cGAS的调节剂制造技术

本发明专利技术涉及与cGAMP异构体的使用和/或利用以及酶cGAS的结构相关的组合物、方法、试剂盒和测定。特别涉及用于改变第二信使信号传导的组合物和方法。的组合物和方法。[转续页]

【技术实现步骤摘要】
cGAS的调节剂
[0001]本申请是申请号为201480024192.8，申请日为2014年4月29日的中国专利申请《用于改变第二信使信号传导的组合物和方法》的分案申请。
[0002]专利技术背景
[0003]作为细菌第二信使的环状二核苷酸的重要性是已经充分确立的，其中环状二
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GMP(c-二-GMP)现在被公认为通用的细菌第二信使。这种通用型分子已经显示在细胞周期和分化、运动和毒力中以及在调控生物膜形成和分散中起关键作用。对c-二-GMP了解的进展随着对负责合成和降解此第二信使的细菌酶的鉴别、结构表征和催化活性的机制理解而出现。呈游离状态和当结合负责其合成和降解的酶时c-二-GMP的晶体机构已经显示此第二信使可采用单体或二聚体双插入折叠。似乎从两个GTP分子形成c-(3
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)-二-GMP经由两步反应和3
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磷酸二酯键的形成而发生，其中两个焦磷酸分子作为环化反应的副产物。此外，已经鉴别了由c-(3
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)-二-GMP靶向的多种受体和通过此第二信使的不同方式的细菌信号。确实，作为第二信使的c-二-GMP研究的领域极大地发展并且在过去二十五年在了解细菌环状二核苷酸信号传导的生理学和机制方面产生主要进展。在平行研究中，还已经鉴别了c-(3
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)-二-GMP特异性核糖开关，包括参与环状二核苷酸诱导的RNA剪接的一些。
[0004]当前存在针对获得识别细胞质中的核酸且触发I型干扰素诱导的高等后生动物的先天性免疫传感器的分子和功能理解的极大兴趣。病原细菌或病毒起源的细胞质dsDNA以及可能还有在细胞应激之后置换的核或线粒体DNA代表这种触发。涉及自我核酸识别的这些事件进而能够触发自身免疫性疾病如系统性红斑狼疮和斯耶格仑氏综合征。确实，近年来已经鉴别了许多细胞质DNA传感器，包括DAI(IFN-调控因子的DNA依赖性活化剂)、LRRFIP1(富含亮氨酸的重复序列和非飞行I相互作用蛋白1)、DDX41(DEAD盒多肽41)以及HIN-200(造血干扰素诱导型核蛋白)家族的成员如AIM2(在黑色素瘤2中不存在)和IFI16(干扰素诱导型蛋白16)。可获得关于HIN结构域家族的分子信息，如在其与dsDNA 的复合物的结构中所反映。对于多种传感器的需求可以是不同细胞类型特异性活性的反映。dsDNA的细胞质检测活化细胞质中的干扰素基因(STING)的刺激物，其进而通过首先活化激酶IKK(IκB激酶)和TBK1(TANK-结合激酶1)启动事件级联，从而导致转录因子NF-κB(核因子κB)和IRF3(干扰素调控因子)的磷酸化和活化。这些磷酸化的转录因子易位至细胞核以靶向导致细胞因子和I型干扰素产生的免疫和炎性基因，从而触发宿主免疫应答。因此，需要用于调节这些途径中的干扰素和其他相关组分的诱导的治疗剂。
[0005]专利技术概述
[0006]本专利技术尤其提供如下文更详细地描述的新型环状-GMP-AMP(cGAMP)类似物、模拟物、拟态物和变体。这些cGAMP化合物和组合物尤其适用于设计研究工具、适用作研究工具并且适用作治疗方式如酶调节剂，包括cGAS的激动剂和拮抗剂。本专利技术还提供环状-GMP-AMP合酶(cGAS)的晶体学数据。这些晶体学数据提供设计调节剂(激动剂和拮抗剂)如cGAMP化合物或小分子的基础，该调节剂适用于研究、治疗学和/或诊断学领域。
[0007]附图简述
[0008]图1A-H.呈游离状态和结合至dsDNA的cGAMP合酶(cGAS)的结构。(A) 呈游离状态
的cGAS的晶体结构。呈带状图示的蛋白质的主链以浅灰色标注。(B)结合至互补16-bp DNA双链体(其中一个碱基5
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在一端突出)的cGAS的晶体结构。蛋白质和DNA在二元复合物中以深灰色标注。(C)二元 cGAS-DNA复合物中分子间氢键的示意图。(D)呈游离状态(浅灰色)和呈 cGAS-DNA复合物(深灰色)形式的cGAS的叠加结构。(E，F)在从呈游离状态的 cGAS(浅灰色)前进至具有结合的DNA的二元复合物(深灰色)时β-折叠(图E)和催化口袋(图F)区段内的较大变化。(G)至呈游离状态的cGAS的结构中的催化口袋的狭窄入口，其中蛋白质呈静电图示。(H)在二元cGAS-DNA复合物的结构中的催化口袋的加宽入口。
[0009]图2A-H.cGAS、dsDNA和ATP的三元复合物的结构。(A)结合至dsDNA和 ATP的cGAS的三元复合物的晶体结构。蛋白质和dsDNA以条带示出，其中结合的ATP呈空间填充图示。(B)cGAS和DNA的二元复合物和具有添加的ATP的三元复合物的叠加结构。(C,D)在从二元cGAS和dsDNA复合物前进至具有添加的ATP的三元复合物时β-折叠(图C)和催化口袋(图D)区段内的主链中不存在变化。(E，F)在三元复合物中ATP与催化口袋残基之间的分子间接触的两个替代视图。两个阳离子示为球体，其中氢键由虚线示出。(G)在1.2σ下勾画的2Fo-Fc电子密度图(浅灰色)和在3.0σ下勾画的催化口袋中的结合的ATP、一对阳离子和配位残基的Fo-Fc图(深灰色)。此图包括一些微弱的未予说明的电子密度(深灰色)。(H)催化口袋内呈空间填充图示的结合的ATP的视图，其中蛋白质呈静电图示。
[0010]图3A-H.cGAS、dsDNA与结合产物5
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)pG和5
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)pA的三元复合物的结构。(A)结合至dsDNA和5
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)pG的cGAS的三元复合物的晶体结构。蛋白质和DNA以条带示出，其中结合的5
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)pG 呈空间填充图示。(B，C)三元复合物中5
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)pG与催化口袋残基之间的分子间接触的两个替代视图。两个阳离子示为球体，其中氢键由虚线示出。(D) 在1.2σ下勾画的在三元复合物的催化口袋中结合的5
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)pG的视图，其中蛋白质呈静电图示。(F，G)在cGAS、dsDNA和GMP+ATP的三元复合物中5
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)pA与催化口袋残基之间的分子间接触的两个替代视图。(H) 结合的5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种cGAS的调节剂，其具有包括以下特征的结构：A
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L
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B其中：A是或包含配合在cG...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁绍，
申请(专利权)人：洛克菲勒大学新泽西州立拉特格斯大学续，
类型：发明
国别省市：