[發明專利]一種核仁定位信號肽及其編碼基因和應用

有效

• 申請號: 201210027105.7
• 申請日: 2012-02-08
• 公開（公告）號: CN102584975A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 黃來強;陳紅波;李俊暢;梅林;周蘭貞;鄭義
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: C07K14/47
• 分類號: C07K14/47;C12N15/12;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/00;C12N15/85
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種核仁定位信號肽及其編碼基因和應用。

背景技術

真核生物與原核生物最大的區別是真核生物的細胞發展出了復雜的膜系統，這些生物膜將真核生物的細胞分割成為多個區域，進而形成了多個不同細胞器和空間，比如溶酶體、內質網、高爾基體、線粒體、細胞核等等。真核細胞內膜系統的出現大大增加了細胞內膜的表面積，并且將細胞分隔成為多個特定的功能區域，為多種酶類提供了特定的結合部位和發揮功能的環境，同時也增加了細胞信號調控的深度和廣度，是真核生物發揮復雜生物功能的基礎。

每個細胞大約含10億個蛋白質分子，蛋白質的基本組成單位是氨基酸，氨基酸首先按照不同的組成和順序靠共價鍵形成一條多肽鏈，然后多肽鏈再折疊成為具有高級空間構象的活性蛋白質，分布到細胞不同的區域去執行不同的生理功能，有的構成細胞骨架蛋白，有的成為受體分子，有的具有酶活性等等。那么這些蛋白是通過什么機制被進行分選然后定位到特定的細胞區域的？這個問題直到20世紀70年代才有了初步的答案。60年代后期Blobel進入了由George?Palade領導的洛克菲勒大學細胞生物學實驗室研究新生蛋白質轉運和分泌的機制。他于1971年第一次提出了“信號假說”，認為分泌到細胞外的蛋白質有一個內源信號，是這個信號指導了蛋白質穿越細胞膜；隨后在一系列可靠的生化試驗基礎上。Blobel于1975年描述了其從合成到分泌到胞外的各個步驟的詳細過程，指導蛋白分泌到胞外的是一段疏水性多肽，蛋白質在合成的過程中依賴于這段多肽通過一個通道穿過內質網膜，然后經過分選進入分泌途徑。后來的研究表明，不同的蛋白質具有不同的細胞定位信號，指導其靶向轉運到不同的細胞器上去，比如靶向內質網、溶酶體、線粒體、細胞核等等。

蛋白質的轉運和定位機制對于細胞的正常的生理功能至關重要，許多人類的遺傳性疾病就是由于這種信號和轉運機制出錯所致，比如原發性草酸尿癥是由于蛋白質的分選信號改變導致蛋白質的定位出錯，使人在早年便出現腎結石。某些家族性高膽固醇血癥也是由于運輸信號缺失造成血液中高膽固醇累積。

研究蛋白質的轉運和定位信號具有很大的應用價值，比如將蛋白藥物與分泌表達的信號肽融合表達，可以得到分泌形式的成熟蛋白，此技術已經在多肽藥物生產方面被廣泛應用。此外，多肽在藥物靶向運送及疾病治療中也具有廣泛的應用，比如可以利用HIV的rev蛋白具有核定位信號的機制，可以將治療基因通過慢病毒載體轉移到細胞核中，以進行疾病的細胞定向基因治療。

實際上，在細胞內除了上述的具有膜結構的細胞器外，還有一些非膜結構重要的細胞器，比如染色體、中心粒、核糖體、核仁等等。這些特化的大分子結構對細胞功能的正常發揮也具有重要的作用。比如中心粒是由排列成圓筒狀的9束三體微管組成的非膜結構細胞器，其與細胞分裂過程中紡錘體的形成有關，并能決定細胞分裂的方向。核仁是哺乳動物細胞核內的一個亞細胞非膜性細胞器，主要由rDNA，rRNA和多種核仁定位蛋白組成。以前認為核仁的主要功能是合成和組裝核糖體亞單位，但是最近隨著研究的深入，目前發現核仁還具有很多重要的生物學功能，與DNA損傷修復、細胞周期調控、衰老以及脅迫反應等眾多重要的細胞事件有關，而且發現很多與疾病和癌癥發生和發展相關的蛋白質在細胞核仁中具有定位現象。因此研究核仁定位信號，不僅可以揭示核仁定位蛋白質基本的生物學功能和機制，同時還能為特異的核仁靶向生物技術藥物開發提供技術支持。

發明內容

本發明的目的是提供一種核仁定位信號肽及其編碼基因和應用。

本發明提供的多肽，是一種核仁定位信號肽，為如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的多肽；

(b)將序列1的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有核仁定位信號肽功能的由序列1衍生的多肽。

所述取代和/或缺失和/或添加位于五個結構域以外；所述五個結構域依次為序列表的序列1自N末端第4至6位(RLR基序)、第12至13位(LR基序)、第16至18位(RLR基序)、24至26位(RLR基序)、第34至35位(LR基序)、第41至46位(核定位信號)。

序列表中序列1所示的氨基酸即序列表的序列3自N末端第347至400位氨基酸殘基。

編碼所述多肽的基因也屬于本發明的保護范圍。

所述基因是如下1)至3)中任一所述的DNA分子：

1)序列表中序列2所示的DNA分子；

2)在嚴格條件下與1)限定的DNA序列雜交且編碼具有核仁定位信號肽功能蛋白的DNA分子；