【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医学，具体涉及一种dux4蛋白的药物结合口袋、基于该药物结合口袋筛选的化合物d31及其类似物和应用。
技术介绍
1、d4z4序列一般具有11-150个重复，每个重复包含一个无内含子的dux4基因。dux基因家族成员包括：无内含子的dux4和dux，有内含子的duxbl，duxa，duxb及duxc等。无内含子dux4和dux卫星序列可能是通过剪接duxc的mrna并反转录到基因组的其他位置中产生的。dux4是duxc在人类中表达的基因产物，因为，只有duxc家族具有转录激活与细胞毒性相关的结构域。目前普遍认为，dux4局部拷贝数扩增产生了d4z4大卫星序列。dux4包含两个保守的同源结构域(homeobox hd1和hd2以及不太保守的c末端结构域。n末端同源结构域富含碱性氨基酸，c末端结构域富含酸性氨基酸。文献报道，dux4的c末端98个氨基酸构成转录激活域，删除c末端，dux4失去上调靶基因的能力但是这种转录激活机制尚不清楚。dux家族基因在进化上具有同源性和序列相似性，目前对于dux家族研究较多的是dux4，因为dux4蛋白在多种疾病的发生发展中起到重要的作用，主要包括肩肱型肌营养不良症(fshd)，dux4-igh型急性淋巴细胞白血病(all)，以及一些实体瘤(膀胱癌、乳腺癌、肺癌、肾癌和胃癌等实体瘤)中都会出现dux4蛋白异常高表达的现象。
2、(1)肩肱型肌营养不良症(fshd)
3、fshd是最常见的肌病，不分男女老幼。虽然临床肌无力通常表现在生命的第二个或第三个十年，但临
4、(2)急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia，all)
5、all是一种恶性的血液肿瘤疾病，其起源于淋巴干祖细胞。all是儿童中最常见的白血病类型，并且all的复发仍然是导致儿童死亡的主要原因之一。成人all患者的发病率低于儿童，占成人急性白血病的15％～25％。然而，成人all患者由于生物学特征多样以及临床异质性大，因此一般治疗效果比较差。b-all是all的主要病例组成，占据了all类型的80％，这一比例远高于t-all。
6、在b-all患者癌细胞中，基因组改变往往源于染色体易位、染色体数目改变和单核苷酸变异(snv)。传统的遗传学分类主要包括高超二倍体、低二倍体、etv6-runx1(tel-aml1)、tcf3-pbx1(e2a-pbx1)、bcr-abl1、il3-igh(较为罕见)和kmt2a(mll)-r，约占b-all的70％-80％。染色体异常被视为重要的生物标志事件，有助于将患者分为不同的风险组，并据此提供最合适的治疗方案。另外20％-30％的b-all病例称为b-other all，其特点是缺乏特征性遗传变化。随着现代测序技术的不断发展，近年来不断有新的b-all亚型被鉴定，日本的科研团队在2016年3月最先报道了dux4/igh融合基因的发现，通过rna测序，在54例ph染色体阴性的青少年和年轻成人群体(aya)b-all患者中发现10例患者存在dux4的融合基因(占14％，为频率最高的融合突变)。同时上海血液学研究所对203例国内b-all病例基因组全景式分析，也新发现了dux4/igh融合基因。b-all新遗传学亚型的分类取得的新进展，将有助于更精准地对患者进行危险度分层及靶向治疗，进而探索更精准化的治疗方案。
7、dux4亚型具有独特的免疫表型和基因表达谱，其特征在于双同源框基因dux4和ets转录因子erg的异常表达。dux4位于4号染色体长臂的亚端粒区，是d4z4重复序列的组成单元。正常情况下，dux4在b细胞中并不表达，当dux4异常插入到位于14号染色体的igh热点区域时，b细胞异常高表达dux4/igh融合基因并诱发白血病。erg(ets-related gene)是全长序列为486个氨基酸，大小为54kda的转录因子，其含有一个特定的由85个氨基酸组成的dna结合域，称为etsdna结合域(ebd)，赋予erg结合dna能力。这种白血病亚型具有独特的基因表达谱，常伴有erg(ets tf)缺失或选择性剪接，后者被称为ergalt。ergalt保留野生型erg的dna结合与转录激活结构域，抑制野生型erg的转录活性并可以诱导小鼠发淋系白血病。ergalt的表达则是直接被dux4所诱导，提示ergalt是白血病发生中的一个重要的二次打击的事件。在前期研究中，我们发现dux4-dna的结合对白血病发病有非常重要的意义：破坏dux4与dna的结合将严重抑制dux4/igh对靶基因的激活，进而破坏dux4/igh对b细胞的分化抑制、增殖效应等癌蛋白功能，明确了dux4/igh作为靶点蛋白而治疗b-all的可能性。
8、(3)dux4蛋白在多种实体瘤中异常高表达
9、dux4作为一种转录因子，在胚胎早期发育阶段驱动基因表达。而在成人的体细胞中，正常情况下dux4不表达或低表达。但是研究发现，在大多数癌细胞中，dux4被重新激活，就像在早期胚胎发育时那样激活了同样的基因表达。通过探索dux4与癌细胞免疫反应之间的关系，发现相比没有表达dux4的癌细胞，在表达dux4的肿瘤中，免疫细胞的杀伤活性减弱了。为了找出原因，科学家把目光转向了杀伤癌细胞的免疫t细胞。t细胞只能攻击它们“看到”的东西，通过检查其他细胞表面的蛋白片段(抗原肽)，t细胞可以判断是否需要发起攻击。主要组织相容性复合物(mhc)i类分子就负责向t细胞呈递这类抗原肽。然而，当研究者在肿瘤细胞系中检查mhc-i类分子的水平时，他们发现，dux4表达水平高时，mhc-i水平降低，最终通过研究发现dux4抑制干扰素γ介导的mhc i类依赖性抗原呈递诱导，于是癌细胞在免疫系统面前‘隐身’了。因此，通过抑制dux4蛋白的功能，从而解除对干扰素γ的抑制，进而恢复免疫细胞的功能，是非常有必要的。dux4通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种DUX4蛋白的药物结合口袋，其特征在于，所述药物结合口袋位于DUX4蛋白的HD1和HD2结构域的中间处，HD1-HD2蛋白序列如SEQ ID NO.1所示，组成所述药物结合口袋以内的氨基酸残基为HD1:R-20,R-21,R-22,R-23,L-24,V-25,W-26,P-61,R-62,Q-64,I-65,W-66,Q-68,N-69,S-71,R-72；HD2:R-124,S-136,R-137,Q-139,I-140,Q-143。
2.权利要求1所述的DUX4蛋白的药物结合口袋在DUX4蛋白靶向药物设计或筛选中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的DUX4蛋白靶向药物定向结合到DUX4蛋白的药物结合口袋，从而阻止DUX4蛋白和下游靶基因的结合，进而抑制其异常的转录激活功能。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的DUX4蛋白靶向药物包括治疗肩肱型肌营养不良症、DUX4-IGH型急性淋巴细胞白血病或DUX4蛋白异常高表达的实体瘤的药物。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的实体
6.一种基于权利要求1所述的药物结合口袋筛选得到的化合物D31或其类似物，其特征在于，所述的化合物D31或其类似物的结构式如下所示：
7.权利要求6所述的化合物D31或其类似物在制备以DUX4蛋白为治疗靶点的药物中应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的以DUX4蛋白为治疗靶点的药物包括治疗肩肱型肌营养不良症、DUX4-IGH型急性淋巴细胞白血病或DUX4蛋白异常高表达的实体瘤的药物。
9.一种抗肿瘤药物，其特征在于，包含权利要求6所述的化合物D31或其类似物作为活性成分。
...【技术特征摘要】
1.一种dux4蛋白的药物结合口袋，其特征在于，所述药物结合口袋位于dux4蛋白的hd1和hd2结构域的中间处，hd1-hd2蛋白序列如seq id no.1所示，组成所述药物结合口袋以内的氨基酸残基为hd1:r-20,r-21,r-22,r-23,l-24,v-25,w-26,p-61,r-62,q-64,i-65,w-66,q-68,n-69,s-71,r-72；hd2:r-124,s-136,r-137,q-139,i-140,q-143。
2.权利要求1所述的dux4蛋白的药物结合口袋在dux4蛋白靶向药物设计或筛选中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的dux4蛋白靶向药物定向结合到dux4蛋白的药物结合口袋，从而阻止dux4蛋白和下游靶基因的结合，进而抑制其异常的转录激活功能。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的...
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