[發明專利]基于新型冠狀病毒RBD-SD1蛋白的截短體及其應用

在審

• 申請號: 202011023805.X
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112094327A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 金寧一;田明堯;黃火清;姚斌;魯會軍;李昌;李霄;李樂天;汪偉
• 申請（專利權）人: 軍事科學院軍事醫學研究院軍事獸醫研究所;中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所
• 主分類號: C07K14/165
• 分類號: C07K14/165;C12N15/50;C12N15/81;C12N1/19;C07K16/10;G01N33/569;A61K39/42;A61P31/14;C12R1/84
• 代理公司: 北京一枝筆知識產權代理事務所(普通合伙) 11791
• 代理人: 張慶瑞

本發明涉及生物醫藥領域，特別涉及基于新型冠狀病毒RBD?SD1蛋白的截短體及其應用。本發明公開的一種蛋白截短體，該蛋白截短體其具有如下所示的序列：(I)、具有如SEQ ID No.1所示的氨基酸序列；和/或(II)、如(I)所述氨基酸序列經取代、缺失或添加一個或多個氨基酸獲得的氨基酸序列，且與(I)所述氨基酸序列功能相同的氨基酸序列；和/或(III)、與(I)或(II)所述氨基酸序列具有80％以上同一性的氨基酸序列。本發明公開的蛋白截短體能夠誘導較強的體液免疫反應，具有良好的免疫原性，可應用于新型冠狀病毒疫苗的開發及中和抗體的制備。

技術領域

本發明涉及生物醫藥領域，特別涉及基于新型冠狀病毒RBD-SD1蛋白的截短體及其應用。

背景技術

2020年1月12日，世界衛生組織(World Health Organization,WHO)正式將其命名為“2019新型冠狀病毒”(2019 novel coronavirus,2019-nCoV)，后被國際病毒分類學委員會命名為嚴重急性呼吸綜合征2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)。2月11日，WHO將新型感染的肺炎命名為新型冠狀病毒肺炎(corona virusdisease 2019,COVID-19)。COVID-19給全人類都帶來了巨大的挑戰與壓力，成為全球繼甲型H1N1流感病毒疫情、野生型脊髓灰質炎病毒疫情、西非埃博拉疫情、巴西寨卡病毒疫情、剛果(金)埃博拉病毒疫情后第六次被認定為國際關注的突發公共衛生事件。

新型冠狀病毒是一種具有包膜的、不分節段的正鏈單股RNA病毒，顆粒呈圓形或橢圓形，直徑約80～120nm，屬于網巢病毒目冠狀病毒科Betacoronavirus。病毒粒子被宿主細胞提供的脂質雙層所包裹，其中含有核酸及核衣殼蛋白，有三種主要蛋白：包膜蛋白(E蛋白)、膜蛋白(M蛋白)和刺突蛋白(S蛋白)。此病毒每組基因組長度約三萬個核苷酸左右。SARS-CoV-2病毒的刺突蛋白(S蛋白)屬于三聚體I類融合蛋白(GenBank ID:MN908947)，其中分S1和S2兩個亞基，表面刺突長度約23nm，寬7nm，S1解離時會造成S2的構象變化。在包膜刺突的表面具有宿主衍生出來的聚糖，而每一個三聚體都具有66個糖基化位點，SARS-CoV-2的糖基化已被發現可以促進其免疫逃避。通過S蛋白的三級結構分析，發現SARS-CoV-2S的各個結構域與SARS-CoVS的對應結構域對齊時，兩種蛋白質之間的高度結構同源性。SARS-CoV-2的S1亞基可以分為N端結構域(NTD)，受體結合域(RBD)，亞域1和2(SD1和SD2)。受體結合域(RBD)與ACE2復合物的晶體結構進行測定后知，該晶體含C、N、O、S等元素，屬于四方P的P4₁2₁2空間群。RBD本身含有由反平行肽鏈組成的β1、β2、β3和β6四個β折疊層。在這一段蛋白核心中，于β3和β6中間有一段額外的插入，包括β4、β5的肽鏈以及α4和α5螺旋，形成了RBM，它主要含有負責與hACE2結合中的接觸單元蛋白。迄今為止，沒有任何疫苗被批準投入使用，但在臨床治療中，有多種病毒抑制藥物被采納。疫苗是防控SARS-CoV-2等一系列傳染病最有效的手段。目前，包括中國在內的多個國家已成功分離出新型冠狀病毒毒株，并開展了疫苗的研發。當前全球共有100多種新冠肺炎疫苗正在研發階段，多個研發技術并行推進疫苗開發，包括滅活疫苗、核酸疫苗、重組蛋白疫苗、病毒載體疫苗等。滅活的完整病毒免疫原性相對較好。針對新冠肺炎的滅活疫苗目前已進入Ⅰ/Ⅱ期臨床，但由于新冠肺炎的滅活疫苗的生產需要考慮需考產廠房的生物安全級別，因此生產規模受到了限制。疫苗具有滅活不完全的風險，安全問題是這類疫苗不可忽視和亟待克服的問題。重組蛋白疫苗是將某種病毒的目的抗原基因構建在表達載體上，將已構建的可表達蛋白的載體轉化到細菌、酵母或哺乳動物或昆蟲細胞中，在一定的誘導條件下，表達出大量的抗原蛋白，通過純化后制備的疫苗。具有可抗原組分單一，安全高效等優點。目前大部分處于臨床期或在研的SARS-CoV-2疫苗均采用S蛋白或其受體結合區域(RBD)作為主要免疫原。在此區域找到具有夠誘導較強的體液免疫反應和具有良好的免疫原性的抗原片段是新型冠狀病毒基因工程疫苗研究的關鍵。