IPTG的LB平板上,筛选白色的5个重组转化子进行DNA序列分析,结果与中的基因编码区序列完全相同。该重组克隆能表达GST-融合蛋白,克隆记号为。
挑一环DH5α菌株,接种于20ml LB培养基(含氨苄青霉素100ug/ml),37℃振荡培养过夜作为种子液,取种子液按2%接种量转接于4升LB培养基,37℃振荡培养至菌体A600=0.7时(对数生长期),加入IPTG至终浓度0.4mmol/L,再培养25℃培养12小时,离心收集菌体,用1×PBS洗用缓冲液A(16mM Na2HPO4,4mM NaH2PO4,pH6.5)按10ml/克菌体溶解,冰浴中超声破碎,离心后收集上清,上清液过glutathione-Sepharose 4B层析柱,用缓冲液A淋洗后,用含5mM还原型谷胱苷肽的洗脱液进行洗脱。洗脱液经SDS-PAGE显示约17.5kDa处有GST-融合蛋白产物。实施例6:抗血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白的抗体的制备:
用多肽合成仪(PE-ABI)合成下述血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白特异性的多肽:Ala Pro Ala Asp Pro Phe Ala Val Pro Glu(第141-150位)。将该多肽分别与血蓝蛋白和牛血清白蛋白耦合形成复合,方法参见:Avrameas.Immunochemistry,1969;6:43。用4mg上述血蓝蛋白多肽复合物加上完全弗氏佐剂免疫家兔,15天后再用血蓝蛋白多肽复合物加不完全弗氏佐剂加强免疫一次。采用经15μg/ml牛血清白蛋白多肽复合物包被的滴定板做ELISA测定兔血清中抗体的滴度。用蛋白A-Sepharose从抗体阳性的家兔血清中分离总IgG。将多肽结合于溴化氰活化的Sepharose 4B柱上,用亲和层析法从总IgG中分离抗多肽抗体。免疫沉淀法证明纯化的抗体可特异性地与本发明的血管紧张素Ⅱ-1型受体相关蛋白结合。
序列表
(1)一般信息:
(2)SEQ ID NO:1的信息:
  (ⅰ)序列特征:
     (A)长度:1108bp
     (B)类型:核酸
     (C)链性:双链
     (D)拓扑结构:线性
  (ⅱ)分子类型:cDNA
  (ⅹⅰ)序列描述:SEQ ID NO:1:
1GGGAGCCTAGGAGCCCCCCGCGGCTGCGGCGCAGGTGCCCTCGGCCTGAGTCGGGATGGA 61GCTGCCTGCTGTGAACCTGAAGGTGATTCTCCTAGGTCACTGGCTGCTGACAACCTGGGG121CTGCATTGTATTCTCAGGCTCCTATGCCTGGGCCAACTTCACCATCCTGGCCTTGGGCGT181GTGGGCTGTGGCTCAGCGGGACTCCATCGACGCCATAAGCATGTTTCTGGGTGGCTTGCT241GGCCACCATCTTCCTGGACATCGTGCACATCAGCATCTTCTACCCGCGGGTCAGCCTCAC301GGACACGGGCCGCTTTGGCGTGGGCATGGCCATCCTCAGCTTGCTGCTCAAGCCGCTCTC361CTGCTGCTTCGTCTACCACATGTACCGGGAGCGCGGGGGTGAGCTCCTGGTCCACACTGG421TTTCCTTGGGTCTTCTCAGGACCGTAGTGCCTACCAGACGATTGACTCAGCAGAGGCGCC481CGCAGATCCCTTTGCAGTCCCAGAGGGCAGGAGTCAAGATGCCCGAGGGTCCTGAAGCCA541GCCACGCTGCGCCCGGCCCTGCCCCGGGCCTTCCTCGTGCCTGGGAGGTCGTTCTAGGGA601TGCTCCTGACCTCCGTCTCTTGGACCTAAGATGGAATGTGTCCCCAGCTCAGGGATTGCC661TGAACCAAGAGGCCAGGAGCCCCCATGGGCCGCCCAGTACCATGCACACTCCTGTCCCGA721ACTCCCTGAGGCCTCCCCTCCCTTCAGGGCACCCACTGGTTCCCAGGCTGGAACCAGGGT781CTCTCTTTACCTCCTACCCCATGGTGGCACCACAGAGGCCCTCAGCCGAGTCCAGCCTGA841GTGTTGCAAGCTCAGGCCTTTAAGGACTGCTGATGCCCCCTCAGGCCTCCCCCAAGTTTG901CTGGGCTTTGGTGGAAGCCCTGAGAGCTTCAGGTCCTGCTCAGCCCGAGGAGCAGTCTGG961CATGGGAGTGAGGCCCCGTCCTTCTCACTGCCTGGTCACATGGTGCCTAGGGATGCAGGG1021CTGGAGGCCAGAGGTGTCAGCAACACTGTGACCCACCACAACCTCCAGCCTCCCTTTTCA1081  GAGCACAGCATTAAAGTTTGGGGAATTC
(2)SEQ ID  NO:2的信息:
  (ⅰ)序列特征:
    (A)长度:159个氨基酸
    (B)类型:氨基酸
    (D)拓扑结构:线性
(ⅱ)分子类型:多肽
(ⅹⅰ)序列描述:SEQ ID NO:2:1   Met Glu Leu Pro Ala Val Asn Leu Lys Val Ile Leu Leu Gly His16  Trp Leu Leu Thr Thr Trp Gly Cys Ile Val Phe Ser Gly Ser Tyr31  Ala Trp Ala Asn Phe Thr Ile Leu Ala Leu Gly Val Trp Ala Val46  Ala Gln Arg Asp Ser Ile Asp Ala Ile Ser Met Phe Leu Gly Gly61  Leu Leu Ala Thr Ile Phe Leu Asp Ile Val His Ile Ser Ile Phe76  Tyr Pro Arg Val Ser Leu Thr Asp Thr Gly Arg Phe Gly Val Gly91  Met Ala Ile Leu Ser Leu Leu Leu Lys Pro Leu Ser Cys Cys Phe106 Val Tyr His Met Tyr Arg Glu Arg Gly Gly Glu Leu Leu Val His121 Thr Gly Phe Leu Gly Ser Ser Gln Asp Arg Ser Ala Tyr Gln Thr136 Ile Asp Ser Ala Glu Ala Pro Ala Asp Pro Phe Ala Val Pro Glu151 Gly Arg Ser Gln Asp Ala Arg Gly Ser

Claims (17)

1.一种分离的ATRAP多肽,它包含:具有SEQ ID No.2氨基酸序列的多肽、或其保守性变异多肽、或其活性片段、或其活性衍生物。
2.如权利要求1所述的多肽,其特征在于,该多肽是具有SEQ ID No.2氨基酸序列的多肽。
3.一种分离的多核苷酸,其特征在于,它包含一核苷酸序列,该核苷酸序列与选自下组的一种核苷酸序列有至少70%相同性:
(a)编码如权利要求1和2所述多肽的多核苷酸;
(b)与多核苷酸(a)互补的多核苷酸。
4.如权利要求3所述的多核苷酸,其特征在于,该多核苷酸编码具有SEQ ID No.2所示氨基酸序列的多肽。
5.如权利要求3所述的多核苷酸,其特征在于,该多核苷酸的序列选自下组的一种:
(c)具有SEQ ID No.1中53-535位的序列;
(d)具有SEQ ID No.1中1-1108位的序列。
6.一种载体,其特征在于,它含有权利要求3所述的多核苷酸。
7.一种遗传工程化的宿主细胞,其特征在于,它是选自下组的一种宿主细胞:
(a)用权利要求6所述的载体转化或转导的宿主细胞;
(b)用权利要求3所述的多核苷酸转化或转导的宿主细胞。
8.一种具有人ATRAP活性的多肽的制备方法,其特征在于,该方法包含:
(a)在适合表达ATRAP的条件下,培养权利要求7所述的宿主细胞;
(b)从培养物中分离出具有ATRAP活性的多肽。
9.一种能与权利要求1所述的ATRAP多肽特异性结合的抗体。
10.一种核酸分子,它含有权利要求3所述的多核苷酸中连续的10-1100核苷酸。
11.一种化合物,其特征在于,它选自下组:
(a)模拟权利要求1所述多肽的活性的化合物,
(b)促进权利要求1所述多肽的活性的化合物,
(c)拮抗权利要求1所述多肽的活性的化合物,
(d)抑制权利要求1所述多肽的表达的化合物。
12.如权利要求11所述的化合物,其特征在于,它是SEQ ID NO:1所示的多核苷酸序列或其片段的反义序列。
13.一种应用权利要求11所述化合物来调节ATRAP蛋白在体内、体外活性的方法。
14、一种检测与权利要求1所述的多肽异常表达相关的疾病或疾病的易感性的方法,其特征在于,包括检测编码所述多肽的核酸序列中的突变。
15、如权利要求1所述的多肽的用途,其特征在于,它被用于筛选促进ATRAP多肽活性的激动剂,或者筛选抑制ARRAP多肽活性的拮抗剂、或者被用于肽指纹图谱鉴定。
16、如权利要求10所述的核酸分子的用途,其特征在于,它被作为引物用于PCR扩增反应,或者作为探针用于杂交反应,或者用于制造基因芯片或微阵列。
17、一种药物组合物,其特征在于,它含有安全有效量的权利要求1所述的多肽以及药学上可接受的载体。
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