[發明專利]一種新的多肽——人脫氫酶12和編碼這種多肽的多核苷酸

在審

• 申請號: 00115887.2
• 申請日: 2000-05-26
• 公開（公告）號: CN1325967A
• 公開（公告）日: 2001-12-12
• 發明（設計）人: 毛裕民;謝毅
• 申請（專利權）人: 上海博德基因開發有限公司
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/04;C12N15/63;C07K16/40;C12Q1/32;C12Q1/68;A61K38/44
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本發明屬于生物技術領域，具體地說，本發明描述了一種新的多肽——人脫氫酶12，以及編碼此多肽的多核苷酸序列。本發明還涉及此多核苷酸和多肽的制備方法和應用。

G6PD催化葡萄糖-6-磷酸脫氫生成6-磷酸葡萄糖酸內酯，反應以NADP為氫受體形成NADPH。G6PD是磷酸戊糖途經的調控酶，催化不可逆反應，其產物核糖-5-磷酸是核酸合成的必要原料；

GMP還原酶依賴NADPH，催化不可逆的反應使GMP為次黃嘌呤核苷酸(IMP)，IMP再脫NH₂可轉為腺嘌呤核苷酸(AMP)，保證細胞內的G和A的平衡；

IMPDH催化次黃嘌呤核苷酸(IMP)為黃嘌呤核苷酸(XMP)，這個反應依賴NAD，是GTP從頭合成的限速反應，抑制IMP脫氫酶的活性會導致DNA合成的終止。

G6PD以四聚體存在于人體各組織中，G6PD調控的磷酸戊糖途徑可形成NADPH，提供各種生物合成代銷所需要的還原力，因此大多數病人可以忍受藥物的治療，而先天遺傳缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶的病人，在給磺胺、阿斯匹林等有氧化性藥物數天后產生黃膽，尿變黑，血色數下降等癥狀。因為紅細胞中沒有線粒體，缺乏NADPH，不能保持細胞中還原的谷胱甘肽水平，導致膜結構的破壞，出現溶血、貧血等癥狀。

目前已知人有兩類IMPDH，I型是遍在蛋白，大都存在在正常的細胞中；II型主要存在于惡性腫瘤細胞中。在癌細胞中IMPDH的活性會發生變化，因此一些抑制劑和代謝的類似物可以發揮抗腫瘤的作用。目前一項治療白血病的有效方法是用菌酚腺嘌呤二磷酸等藥物抑制IMPDH的活性，結果導致細胞的生長被抑制，并誘導細胞出現細胞分化。在研究II型糖尿病時發現IMPDH是作為一個分子開關來調節胰島β-細胞的多效功能。由于IMPDH是GTP從頭合成的限速酶，所以調節細胞外胰島素的分泌和胞內DNA的合成及β-細胞其他的多種重要的功能。改變IMPDH的表達和活性，都會改變β-細胞的復制、細胞周期的進程和細胞分化等，這種效果既可由GTP直接來介導，也可由少量的GTPase間接介導。

次黃嘌呤核苷酸脫氫酶(IMPDH)與GMP還原酶有很多的同源序列，其中之一是磷酸結合位點-β/α桶狀結構(beta/alpha-barrel，phosphate-binding?site)，這一三級結構由大約200個氨基酸組成，存在于眾多的蛋白質，如細胞色素C中；IMPDH與GMP還原酶的另一個共同序列是以半胱氨酸為中心的活性區域[LIVM]-[RK]-[LIVM]-G-[LIVM]-G-X-G-S-[LIVM]-C-X-T，半胱氨酸C是活性殘基。在脫氫酶催化反應的中，共價酶聯中間物(E-XMP)的形成和解離機制是脫氫酶的親核基團活性位置上的半胱氨酸的-SH基，與醛基形成中間物，將羥基上的氫移至與酶緊密結合的NAD(P)上，然后從酶上解離。

本發明的多肽與人G6PD和鼠GMP還原酶相似，同時含有磷酸基團的結合域和半胱氨酸活性中心序列，因此推測本發明與兩者屬于同一基因家族，故命名為新的人脫氫酶12，并推測該新的人脫氫酶12與上兩個蛋白有相似的生物學功能，參與己糖代謝和糖代謝調控以及可能的嘌呤核苷酸合成、嘌呤核苷酸的相互轉化及相關的DNA/基因及產物的變化、表達和G蛋白相關的細胞信號傳導途徑。

通過基因芯片的分析發現，在膀胱粘膜、PMA+的Ecv304細胞株、LPS+的Ecv304細胞株胸腺、正常成纖維細胞1024NC、Fibroblast，生長因子刺激，1024NT、疤痕成fc生長因子刺激，1013HT、疤痕成fc未用生長因子刺激，1013HC、膀胱癌建株細胞EJ、膀胱癌旁、膀胱癌、肝癌、肝癌細胞株、胎皮、脾臟、前列腺癌、空腸腺癌、賁門癌中，本發明的多肽的表達譜與人脫氫酶的表達譜非常近似，因此二者功能也可能類似。本發明被命名為人脫氫酶12。

由于如上所述人脫氫酶12蛋白在調節細胞分裂和胚胎發育等機體重要功能中起重要作用，而且相信這些調節過程中涉及大量的蛋白，因而本領域中一直需要鑒定更多參與這些過程的人脫氫酶12蛋白，特別是鑒定這種蛋白的氨基酸序列。新人脫氫酶12蛋白編碼基因的分離也為研究確定該蛋白在健康和疾病狀態下的作用提供了基礎。這種蛋白可能構成開發疾1病診斷和/或治療藥的基礎，因此分離其編碼DNA是非常重要的。

本發明的一個目的是提供分離的新的多肽——人脫氫酶12以及其片段、類似物和衍生物。

本發明的另一個目的是提供編碼該多肽的多核苷酸。

本發明的另一個目的是提供含有編碼人脫氫酶12的多核苷酸的重組載體。