本文提供了包含氨酰-tRNA合成酶的新鉴定的蛋白片段的组合物、编码所述蛋白片段的多核苷酸及其互补物、相关剂、及其在诊断、药物发现、研究和治疗应用中的使用方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及包含氨酰-tRNA合成酶和其他蛋白的新鉴定的蛋白片段的组合物，编码它们的多核苷酸及其互补物，相关剂，及其在诊断、药物发现、研究和治疗应用中的使用方法。
技术介绍
在过去的四十年，氨酰-tRNA合成酶(AARS)被认为是催化tRNA分子氨酰化所必需的管家蛋白，而tRNA分子氨酰化是蛋白翻译过程中遗传信息解码的一部分。AARS在这方面已经得到广泛研究，并且克隆了许多它们的全长序列以进行序列分析并提供生化实验的丰富来源。然而，一些AARS片段和其他蛋白具有意想不到的与氨酰化无关的活性，包括调节超出蛋白翻译的途径的细胞外信号传导活性。一般而言，在全长或亲本蛋白序列的情况下未发现这些意想不到的活性；反而在从其亲本序列去除或切除AARS蛋白片段之后，或者通过表达并充分纯化AARS片段序列，然后测试新的非合成酶相关的活性，发现了这些活性。虽然AARS的全长序列已经知道了一段时间，但是还没有进行系统的实验分析来阐释此类AARS蛋白片段或来自有关或相关蛋白的蛋白片段，或者评价全长AARS蛋白在氨基酸合成之外的新生物活性方面的潜在作用。在本说明书的多个部分，此类AARS蛋白片段、AARS结构域或AARS选择性剪接变体在本文被称为“切除蛋白(resectin) ”。在其最广的范围内，术语“切除蛋白”指已经从其天然的全长或亲本蛋白序列切离或限制(通过蛋白水解、选择性剪接、诱变或重组基因工程)的一部分蛋白，否则其常常掩盖其新的生物活性。同样，还没有进行系统的实验分析以考察此类切除蛋白在治疗各种医学病症中作为生物治疗剂、诊断剂或药物靶的用途，或者它们与人类疾病的潜在关联。作为具有对哺乳动物生命至关重要的已知功能的必需的管家基因，AARS既没有被考虑作为哺乳动物的药物靶，也没有通过标准的基因组测序、生物信息学或类似工作分析它们以鉴定具有非合成酶活性的切除蛋白。同样，标准的生化研究工作已经远离鉴定AARS切除蛋白的生物性质及其潜在的治疗和诊断相关性的方向，这主要归因于之前所理解的其相应的全长亲本AARS的作用。在更高级真核细胞中，AARS整合到高分子量多-合成酶复合物(MSC)中，其中9个AARS和三个辅助蛋白结合在一起(综述于Guo et. al. ; (2010) FEBS Lett. 584(2) :434 -442)。三个非-tRNA合成酶辅助蛋白被认为起到支架蛋白的作用，从而赋予蛋白复合物的结构完整性，这些辅助蛋白包括P43 (也称为AMP1)，p38 (也称为AMP2)和pl8 (也称为AIMP3)。该蛋白复合物可以发挥作用以促进有序的蛋白合成，但是已经假设发挥调节分子储库的作用以发挥超出其在蛋白合成中组分作用的功能。辅助蛋白p38已经显示具有多-合成酶复合物和蛋白合成领域之外的活性，尽管p38 (AIMP2)在小鼠中的基因紊乱引起新生鼠致死，但是使用p38(AMP2)_缺陷的小鼠的研究显示在肺分化和呼吸窘迫综合征(其不能归因于涉及蛋白合成缺陷)中的细胞类型特异性缺陷。这些缺陷相反归因于P38通过FBP相互作用和劣化在调节c-myc肺细胞分化中的 作用(Kim, M. J. et al. (2003) Nat. Genet. 34，330 - 336)。其他研究已经鉴定 p38 (AMP2)I)作为parkin蛋白底物，从而促进神经变性；2)通过和p53相互作用作为apotosis的促进剂，以预防其劣化(Ko，H.S.et al. (2005) J. Neurosci. 25, 7968 - 7978;Han, J. M. etal. (2008) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105，11206 - 11211)。近年来发现导致p38 (AIMP2)缺少外显子2 (AIMP2-DX2)的剪接变体在人类肺癌细胞和患者组织中高度表达。小鼠构成性表达AMP2-DX2显示更易产生致癌物-引起的肺部肿瘤。而且，根据肺癌期AMP2-DX2与正常AMP2的表达比增加，并且显示和患者的存活率成正相关性(Choi J. ff. et al. (2011)PLoS Genet. 201IMarch; 7 (3) :el001351) 附图简述图I显示通过生物信息学分析鉴定的与N端AARS多肽的相对位置和p38大小重叠的的域结构示意图。图2显示与C端AARS多肽的相对位置和大小重叠的p38的域结构示意图。图2A代表通过质谱分析鉴定的片段，以及图2B代表通过生物信息学分析鉴定的片段。图3显示通过生物信息学分析鉴定的与内部AARS多肽的相对位置和大小重叠的p38的域结构示意图。专利技术概述本专利技术的实施方案一般涉及氨酰-tRNA合成酶(AARS)的蛋白片段、以及相关基因(例如p38多-tRNA合成酶复合物基因)的发现，所述蛋白片段具有非规范的生物活性，例如细胞外信号传导活性，和/或治疗和诊断相关的其他特性。AARS和相关基因是所有生物中存在的蛋白合成器的通用且必要元件，但是人类AARS及其相关蛋白具有天然存在的切除变体，具有强大的细胞信号传导活性，促进人类的正常功能。这些蛋白片段的活性不同于AARS公知的蛋白合成活性，并且本专利技术包括发现和开发这些切除蛋白作为新治疗剂、新发现研究试剂和定向生物制剂和诊断剂的新抗原/靶，可能用于治疗或诊断许多人类疾病，例如炎性、血液学、神经退行性、自身免疫性、血细胞生成、心血管和代谢疾病或疾患。因此，本专利技术的AARS蛋白片段可以被称为“切除蛋白”或者“appendacrine”。如上所述，术语“切除蛋白”源自从其全长亲本AARS序列环境切割或切除给定的AARS蛋白片段的过程，而其全长亲本AARS序列通常掩盖其非规范活性。在某些情况下，本专利技术的AARS蛋白片段和多核苷酸通过该切除过程的发生被鉴定，而不论是天然存在的(例如，蛋白水解的、剪接变体)、人工诱导的还是预测的。术语“appendacrine”衍生自“附加”(来自拉丁语-appender)和“分离”或“分辨”(来自希腊语_ crines)，并且也反映了 AARS蛋白片段的一个或多个附加结构域与其相应的全长或亲本AARS序列分离。尽管之前已经显示几种AARS片段具有非合成酶活性，但是有关生物治疗、发现或诊断功用的此类片段的表达、分离、纯化和表征是有限的，并且本领域技术人员不容易将此类活性与整个AARS家族的每个成员或替代片段相联系。在此，利用了系统的方法发现并证实了用于生物治疗发现和诊断功用的20个线粒体AARS和20个胞质AARS (和相关蛋白)的AARS蛋白片段。例如，使用主要鉴定蛋白水解片段的质谱(MS)从生物样品鉴定了本专利技术的AARS蛋白片段和编码它们的多核苷酸中的某些，并且通过主要鉴定剪接变体的深度测序技术鉴定了其他。使用计算机模拟预测氨基酸序列，例如通过计算机比较来自人类和低等生物的合成酶以及关键区别(例如蛋白酶位点)，鉴定了其他AARS蛋白片段；该方法利用了全长AARS的序列分析，基于分辨具有非规范生物活性的蛋白水解片段和功能结构域的具 体标准。AARS的新的切除蛋白是意想不到的，并且它们的差异表达也是意想不到的。特定的切除通常见于不同的处理(例如，从在有或没有血清的培养基中生长的细胞)、不同的生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：莱斯利·安·格林尼，凯尔·P·基昂格，阿兰·P·瓦瑟洛特，杰弗里·D·沃特金斯，约翰·D·门德莱恩，谢丽尔·L·奎恩，
申请(专利权)人：ATYR医药公司，
类型：
国别省市：
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