一種具有鳶尾素結(jié)構(gòu)域類似功能的蛋白、包含該蛋白的組合物及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種多功能蛋白，具體設(shè)及一種具有葺尾素結(jié)構(gòu)域類似功能的蛋白、 包含該蛋白的組合物及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[000引葺尾素（irisin)是一種由Bostrom和同事在2012年分離獲得的含有112個氨基 酸殘基的蛋白，其分子量約為12kDa。Bostrom聲明葺尾素是一種糖蛋白，且生理活性狀態(tài) 受不同程度糖基化的影響。葺尾素是人體肌肉組織中一種未知蛋白酶切割I(lǐng)II型纖連蛋白域 蛋白5 (FND巧）的產(chǎn)物。FND巧則是2002年發(fā)現(xiàn)的一種體內(nèi)蛋白，鼠源FND巧含有S部分； 29個氨基酸殘基組成的信號膚；94個氨基酸殘基的III型纖連蛋白域和一個C末端?？缒さ?FND巧比游離FND巧略大，約為32kDa。葺尾素即為FND巧的C末端切割產(chǎn)物，該產(chǎn)物在哺 乳動物體內(nèi)高度保守。
[000引葺尾素的切割釋放與表皮生長因子巧GF)、轉(zhuǎn)化生長因子a(TG巧等跨膜多膚的 切割釋放過程類似。FND巧的表達(dá)受到過氧化物酶體增殖激活因子y(PPARy)和輔助激活因 子a(PGC1a)的刺激而增加。肌肉細(xì)胞中合成五種與PGC1a相關(guān)的分泌型因子，即FND巧、 比-15、￥66。0、1^'31和1'加?4。而？6(：10參與調(diào)控生物轉(zhuǎn)錄過程中的能量代謝^及線粒體 內(nèi)的氧化代謝與能量產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，鍛煉后的肌肉分泌PGC-la，該蛋白調(diào)控的下游因子 剪切和修飾FND巧形成葺尾素。
[0004] 肥胖，已成為現(xiàn)代公共衛(wèi)生問題。肥胖主要由于體內(nèi)白色脂肪累積造成，哺乳動物 體內(nèi)的白色脂肪組織儲存了絕大多數(shù)脂肪酸和=酷甘油，而且?guī)缀鯖]有線粒體結(jié)構(gòu)。白色 脂肪組織還參與了膜島素耐受的進(jìn)程發(fā)展。除了儲積脂肪，白色脂肪組織還合成并分泌一 些小分子物質(zhì)，例如瘦素（leptin)、饑餓素（曲relin)、新脂肪因子NUCB2/nesfatin-l、和 葺尾素（irisin),是體內(nèi)主要的內(nèi)分泌器官之一。美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教授布 魯斯?施皮格爾曼W不常運(yùn)動的老鼠為實(shí)驗(yàn)對象，該些老鼠體重超重同時有糖尿病前期癥 狀，施皮格爾曼發(fā)現(xiàn)，該些老鼠接受葺尾素注射后，體內(nèi)白色脂肪向棟色脂肪轉(zhuǎn)化的基因如 E10V13、Cox7a和Otopl等被激活。轉(zhuǎn)化后的棟色脂肪組織通過快速消耗葡萄糖和脂防散 發(fā)熱量，并進(jìn)一步消耗存儲的白色脂肪。與白色脂肪組織相比，棟色脂肪組織中含有大量的 脂粒和線粒體，特異性的在能量消耗過程中發(fā)揮作用。褐色脂肪組織內(nèi)的線粒體內(nèi)膜上含 有一種稱為解偶聯(lián)蛋白-UUCP-1)的蛋白，該些蛋白可W將質(zhì)子從內(nèi)膜空間累送到線粒體 基質(zhì)中。當(dāng)UCP-1被激活，線粒體內(nèi)的代謝反應(yīng)將不再產(chǎn)生ATP，而是直接產(chǎn)生熱量。研究 顯示，20nMFND巧即可W使得UCP1的mRNA表達(dá)水平提高7-1500倍。葺尾素在男性體內(nèi) 平均水平為353. 1 + 18. 6ng/mU女性體內(nèi)平均水平為267. 6±12ng/mU而在肥胖癥患者體 內(nèi)的葺尾素平均水平為198. 4 + 7. 8ng/血。因此葺尾素也被認(rèn)為是身體脂肪含量的指示標(biāo) 記。
[0005] 葺尾素的效力不止于此，它還能提高高脂飲食老鼠的葡萄糖耐受能力。注射葺尾 素后，老鼠的血糖和膜島素水平得到改善，該能阻止糖尿病發(fā)作，且注射葺尾素未出現(xiàn)任何 副作用。
[0006] 葺尾素還可W強(qiáng)化屯、臟和免疫功能，例如產(chǎn)生抗炎效果。并通過營養(yǎng)因子改善神 經(jīng)元功能與結(jié)構(gòu)，在老年性和器質(zhì)性神經(jīng)功能退化過程中發(fā)揮維持功能的功效。
[0007] 另外，衰老過程與營養(yǎng)平衡密切相關(guān)，溫和的能量（卡路里）攝入限制已被證明能 夠延長哺乳動物壽命。2014年最新研究顯示葺尾素在體內(nèi)可W發(fā)揮與能量攝入限制相似的 功效，即通過增加能量消耗，減少體內(nèi)白色脂肪組織的能量積累，同時減緩端粒縮短速度， 從而減緩肌體衰老。
[000引總體而言，當(dāng)前研究認(rèn)為葺尾素在治療肥胖癥、改善神經(jīng)元功能與結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)記憶 和減緩衰老方面都具有良好的應(yīng)用前景。但目前，國內(nèi)外尚未有重組葺尾素或其功能結(jié)構(gòu) 類似物作為體內(nèi)高效葺尾素補(bǔ)充劑的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了獲得一種高效且具有獲得方便、分子量小，易于通過注射、口服和皮下滲透吸 收優(yōu)勢的葺尾素補(bǔ)充劑，本發(fā)明人對葺尾素及其前體III型纖連蛋白域蛋白5的關(guān)鍵保守功 能域進(jìn)行了深入研究，最終設(shè)計(jì)出了一種具有葺尾素結(jié)構(gòu)域類似功能的蛋白，實(shí)現(xiàn)了體外 葺尾素的高效補(bǔ)充。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案：一種具有葺尾素結(jié)構(gòu)域類似功能的蛋白，所 述蛋白的氨基酸序列如SEQIDNO: 1所示。本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究W制備具有葺尾素結(jié) 構(gòu)域類似功能的蛋白，并且己經(jīng)選擇出一種顯現(xiàn)出較高活性和穩(wěn)定性的對象，所述蛋白氨 基酸序列為MLRFI犯VNTTTRSCALWDLE邸TEYIVHVQAISIQGQSPASEPVLFKTPREAEKMASKN邸EVTM KE(SEQIDNO. 1)，在本發(fā)明中由SEQIDNO. 1所示序列組成的蛋白稱為人葺尾素A。本發(fā) 明人將人葺尾素A在化iProt數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行對比捜索，未發(fā)現(xiàn)有功能相同的同類蛋白。本 發(fā)明人利用分析程序，按照本領(lǐng)域技術(shù)的默認(rèn)參數(shù)對人葺尾素A與葺尾素的同源性進(jìn)行序 列比對分析，結(jié)果得出人葺尾素A與葺尾素功能保守結(jié)構(gòu)域序列類似。
[0011] 一種具有葺尾素結(jié)構(gòu)域類似功能的蛋白，所述蛋白為上述所述氨基酸序列經(jīng)過修 飾所得到的功能等同的蛋白衍生物。
[0012] 一種用于預(yù)防或治療由于葺尾素缺乏而引起的疾病或狀態(tài)的組合物，所述組合物 包含上述所述的具有葺尾素結(jié)構(gòu)域類似功能的蛋白。在本發(fā)明中，術(shù)語"葺尾素缺乏而引起 的疾病或狀態(tài)"是指由于體內(nèi)葺尾素不足或天然缺乏引起的相關(guān)的信號通路的改變而導(dǎo)致 的生理反應(yīng)。優(yōu)選地，可W將本發(fā)明的蛋白或組合物預(yù)防或治療功效的活性描述為：減少 脂肪。
[0013] 優(yōu)選地，所述組合物包含：
[0014] (la)藥用有效量的上述所述的具有葺尾素結(jié)構(gòu)域類似功能的蛋白；和
[0015] (化）藥學(xué)上可接受載體。
[0016] 本文所用術(shù)語"藥用有效量"是指足W顯示出并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的蛋白效能和活性的 量。
[0017] 本發(fā)明的藥物組合物內(nèi)含有的藥學(xué)上可接受的載體，其通常用在制藥配方中，但 不限于此，包括乳糖、右旋糖、庶糖、山梨醇、甘露醇、淀粉等。根據(jù)本發(fā)明所述的藥物組合物 可w另外包含潤滑劑、濕潤劑、增甜劑、增香劑、乳化劑、懸浮劑和防腐劑等物質(zhì)。根據(jù)本領(lǐng) 域技術(shù)人員已知的常規(guī)技術(shù)，可W與如上所述的藥學(xué)上可接受的載體和/或賦形劑一起配 審IJ，根據(jù)本發(fā)明所述的藥物組合物，最終提供幾種形式的單劑量型和多劑量型。
[0018] 優(yōu)選地，所述組合物包含：
[0019] (2a)保健有效量的的上述所述的具有葺尾素結(jié)構(gòu)域類似功能的蛋白；和
[0020] (2b)保健品可用的載體。
[0021] 優(yōu)選地，所述組合物包含：
[0022] (3a)美容有效量的的上述所述的具有葺尾素結(jié)構(gòu)域類似功能的蛋白；和
[0023] (3b)化妝品可用的載體。
[0024] 本文所用術(shù)語"美容有效量"是指足W實(shí)現(xiàn)W上所述的改善皮膚狀態(tài)的功效的量。
[0025] 可W將本發(fā)明的化妝品組合物制成很多種形式，例如，包括溶液、混懸液、乳狀液、 膏、油膏、凝膠、霜、洗劑、粉、肥皂、含表面活性劑的清潔劑、油、粉底、乳狀液粉底、蠟狀粉底 和噴霧劑。具體而言，可W將本發(fā)明的化妝品組合物制成W下形式；營養(yǎng)液、營養(yǎng)霜、按摩 霜、精華素、眼霜等。
[0026] 本發(fā)明還提供了一種上述所述的蛋白在制備預(yù)防或治療肥胖癥的藥物或保健品 中的用途。
[0027] 在制備預(yù)防或治療肥胖癥的藥物或保健品中的用途，其作用機(jī)理；本發(fā)