靶向抑制丝氨酸代谢的多肽及其在制备抗肿瘤药物中的应用

本发明属于生物，具体地涉及靶向抑制丝氨酸代谢的多肽及其在制备抗肿瘤药物中的应用。

背景技术：

1、肿瘤能量代谢改变在肿瘤发生、发展和转移过程中发挥重要作用，被认为是肿瘤细胞的标志性改变之一。与正常组织细胞不同，快速增殖的肿瘤细胞，其细胞代谢必须满足三个条件：快速atp产生以满足能量需求增加；增加大分子生物合成以满足细胞快速增殖分裂；维持适当的细胞内氧自由基浓度防止肿瘤细胞死亡。丝氨酸是继葡萄糖和谷氨酰胺之后的第三大肿瘤细胞代谢相关物质，肿瘤细胞的生长依赖于非必需氨基酸丝氨酸和甘氨酸等。丝氨酸和甘氨酸为蛋白质、脂类和核酸的合成提供了必要的前提，对肿瘤细胞的生长和稳态维持至关重要。越来越多的研究证据表明，丝氨酸代谢可促进多种肿瘤的恶性进展；限制丝氨酸摄入或抑制丝氨酸代谢关键酶可抑制肿瘤的生长和转移。因此，靶向丝氨酸代谢通路开发新型抗肿瘤药物是抗肿瘤药物研发的热门方向。

2、肿瘤细胞不仅可利用外源性丝氨酸，多项研究还观察到肿瘤细胞中丝氨酸从头合成途径流量增大。丝氨酸从头合成途径是糖酵解的一个重要分支，是指从糖酵解的中间代谢产物3-磷酸甘油酸(3-phosphoglyceric acid，3-pg)开始，经过涉及3-磷酸甘油酸脱氢酶(3-phosphoglycerate dehydrogenase，phgdh)、磷酸丝氨酸氨基转移酶(phosphoserineaminotransferase 1，psat1)和磷酸丝氨酸磷酸酶(phosphoserine phosphatase，psph)调控的3个酶促反应产生丝氨酸。其中，phgdh在三阴性乳腺癌、肠癌和黑色素瘤细胞中的表达明显升高,促进肿瘤细胞增殖。phgdh和psat1在非小细胞肺癌中高表达，激活促进肿瘤细胞增殖，介导非小细胞肺癌的不良预后。在高转移性乳腺癌细胞系亚型中也观察到psat1和psph高表达，参与肿瘤转移调控。深入研究肿瘤细胞中丝氨酸代谢关键酶高表达的分子机制，有助于寻找靶向丝氨酸代谢的新靶点，为肿瘤的诊断和治疗提供科学依据和理论基础。

3、idh1属于异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,idh)家族，位于细胞质和过氧化物酶体中，是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotidephosophate acid，nadp+)依赖型同型二聚体酶，是细胞代谢关键酶。该蛋白酶催化异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸(α-ketoglutarate，α-kg)、还原性烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，nadph)和二氧化碳。我们近期的研究发现，idh1通过抑制e3泛素连接酶parkin的功能，可一方面增加psat1转录，另一方面抑制phgdh泛素化降解，增强phgdh稳定性，进而增强丝氨酸的从头合成。但idh1的这种作用并不依赖于其酶活性。因此，研究和开发靶向idh1促丝氨酸代谢功能的抑制剂，将为肿瘤的临床治疗提供新的手段。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对丝氨酸代谢紊乱的疾病，提供靶向降低丝氨酸合成途径关键酶psat1和phgdh表达的多肽及其在制备抗肿瘤药物中的应用。

2、本发明获得了能够靶向降低psat1和phgdh表达的多肽，该多肽可抑制肿瘤细胞生长，从而应用于制备抗肿瘤药物。基于发明人的研究工作，本发明提供下述的技术方案。

3、本发明提供的技术方案之一是：靶向降低psat1和phgdh蛋白表达的多肽。所述多肽的氨基酸序列为如序列表seq id no.1和seq id no.2所示序列中的任一种。

4、所述多肽的衍生物为所述多肽与细胞穿膜肽接连所形成的嵌合肽。

5、本发明中，所述的细胞穿膜肽为本领域常规所述的细胞穿膜肽，只要其能辅助将所述多肽送入细胞以发挥作用即可，一般而言，所述的细胞穿膜肽为由10～30个氨基酸组成的短肽分子。所述的细胞穿膜肽较佳地为pep2多肽(hlyvspw，其氨基酸序列如序列表seqid no.3所示)；即在本发明中，所述的多肽衍生物较佳地为以pep2多肽连接如seq id no.1和seq id no.2所示序列中的任一种多肽后所形成的嵌合多肽(嵌合多肽的氨基酸序列如序列表seq id no.9和seq id no.10所示)。所述的细胞穿膜肽还可以为hiv-1病毒反转录激活因子(transactivator transcription，tat)蛋白的tat肽(ygrkkrrqrrr，其氨基酸酸序列如seq id no.4所示)、果蝇触角同源异型蛋白的转录因子antp肽(rqikiwfqnrrmkwkk，其氨基酸序列如seq id no.5所示)、pep-1肽(ketwwetwwtewsqpkkkrkv，其氨基酸序列如seq id no.6所示)、mpg肽(galflgflgaagstmgawsqpkskrkv，其氨基酸序列如seq id no.7所示)和rgd肽(arg-gly-asp，其氨基酸序列如seq id no.8所示)中的任一种或多种。所述细胞穿膜肽较佳地连接在所述多肽的n端或者c端，更佳的是n端。

6、本发明中，所述的氨基酸序列如序列表seq id no.1所示的多肽称为多肽ph5，所述的氨基酸序列如序列表seq id no.2所示的多肽称为多肽ph6，所述的氨基酸序列如序列表seq id no.9所示的多肽衍生物称为pph5，所述的氨基酸序列如序列表seq id no.10所示的多肽衍生物称为pph6。

7、本发明中，所述的靶向丝氨酸代谢途径的多肽的氨基酸序列也可以是该序列经替换、缺失或添加一个或几个氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列，所述的衍生物为所述多肽与细胞穿膜肽接连所形成的嵌合肽。

8、本发明提供的技术方案之二是：靶向丝氨酸代谢的多肽或所述多肽的衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。

9、本发明中，所述的肿瘤为本领域常规的，较佳地为肺癌、肠癌、胰腺癌、乳腺癌或者肝癌。其中，所述肺癌为本领域常规，较佳的为非小细胞肺癌或小细胞肺癌。所述肠癌为本领域常规，较佳的为结肠癌或直肠癌。所述胰腺癌为本领域常规，较佳的为胰腺导管腺癌或胰腺腺泡细胞癌。所述乳腺癌为本领域常规，较佳的为非浸润性乳腺癌、早期浸润性乳腺癌、浸润性特殊类型乳腺癌或浸润性非特殊类型乳腺癌。所述肝癌为本领域常规，较佳的为原发性肝癌或继发性肝癌。

10、本发明中，所述抗肿瘤是本领域常规的，较佳地指在存在可能的肿瘤因素时，使用后防止或降低肿瘤的产生，也指存在肿瘤病灶时，减轻肿瘤的程度，或者治愈肿瘤使之正常化，或者减缓或延迟肿瘤的进程，或者减轻肿瘤引起的症状。

11、本发明提供的技术方案之三是：抗肿瘤药物的组合物，其含有上述与靶向丝氨酸代谢的多肽或所述多肽的衍生物。

12、本发明中，所述的活性成分是指具有抗肿瘤功能的成分。在所述药物组合物中，上述与靶向丝氨酸代谢的多肽或所述多肽的衍生物可以单独作为活性成分或和其他具有抗肿瘤活性的成分一起作为活性成分。

13、本发明中，较佳地，所述的药物组合物还包括一种或多种药用载体。所述的药用载体为本领域常规药用载体，所述的药用载体可以为任意合适的生理学或药学上可接受的药物辅料。所述的药物辅料为本领域常规的药物辅料，较佳地包括药学上可接受的赋形剂、填充剂或稀释剂等。更佳地，所述的药物组合物包括0.01～99.99％的上述与靶向丝氨酸代谢的多肽或所述多肽的衍生物，和0.01～99.99％的药用载体，所述百分比为占所述药物组合物的质量百分比。

14、本发明所述的药物组合物的给药途径是常规的多肽药物给药途径，较佳地为注射给药或口服给药。所述注射给药较佳地包括静脉注射、肌肉注射、腹腔注射、皮内注射或皮下注射等途径。所述的药物组合物为本领域常规的各种剂型，较佳地为固体、半固体或液体的形式，可以为水溶液、非水溶液或混悬液，更佳地为片剂、胶囊、颗粒剂、注射剂或输注剂等。

15、本发明中，较佳地，所述的药物组合物的施用量为有效量，所述有效量为能够缓解或延迟疾病病症进展的量。所述有效量可以以个体基础来测定，并将部分基于待治疗症状和所寻求结果的考虑。

16、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

17、本发明所用试剂和原料均市售可得。

18、本发明的积极进步效果在于：本发明的多肽或多肽衍生物能够靶向降低丝氨酸合成途径关键酶psat1和phgdh表达，从而应用于抗肿瘤的药物的制备中。所制备的药物在抗肿瘤中，具有疗效显著，毒副作用少，使用安全的优点。