[發明專利]作為抗新生劑的工程改造的靈長類動物胱氨酸/半胱氨酸降解酶

有效

• 申請號: 201480054224.9
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105612252B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: G·喬治歐;E·斯通
• 申請（專利權）人: 得克薩斯大學體系董事會
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 韓威威

本發明描述涉及具有L?(半)胱氨酸降解酶活性的蛋白的工程改造的方法和組合物。例如，在某些方面，可公開一種包含一種或多種氨基酸取代并且能夠降解L?(半)胱氨酸的經修飾胱硫醚?y?裂解酶。此外，本發明的某些方面提供使用所公開的蛋白或核酸來治療具有L?(半)胱氨酸的癌癥的組合物和方法。

發明背景

本申請要求2013年8月29日提交的美國臨時申請號61/871,727和2014年3月5日提交的美國臨時申請號61/948,106的優先權權益，所述臨時申請的完整內容以引用的方式并入本文。

本發明在政府支持下根據由美國國立衛生研究院授權的授權號R01CA154754進行。政府對本發明享有某些權利。

1.發明領域

本發明大體來說涉及醫學和生物學的領域。更具體說來，其涉及用使L-胱氨酸和L-半胱氨酸缺乏的酶治療癌癥的組合物和方法。甚至更具體說來，其涉及具有適用于人類療法的高半胱氨酸/半胱氨酸降解活性和穩定性的靈長類動物酶的工程改造。

2.相關技術的描述

多種氨基酸的全身性缺乏已經顯示有效殺死各種腫瘤類型，而對非癌組織具有最小毒性。這種治療效應可通過使用被引入循環中的藥理學優化酶來實現，所述酶使腫瘤所依賴的氨基酸降解。某些癌癥如前列腺、小細胞肺癌、膠質母細胞瘤和肝細胞癌已經顯示高度依賴于細胞外半胱氨酸/胱氨酸以便增生和存活。這些腫瘤中的多種異常地過度表達xCT(-)胱氨酸/谷氨酸反向轉運體以便維持蛋白和谷胱甘肽產生所需的充足半胱氨酸水平，表明其已經喪失或下調其原生半胱氨酸生物合成能力。支持這一想法，xCT(-)胱氨酸/谷氨酸反向轉運體的小分子抑制劑(如柳氮磺胺吡啶)的使用已經顯示延遲前列腺和小細胞肺癌腫瘤異種移植物的生長(Doxsee等人,2007；Guan等人,2009)。盡管L-胱氨酸的xCT(-)依賴性轉運的阻斷是有前景的，但其無法消除Na⁺依賴性ASC轉運體和/或Na⁺獨立轉運體對自由L-半胱氨酸的轉運，并且在一些實施例中，通過骨髓源性基質細胞向腫瘤細胞提供自由L-半胱氨酸(Zhang等人,2012)。使胱氨酸和半胱氨酸缺乏的治療劑因此可完全地剝奪這種基本代謝物的腫瘤。然而，并無已知的具有適合作為人類治療劑應用的特性或活性的不可逆半胱氨酸/胱氨酸降解酶，并且一般來說，可完成特異性氨基酸降解的酶經常不存在，迫使對現有酶進行所需活性的工程改造。

發明概述

本發明涉及靈長類動物胱硫醚-γ-裂解酶(CGL)的工程改造，使得L-胱氨酸和L-半胱氨酸(本文中稱為L-(半)胱氨酸)可有效地從血清降解，并且涉及在適用于人類癌癥療法的配制物中提供經修飾CGL酶。為了開發如與原生酶相比呈現低K_M和高催化活性k_cat的酶，本發明人通過修飾所選擇的氨基酸工程改造原生酶，所述修飾產生具有顯著改進的酶特性的酶。因而，如本文所述經修飾的CGL酶通過提供新穎酶克服了所屬領域中的顯著缺乏，所述新穎酶如與原生酶相比包含具有L-(半)胱氨酸降解催化活性的人類或靈長類動物多肽序列。因而，這些經修飾酶可適用于癌癥療法并且具有低免疫原性和改進的血清穩定性。