一种靶向IDO1的多肽以及IDO1蛋白降解靶向嵌合体

    专利查询2025-06-10  42


    本发明属于生物药物,具体涉及一种靶向ido1的多肽以及ido1蛋白降解靶向嵌合体。


    背景技术:

    1、吲哚胺-2,3-双加氧酶1(indoleamine2,3-dioxygenase1,ido1)是一种由403个氨基酸及亚铁血红素组成的氧化还原酶,含有一个活性位点,是犬尿氨酸途径的限速酶。通过犬尿氨酸途径,ido1可以催化色氨酸代谢生成犬尿氨酸、喹啉酸等具有细胞毒性的代谢产物。正常情况下,ido1在体内表达水平较低。近来研究显示,ido1在多种肿瘤组织中表达水平较高,其表达水平也与多种癌症的不良预后呈正相关关系。此外,ido1已被证实与肿瘤的免疫逃逸有关,同时也与多种重大的人类疾病(如白内障、阿尔茨海默病等)密切相关。进一步研究表明,ido1在抑制t细胞免疫、抗肿瘤免疫、肿瘤免疫逃逸等免疫调节中,起着重要的免疫调节作用。因此,以ido1纯化蛋白为药物靶点筛选亲和力多肽,对肿瘤的预防和治疗具有重要意义。

    2、蛋白降解靶向嵌合体技术(proteolysis targeting chimera,protac)是一种双功能分子,也成为异双功能降解剂,其由三部分组成:与目标蛋白结合的配体、e3泛素连接酶配体以及连接两者的连接子(linker)。protac能够一端与目标蛋白结合,另一端结合e3连接酶形成三元复合物,e3连接酶与目标蛋白在空间上相互邻近,介导e2结合酶对目标蛋白泛素化;随后,蛋白酶体识别并降解泛素化的目标蛋白。理论上protac分子只是提供结合活性,是“事件驱动”的作用模式,不需要长时间与目标蛋白高强度结合,因此可以反复循环使用。相较于“占据驱动”的传统药物,protac分子具有以下优势:(1)提供了一种新型的快速可逆的化学敲除方法;(2)使难成药靶点实现可成药性;(3)降低药物毒副作用;(4)使临床上易耐药突变的靶点长久保持敏感性;(5)可通过降解整个蛋白影响非酶活性功能。

    3、可见,蛋白降解靶向嵌合体作为一种新兴的治疗方法,相较于传统小分子药物具有诸多优势。然而,目前现有技术中尚未建立能够有效应用于ido1靶向降解的蛋白降解靶向嵌合体。因此,如何筛选一种具有高亲和性的ido1胞外域蛋白结合多肽,并成功构建一种能够用于ido1降解的蛋白水解靶向嵌合体,成为本领域需要解决的关键问题。


    技术实现思路

    1、为了解决上述现有技术的问题,本发明的第一目的是提供一种靶向ido1的多肽,该多肽是本发明采用噬菌体展示技术成功淘选得到的以ido1为靶点的亲和多肽,能够有效与e3泛素连接酶配体结合,从而用于靶向ido1的抗肿瘤药物的制备。

    2、本发明的第二目的是提供上述靶向ido1的多肽的应用。

    3、本发明的第三目的是提供一种ido1蛋白降解靶向嵌合体。

    4、本发明的第四目的是提供上述ido1蛋白降解靶向嵌合体的应用。

    5、本发明的上述技术目的,采用如下技术方案实现:

    6、一种靶向ido1的多肽,所述靶向ido1的多肽的氨基酸序列如seq id no.1所示。具体地,seq id no.1所示的氨基酸序列为pisfdlaqpsgq。

    7、本发明提供的靶向ido1的多肽,是采用噬菌体展示技术成功淘选得到的高亲和性以及靶向性的ido1胞外域蛋白结合多肽。噬菌体展示技术(phage display technology)是将编码目的蛋白或多肽的外源dna片段与噬菌体表面蛋白的编码基因融合后,以融合蛋白的形式呈现在噬菌体的表面,被展示的蛋白或多肽可保持相对的空间结构和生物活性并展示在噬菌体的表面的技术。本发明通过噬菌体展示技术进行筛选,获得可与ido1胞外域蛋白具有高亲和性的噬菌体克隆体,然后通过两轮淘选进行富集,提取dna并测序,成功获得一条12肽,其氨基酸序列为:pisfdlaqpsgq,命名为q1,该多肽作为靶向功能基团能够与治疗药物结合,使癌症疾病的治疗药物更具选择性,在降低全身毒性的同时提供更高的治疗效率。

    8、一种上述靶向ido1的多肽的应用,在制备抗肿瘤药物中的应用。

    9、作为优选的方案,所述抗肿瘤药物为抗胃癌药物。

    10、一种ido1蛋白降解靶向嵌合体,所述ido1蛋白降解靶向嵌合体主要由所述靶向ido1的多肽、沙利度胺、连接子以及穿膜肽r8制备得到。

    11、本发明通过筛选与ido1具有高亲和性和靶向性的多肽,将其作为ido1的靶蛋白配体,与特定的e3泛素连接酶配体(沙利度胺)进行合理设计,首次合成ido1蛋白靶向嵌合体(protac),并在细胞内对其活性进行评价,证实了所构建的protac能够有效用于靶向ido1的抗肿瘤药物尤其是抗胃癌药物的制备。

    12、作为优选的方案,所述连接子为peg2。连接子(linker)长度和组成在protac的生物活性和理化性质中起着关键作用。linker对于帮助e3连接酶和目标蛋白的空间定向和定位以确保有利的蛋白-蛋白相互作用(ppi)至关重要。本发明采用两单位聚乙二醇基团作为连接臂,其原因在于:1)选择两亲性聚乙二醇(peg)作为连接剂,因为其在疏水性和亲水性两者中均具有良好的延展性。2)此外,sar数据表明,ido1的活性位点位于深腔中,从连接位点处的氨基到外界面的距离>10a/cm,结合模式的差异可能影响接头基序的轨迹和最佳长度,本发明的ido1-protac中,多肽q1作为ido1靶向配体,与小分子相比,多肽本身的体积较大,如果linker仍保持较长,protac体积增大,分子的扩大往往不可避免地导致对ido1的亲和力显著降低,为了以沙利度胺作为crbne3连接酶的配体的protac更接近于“药物样”空间,其平均氢键供体和clogp值由于e3连接酶弹头的独特起始性质而落在类药5规则(ruleof5)边界内。因此本发明在试验后将连接子缩短至2个peg。

    13、作为优选的方案,所述ido1蛋白降解靶向嵌合体制备时采用的原料还包括赖氨酸。

    14、作为优选的方案,所述穿膜肽r8的结构为:

    15、

    16、作为优选的方案,所述ido1蛋白降解靶向嵌合体的结构为:

    17、

    18、上述ido1蛋白降解靶向嵌合体的应用,在制备抗肿瘤药物中的应用。

    19、作为优选的方案,所述抗肿瘤药物为抗胃癌药物。

    20、相较于现有技术,本发明的有益效果主要在于:

    21、本发明首次采用噬菌体展示技术筛选出具有高亲和性的ido1胞外域蛋白结合多肽q1,该多肽与ido1胞外域结构蛋白有强结合力,且具有成本低廉、灵敏度高、识别效率高、分子量小的特点。

    22、进一步地,本发明将上述多肽q1与e3泛素连接酶配体沙利度胺通过合理设计得到protac。其中,由于crbn配体分子量较vhl配体小,可旋转键和氢键供体的数量较少,具有更好的药代动力学(pk)特征和更高的血脑屏障(bbb)渗透率,本发明选择用crbn配体沙利度胺作为protac一端靶头。本发明设计的以沙利度胺或其衍生物作为e3连接酶配体的基于crbn-e3连接酶的protac,更接近于“药物样”空间,其平均氢键供体和clogp值落在lipinski的“5分法则”边界内,从而赋予e3连接酶弹头的独特起始性质。并且,本发明将linker缩短为2个peg单位,其中高亲和多肽q1作为ido1配体,支链增加穿膜肽入胞能力。试验证实,本发明设计的上述protac,具有良好的入胞能力以及ido1靶向降解能力,能够为新型肿瘤靶向药物尤其是抗胃癌药物的研发以及相关癌症的治疗提供全新的治疗策略以及有效的技术支撑。


    技术特征:

    1.一种靶向ido1的多肽,其特征在于,所述靶向ido1的多肽的氨基酸序列如seqidno.1所示。

    2.一种如权利要求1所述的靶向ido1的多肽的应用,其特征在于,在制备抗肿瘤药物中的应用。

    3.根据权利要求2所述的靶向ido1的多肽的应用,其特征在于,所述抗肿瘤药物为抗胃癌药物。

    4.一种ido1蛋白降解靶向嵌合体,其特征在于,所述ido1蛋白降解靶向嵌合体主要由权利要求1所述的靶向ido1的多肽、沙利度胺、连接子以及穿膜肽r8制备得到。

    5.根据权利要求4所述的ido1蛋白降解靶向嵌合体,其特征在于,所述连接子为peg2。

    6.根据权利要求4所述的ido1蛋白降解靶向嵌合体,其特征在于,所述ido1蛋白降解靶向嵌合体制备时采用的原料还包括赖氨酸。

    7.根据权利要求4所述的ido1蛋白降解靶向嵌合体,其特征在于,所述穿膜肽r8的结构为:

    8.根据权利要求4~7任一项所述的ido1蛋白降解靶向嵌合体,其特征在于,所述ido1蛋白降解靶向嵌合体的结构为:

    9.一种如权利要求4~8任一项所述的ido1蛋白降解靶向嵌合体的应用,其特征在于,在制备抗肿瘤药物中的应用。

    10.根据权利要求9所述的ido1蛋白降解靶向嵌合体的应用,其特征在于,所述抗肿瘤药物为抗胃癌药物。


    技术总结
    本发明属于生物药物技术领域,具体涉及一种靶向IDO1的多肽以及IDO1蛋白降解靶向嵌合体。本发明提供的靶向IDO1的多肽,是采用噬菌体展示技术成功淘选得到的高亲和性以及靶向性的IDO1胞外域蛋白结合多肽。该多肽与IDO1胞外域结构蛋白有较强的结合力,且具有灵敏度高、识别效率高、分子量小的特点。本发明进一步将上述多肽与E3泛素连接酶配体沙利度胺通过合理设计得到PROTAC,其具有良好的入胞能力以及IDO1靶向降解能力,能够使癌症疾病的治疗药物更具选择性,在降低全身毒性的同时提供更高的治疗效率。因此,本发明能够为新型肿瘤靶向药物的研发以及相关癌症的治疗提供全新的治疗策略以及有效的技术支撑。

    技术研发人员:王博,侯文卿,李莹,高雅,郑一超,聂海倩,张熙雅
    受保护的技术使用者:郑州大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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