[發明專利]一種新的E3泛素連接酶TcpC及應用

在審

• 申請號: 202010135789.7
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111411088A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 潘建平;方佳琪;歐茜;方潔;張大勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: C12N9/00
• 分類號: C12N9/00;C12N15/52;C12Q1/25
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

本發明公開了一種新的E3泛素連接酶TcpC及應用。本發明發現TcpC具有泛素化功能，不僅能在體外發生泛素化，而且能在體內發生泛素化。本發明研究表明，尿路致病性大腸埃希菌CFT073菌株分泌的一種含有Toll/白細胞介素1受體結構域蛋白TcpC能增強TLR信號通路中MyD88的泛素化降解，阻斷TLR信號通路，抑制巨噬細胞介導的固有免疫功能，與UPEC所致腎盂腎炎等尿路感染的發生密切相關。本發明發現，原核表達重組蛋白rTcpC能劑量依賴性地引起巨噬細胞MyD88蛋白減少，但不影響myd88mRNA轉錄，rTcpC能夠在細胞內及體外顯著增強MyD88的泛素化水平。應用本發明可將TcpC作為制備尿路感染治療藥物的靶點，也是臨床上尿路感染患者實驗室檢查的分子標志物。

技術領域

本發明屬于分子生物技術和醫學領域，具體涉及一種新的E3泛素連接酶TcpC及應用。

背景技術

尿路感染(urinary tract infection,UTI)是由各種病原體入侵泌尿系統、侵犯尿路黏膜或者尿路組織而引起的尿路炎癥，部分嚴重患者可導致腎功能衰竭。據估計，全球每年約有1.5億UTI患者，醫療費用超過60億美元。因此，若能控制尿路感染的發生，對人類健康及社會經濟發展具有重要意義。尿路致病性大腸埃希菌(uropathogenic E.coli,UPEC)可以特異性地粘附、植入尿路黏膜上皮細胞，導致尿路上行感染。針對尿路感染目前多采用抗生素類藥物進行治療，但隨著病原菌耐藥性的增加，給尿路感染的治療帶來了極大挑戰。因此，深入研究UPEC的致病機制，將對尿路感染的控制和治療產生重大影響。

UPEC CFT073菌株可分泌一種含有Toll/白細胞介素1受體(Toll/interleukin 1receptor,TIR)結構域的蛋白(TIR containing protein encoded by E.coli,TcpC)，它可以通過C端的TIR結構域直接與Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)信號通路中的關鍵接頭蛋白髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)結合，阻斷TLR介導的信號途徑，從而抑制巨噬細胞的活化和殺菌功能，利于UPEC在體內的存活，與UPEC所致腎盂腎炎等UTI的發生、發展密切相關。因此，TcpC作為UPEC重要的毒力因子，在UPEC逃逸人體固有免疫應答中發揮重要作用。

泛素是含有76個氨基酸的蛋白質，廣泛存在于真核細胞和組織中。泛素化是蛋白質翻譯后修飾的重要方式之一，在蛋白質降解、應激反應、細胞周期調節、蛋白質運輸、信號轉導和轉錄調節等過程中發揮重要作用。越來越多的研究表明泛素化與細胞免疫和炎癥反應、細胞的轉化和腫瘤的發生等密切相關。泛素化過程由一個或多個泛素分子在泛素激活酶(E1)、泛素結合酶(E2)、泛素連接酶(E3)的共同作用下與其它蛋白質分子共價結合并通常降解這些蛋白質。該過程首先起始于E1利用ATP在Mg²⁺的存在下催化泛素C末端的甘氨酸，形成泛素-腺苷酸中間產物，然后激活的泛素被轉移至E1的半胱氨酸殘基上；活化的泛素通過轉酰基作用進一步轉移到E2上形成E2-泛素巰基酯；之后泛素再被轉移到與E2結合的E3上，E3特異性結合底物蛋白，從而使泛素鏈與底物連接，最終在蛋白酶體的作用下，導致底物蛋白降解。