[發明專利]UL43蛋白在制備預防和治療線粒體功能障礙的藥物中的應用

有效

• 申請號: 201710349359.3
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107412731B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 孫晗笑;利時雨;張倩;劉照兵;劉夢鴿;黃金群
• 申請（專利權）人: 廣州弘寶元生物科技有限公司
• 主分類號: A61K38/16
• 分類號: A61K38/16;A61P3/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發明公開了UL43蛋白在制備預防和治療細胞線粒體功能障礙的藥物，以及制備預防和治療代謝綜合征的藥物中的應用。本發明通過實驗發現UL43蛋白能夠從宿主細胞膜上內吞到胞內，并定位到宿主細胞的線粒體上，同時，UL43蛋白可以增加糖酵解途徑中PFK?1和PK酶的活性，產生大量的丙酮酸進入線粒體，進一步激活TCA循環和氧化磷酸化過程，從而提升胞內的ATP含量，實現對線粒體功能障礙和代謝綜合征疾病的治療。

技術領域

本發明屬蛋白研究和應用機制領域，更具體地說，本發明涉及一種能用于預防和治療細胞疾病的藥物的UL43蛋白。

背景技術

單純皰疹病毒（Herpessimplexvirus，HSV）屬于α-皰疹病毒，病毒粒子是一個直徑為186 nm的球形粒子，如圖1-1所示，成熟的HSV在形態上主要包括四種組分：核心包括病毒線性雙鏈DNA基因組，纏繞成纖絲卷軸；衣殼呈二十面體對稱結構，直徑為100 nm，由162個互相連接呈放射排列且中空軸孔的殼粒組成的，具有保護病毒基因組的作用；衣殼外環繞一層形態比較松散的蛋白質區域，厚薄不均，稱為被膜；最外層為典型的具有脂質雙層膜結構的囊膜，上面有突起，包含大量的包膜糖蛋白，有囊膜的病毒直徑為150～200 nm。HSV-1基因組編碼大約90個轉錄單位，至少編碼84種蛋白。其中有5個基因可以編碼衣殼蛋白，如UL19（VP5）、UL35（VP26）、UL38（VP19C）、UL18（VP23）、UL26.5（VP22a or ICP35）；至少有14種病毒來源的蛋白存在于病毒的被膜中，并在病毒的進入和病毒粒子形成過程中發揮著重要作用；囊膜上目前發現至少包括11中糖蛋白（gB、gC、gD、gE、gG、gH、gI、gK、gL、gM和gN）和四種非糖蛋白（UL9、UL20、UL24、UL43）。UL43蛋白是一個高度保守的多跨膜蛋白，在皰疹病毒中UL43蛋白僅在α和γ類皰疹病毒中編碼（表1-2）。HSV-1病毒中的UL43基因和PRV中的UL43基因一樣在病毒復制的早期就被轉錄和翻譯成UL43蛋白。Carter等人研究表明，HSV-1病毒的UL43蛋白的分子量大小約為34kDa，要比利用UL43基因的開放閱讀框（ORF）預測的分子量要小的多。在EBV病毒中UL43的同源基因為BMRF2基因，編碼蛋白的分子量大小約為53-55kDa，Johannsen 和Tugizov等人研究發現BMRF2蛋白表達在病毒的包膜上，能夠通過RGD基序與細胞整合素相互作用介導上皮細胞的極化從而完成EBV的侵染過程。有趣的是，Wardf等人研究發現，UL43基因的反義閱讀框為UL43.5基因，所編碼的蛋白為UL43.5蛋白，與UL43基因表達不同的是UL43.5屬于晚期基因。HSV-1病毒的UL43.5蛋白定位在宿主細胞核，能夠與主要的衣殼蛋白ICP5（infected cell protein 5）和衣殼支架蛋白ICP35在結構上與那些相關的病毒DNA合成明顯不同。因此，UL43.5蛋白推測是一個參與病毒衣殼組裝結構相關的蛋白。UL43蛋白作為病毒囊膜蛋白中僅有的四個多跨膜蛋白（gK、gM、UL20和UL43）之一，為病毒的非必需蛋白，在體內和體外病毒的復制和病毒生長都不是必需的。僅Barbara等在2005年發表研究表明，PRV UL43蛋白在體外瞬時表達時可能與gM的功能類似，通過調節其他糖蛋白的作用來抑制膜融合過程。

通過查詢NCBI可知，UL43蛋白為多跨膜蛋白，Barbara等人的研究成果顯示，在PRV病毒中UL43蛋白預測結構為九跨膜結構，在胞內區含有一段較長的親水環。Ren和Melancon等人分別研究顯示，gK和UL20中同樣含有YXXΦ基序，但是當Y（酪氨酸）突變為A（丙氨酸）之后，會影響病毒囊膜蛋白的內吞，進而抑制病毒的胞間傳播和組裝、釋放。同樣作為多跨膜蛋白，UL43蛋白在HSV-1成功感染宿主細胞后能夠表達在宿主細胞膜上，但是在胞內新病毒的組裝過程仍需要各個膜蛋白，所以在宿主細胞內我們初步推斷UL43基因利用胞內原料合成UL43蛋白表達在宿主細胞膜上，然后在進入到胞內參與新病毒的組裝釋放過程。目前，人們對HSV-1 UL43蛋白的功能研究和作用機制上不清楚，UL43蛋白的多跨膜結構的特殊性與其在病毒生命周期中發揮的功能是一個值得探討的科學命題。