[發明專利]一種經修飾的生長分化因子及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201811347748.3
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109485716B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 任哲;劉俊偉;廖曉鳳;梅建勛
• 申請（專利權）人: 廣東美賽爾細胞生物科技有限公司
• 主分類號: C07K14/51
• 分類號: C07K14/51;C07K1/107;C07K1/16;A61K38/18;A61K47/60;A61P25/00;A61P9/00;A61P9/10;A61P19/08;A61P3/10;A61P3/06;A61P9/14
• 代理公司: 廣州科沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 徐翔

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種經修飾的生長分化因子及其制備方法與用途。本發明提供的經修飾的生長分化因子是以甲氧基聚乙二醇?丙醛為修飾劑，對生長分化因子11蛋白的N末端進行特異修飾，經修飾反應，分離純化，最終收集洗脫液獲得。本發明獲得的經甲氧基聚乙二醇?丙醛修飾后的生長分化因子，可以用于抗衰老和改善心腦血管系統，具有穩定性好，半衰期顯著增長，促進生長分化因子對細胞凋亡的抑制作用，提高其對內皮細胞的保護作用。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種經修飾的生長分化因子及其制備方法與應用。

背景技術

生長分化因子11(Growth differentiation factor 11，GDF11)也稱為骨形態發生蛋白11(Bone morphogenetic protein 11，BMP11)，屬于轉化生長因子-β(Transforminggrowth factor-β，TGF-β)超家族，作為一種新的生長分化因子于1999年被首次報道。在早期胚胎發育中，GDF11通過負性調節作用，參與包括骨骼、腎臟、胰腺、視網膜、嗅神經等組織器官的形成和分化，是胚胎正常發育不可或缺的分子。近年來研究發現，GDF11有明顯的改善大腦認知、逆轉心肌肥厚、改善腦血管系統、改善骨骼肌代謝等功能，顯示出GDF11廣泛的生物學活性和潛在的應用價值。

生長分化因子11作為一個新發現的生長分化因子，具有廣泛的生物學活性和潛在的應用價值。在早期胚胎發育中，GDF11通過負性調節作用，參與包括骨骼、腎臟、胰腺、視網膜、嗅神經等組織器官的形成和分化，是胚胎正常發育不可或缺的分子。另外近年來研究發現，GDF11有明顯的改善大腦認知、逆轉心肌肥厚、改善腦血管系統、改善骨骼肌代謝等功能，顯示出GDF11廣泛的生物學活性。特別是其抗衰老和改善心腦血管系統方面，可廣泛應用于生物醫藥、精細化工等諸多領域。

GDF11基因位于人染色體12q13.2上。編碼一個具有407個氨基酸的蛋白質，可分為信號肽、N端前肽和C端成熟肽三部分。該蛋白在內質網中由信號肽酶水解除去信號肽，然后在高爾基體中由枯草蛋白酶樣原蛋白轉化酶(SPCs)家族的furin蛋白酶再次切割，形成以非共價鍵的方式結合的N端前肽和C端成熟肽復合體。最后經過BMP1/Tolloid樣蛋白水解酶的剪切，形成具有活性的GDF11蛋白。GDF11單體有109氨基酸，7個半胱氨酸殘基中6個位于一個被稱為半胱氨酸結(cystein knot)的結構，形成3個分子內二硫鍵，而第73位半胱氨酸殘基參與形成分子間二硫鍵，將兩個單體連接形成同源二聚體。

GDF11參與誘導臟胎組織的形成、骨骼模式的確立，在腎臟發育、牙齒的形成、膚腺的發育中發揮著重耍的作用。同時，它也與衰老導致的器官功能障礙、人類的疾病的發生發展有關：(1)GDF11可通過激活TGF-β/Smad2及PI3K-AKT-FoxO1信號通路改善糖尿病小鼠糖脂代謝，抑制胰高血糖素的釋放，保護胰島B細胞功能，減少B細胞凋亡。(2)GDF11可降低血中炎性因子和血脂水平，改善內皮依賴性舒張功能障礙，減少血管內皮細胞調亡。具有改善高脂飲食引起的血管內皮功能障礙、動脈粥樣硬化和PA誘導的內皮細胞調亡的作用，在防治動脈粥樣硬化方面具有良好的臨床應用前景。(3)GDF11對腦缺血損傷具有治療和預防作用。具有減少皮層缺血體積，改善恢復動物運動能力的功能。

隨著生物技術的發展，蛋白類生物藥物因其高活性、強特異性、生物功能明確、低毒性等優勢正越來越廣泛地被開發和應用。然而，諸如半衰期短、穩定性差、水溶性差、存在免疫原性、腎清除速率快等問題卻限制了其進一步發展。

聚乙二醇修飾又稱PEG化(PEGylation)，是將聚乙二醇聚合物連接到一些生物分子(比如肽，蛋白質和抗體片段)上的過程，旨在改善上述蛋白藥物的問題。