一種新的多肽——糖基水解酶12和編碼這種多肽的多核苷酸的制作方法

專利名稱：一種新的多肽——糖基水解酶12和編碼這種多肽的多核苷酸的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物技術領域，具體地說，本發(fā)明描述了一種新的多肽--糖基水解酶12，以及編碼此多肽的多核苷酸序列。本發(fā)明還涉及此多核苷酸和多肽的制備方法和應用。
纖維素和木聚糖的微生物降解需要一些酶，如葡聚糖內切酶、纖維二糖水解酶或木聚糖酶。真菌和細菌能夠產生一種纖維素酶和木聚糖酶，基于這些酶在序列上的共同點以及差異性，可歸類為不同的家族，其中有一個家族稱為糖基水解酶家族9(或稱纖維素酶家族E)。
糖基水解酶家族9中有兩個最為保守的氨基酸序列(1)[STV]-X-[LIVMFY]-[STV]-X(2)-G-X-[NKR]-X(4)-[PLIVM]-H-X-R；(2)[FYW]-X-D-X(4)-[FYW-X(3)-E-X-[STA]-X(3)N-[STA]。其中(1)中的His是活性部位的重要殘基，(2)中的Asp和Glu是水解過程中起催化作用的重要殘基。
糖基水解酶家族9存在于許多細菌和真菌中，從而引起某些感染性疾病，與一些呼吸道和腸道疾病也有非常密切的關系。在哺乳動物的腸道和呼吸道中發(fā)現(xiàn)一種呼腸孤病毒，其表面的σ蛋白含有糖基水解酶活性，含有Asp和Glu兩個氨基酸殘基，屬于糖基水解酶家族9。這種病毒能附著到了寄主細胞(呼吸道腸道上皮細胞)表面，利用糖基水解酶溶解覆蓋在上皮細胞上的黏液層，引起呼吸道腸道感染。
糖基水解酶活性的表達受諸多因素的影響，在大多數(shù)生物體中高的碳源代謝產生高濃度的葡萄糖，會抑制糖基水解酶的降解作用；另外，一些mRNA的轉錄產物也能調節(jié)糖基水解酶的合成。
由于如上所述糖基水解酶12蛋白在機體重要功能中起重要作用，而且相信這些調節(jié)過程中涉及大量的蛋白，因而本領域中一直需要鑒定更多參與這些過程的糖基水解酶12蛋白，特別是鑒定這種蛋白的氨基酸序列。新糖基水解酶12蛋白編碼基因的分離也為研究確定該蛋白在健康和疾病狀態(tài)下的作用提供了基礎。這種蛋白可能構成開發(fā)疾病診斷和/或治療藥的基礎，因此分離其編碼DNA是非常重要的。
本發(fā)明的一個目的是提供分離的新的多肽--糖基水解酶12以及其片段、類似物和衍生物。
本發(fā)明的另一個目的是提供編碼該多肽的多核苷酸。
本發(fā)明的另一個目的是提供含有編碼糖基水解酶12的多核苷酸的重組載體。
本發(fā)明的另一個目的是提供含有編碼糖基水解酶12的多核苷酸的基因工程化宿主細胞。
本發(fā)明的另一個目的是提供生產糖基水解酶12的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供針對本發(fā)明的多肽--糖基水解酶12的抗體。本發(fā)明的另一個目的是提供了針對本發(fā)明多肽--糖基水解酶12的模擬化合物、拮抗劑、激動劑、抑制劑。本發(fā)明的另一個目的是提供診斷治療與糖基水解酶12異常相關的疾病的方法。本發(fā)明涉及一種分離的多肽，該多肽是人源的，它包含具有SEQ ID No.2氨基酸序列的多肽、或其保守性變體、生物活性片段或衍生物。較佳地，該多肽是具有SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽。
本發(fā)明還涉及一種分離的多核苷酸，它包含選自下組的一種核苷酸序列或其變體(a)編碼具有SEQ ID No.2氨基酸序列的多肽的多核苷酸；(b)與多核苷酸(a)互補的多核苷酸；(c)與(a)或(b)的多核苷酸序列具有至少70％相同性的多核苷酸。
更佳地，該多核苷酸的序列是選自下組的一種(a)具有SEQ ID NO:1中237-572位的序列；和(b)具有SEQ ID NO:1中1-1119位的序列。
本發(fā)明另外涉及一種含有本發(fā)明多核苷酸的載體，特別是表達載體；一種用該載體遺傳工程化的宿主細胞，包括轉化、轉導或轉染的宿主細胞；一種包括培養(yǎng)所述宿主細胞和回收表達產物的制備本發(fā)明多肽的方法。
本發(fā)明還涉及一種能與本發(fā)明多肽特異性結合的抗體。
本發(fā)明還涉及一種篩選的模擬、激活、拮抗或抑制糖基水解酶12蛋白活性的化合物的方法，其包括利用本發(fā)明的多肽。本發(fā)明還涉及用該方法獲得的化合物。
本發(fā)明還涉及一種體外檢測與糖基水解酶12蛋白異常表達相關的疾病或疾病易感性的方法，包括檢測生物樣品中所述多肽或其編碼多核苷酸序列中的突變，或者檢測生物樣品中本發(fā)明多肽的量或生物活性。
本發(fā)明也涉及一種藥物組合物，它含有本發(fā)明多肽或其模擬物、激活劑、拮抗劑或抑制劑以及藥學上可接受的載體。
本發(fā)明還涉及本發(fā)明的多肽和/或多核苷酸在制備用于治療癌癥、發(fā)育性疾病或免疫性疾病或其它由于糖基水解酶12表達異常所引起疾病的藥物的用途。
本發(fā)明的其它方面由于本文的技術的公開，對本領域的技術人員而言是顯而易見的。
本說明書和權利要求書中使用的下列術語除非特別說明具有如下的含義“核酸序列”是指寡核苷酸、核苷酸或多核苷酸及其片段或部分，也可以指基因組或合成的DNA或RNA，它們可以是單鏈或雙鏈的，代表有義鏈或反義鏈。類似地，術語“氨基酸序列”是指寡肽、肽、多肽或蛋白質序列及其片段或部分。當本發(fā)明中的“氨基酸序列”涉及一種天然存在的蛋白質分子的氨基酸序列時，這種“多肽”或“蛋白質”不意味著將氨基酸序列限制為與所述蛋白質分子相關的完整的天然氨基酸。
蛋白質或多核苷酸“變體”是指一種具有一個或多個氨基酸或核苷酸改變的氨基酸序列或編碼它的多核苷酸序列。所述改變可包括氨基酸序列或核苷酸序列中氨基酸或核苷酸的缺失、插入或替換。變體可具有“保守性”改變，其中替換的氨基酸具有與原氨基酸相類似的結構或化學性質，如用亮氨酸替換異亮氨酸。變體也可具有非保守性改變，如用色氨酸替換甘氨酸。
“缺失”是指在氨基酸序列或核苷酸序列中一個或多個氨基酸或核苷酸的缺失。
“插入”或“添加”是指在氨基酸序列或核苷酸序列中的改變導致與天然存在的分子相比，一個或多個氨基酸或核苷酸的增加。“替換”是指由不同的氨基酸或核苷酸替換一個或多個氨基酸或核苷酸。
“生物活性”是指具有天然分子的結構、調控或生物化學功能的蛋白質。類似地，術語“免疫學活性”是指天然的、重組的或合成蛋白質及其片段在合適的動物或細胞中誘導特定免疫反應以及與特異性抗體結合的能力。
“激動劑”是指當與糖基水解酶12結合時，一種可引起該蛋白質改變從而調節(jié)該蛋白質活性的分子。激動劑可以包括蛋白質、核酸、碳水化合物或任何其它可結合糖基水解酶12的分子。
“拮抗劑”或“抑制物”是指當與糖基水解酶12結合時，一種可封閉或調節(jié)糖基水解酶12的生物學活性或免疫學活性的分子。拮抗劑和抑制物可以包括蛋白質、核酸、碳水化合物或任何其它可結合糖基水解酶12的分子。
“調節(jié)”是指糖基水解酶12的功能發(fā)生改變，包括蛋白質活性的升高或降低、結合特性的改變及糖基水解酶12的任何其它生物學性質、功能或免疫性質的改變。
＂基本上純＂是指基本上不含天然與其相關的其它蛋白、脂類、糖類或其它物質。本領域的技術人員能用標準的蛋白質純化技術純化糖基水解酶12?；旧霞兊奶腔饷?2在非還原性聚丙烯酰胺凝膠上能產生單一的主帶。糖基水解酶12多肽的純度可用氨基酸序列分析。
“互補的”或“互補”是指在允許的鹽濃度和溫度條件下通過堿基配對的多核苷酸天然結合。例如，序列“C-T-G-A”可與互補的序列“G-A-C-T”結合。兩個單鏈分子之間的互補可以是部分的或全部的。核酸鏈之間的互補程度對于核酸鏈之間雜交的效率及強度有明顯影響。
“同源性”是指互補的程度，可以是部分同源或完全同源?！安糠滞础笔侵敢环N部分互補的序列，其至少可部分抑制完全互補的序列與靶核酸的雜交。這種雜交的抑制可通過在嚴格性程度降低的條件下進行雜交(Southern印跡或Northern印跡等)來檢測?；旧贤吹男蛄谢螂s交探針可競爭和抑制完全同源的序列與靶序列在的嚴格性程度降低的條件下的結合。這并不意味嚴格性程度降低的條件允許非特異性結合，因為嚴格性程度降低的條件要求兩條序列相互的結合為特異性或選擇性相互作用。
“相同性百分率”是指在兩種或多種氨基酸或核酸序列比較中序列相同或相似的百分率。可用電子方法測定相同性百分率，如通過MEGALIGN程序(Lasergene softwarepackage,DNASTAR,Inc.,Madison Wis.)。MEGALIGN程序可根據不同的方法如Cluster法比較兩種或多種序列(Higgins,D.G.和P.M.Sharp(1988)Gene 73:237-244)。Cluster法通過檢查所有配對之間的距離將各組序列排列成簇。然后將各簇以成對或成組分配。兩個氨基酸序列如序列A和序列B之間的相同性百分率通過下式計算序列A與序列B之間匹配的殘基個數(shù)100(序列A的殘基數(shù)-序列A中間隔殘基數(shù)-序列B中間隔殘基數(shù))也可以通過Cluster法或用本領域周知的方法如Jotun Hein測定核酸序列之間的相同性百分率(Hein J.,(1990)Methods in emzumology 183:625-645)。
“相似性”是指氨基酸序列之間排列對比時相應位置氨基酸殘基的相同或保守性取代的程度。用于保守性取代的氨基酸例如，帶負電荷的氨基酸可包括天冬氨酸和谷氨酸；帶正電荷的氨基酸可包括賴氨酸和精氨酸；具有不帶電荷的頭部基團有相似親水性的氨基酸可包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸；甘氨酸和丙氨酸；天冬酰胺和谷氨酰胺；絲氨酸和蘇氨酸；苯丙氨酸和酪氨酸。
“反義”是指與特定的DNA或RNA序列互補的核苷酸序列?！胺戳x鏈”是指與“有義鏈”互補的核酸鏈。
“衍生物”是指HFP或編碼其的核酸的化學修飾物。這種化學修飾物可以是用烷基、?；虬被鎿Q氫原子。核酸衍生物可編碼保留天然分子的主要生物學特性的多肽。
“抗體”是指完整的抗體分子及其片段，如Fa、F(ab’)2及Fv，其能特異性結合糖基水解酶12的抗原決定簇。
“人源化抗體”是指非抗原結合區(qū)域的氨基酸序列被替換變得與人抗體更為相似，但仍保留原始結合活性的抗體。
“分離的”一詞指將物質從它原來的環(huán)境(例如，若是自然產生的就指其天然環(huán)境)之中移出。比如說，一個自然產生的多核苷酸或多肽存在于活動物中就是沒有被分離出來，但同樣的多核苷酸或多肽同一些或全部在自然系統(tǒng)中與之共存的物質分開就是分離的。這樣的多核苷酸可能是某一載體的一部分，也可能這樣的多核苷酸或多肽是某一組合物的一部分。既然載體或組合物不是它天然環(huán)境的成分，它們仍然是分離的。
如本發(fā)明所用，“分離的”是指物質從其原始環(huán)境中分離出來(如果是天然的物質，原始環(huán)境即是天然環(huán)境)。如活體細胞內的天然狀態(tài)下的多聚核苷酸和多肽是沒有分離純化的，但同樣的多聚核苷酸或多肽如從天然狀態(tài)中同存在的其他物質中分開，則為分離純化的。
如本文所用，“分離的糖基水解酶12”是指糖基水解酶12基本上不含天然與其相關的其它蛋白、脂類、糖類或其它物質。本領域的技術人員能用標準的蛋白質純化技術純化糖基水解酶12?；旧霞兊亩嚯脑诜沁€原聚丙烯酰胺凝膠上能產生單一的主帶。糖基水解酶12多肽的純度能用氨基酸序列分析。
本發(fā)明提供了一種新的多肽--糖基水解酶12，其基本上是由SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列組成的。本發(fā)明的多肽可以是重組多肽、天然多肽、合成多肽，優(yōu)選重組多肽。本發(fā)明的多肽可以是天然純化的產物，或是化學合成的產物，或使用重組技術從原核或真核宿主(例如，細菌、酵母、高等植物、昆蟲和哺乳動物細胞)中產生。根據重組生產方案所用的宿主，本發(fā)明的多肽可以是糖基化的，或可以是非糖基化的。本發(fā)明的多肽還可包括或不包括起始的甲硫氨酸殘基。
本發(fā)明還包括糖基水解酶12的片段、衍生物和類似物。如本發(fā)明所用，術語“片段”、“衍生物”和“類似物”是指基本上保持本發(fā)明的糖基水解酶12相同的生物學功能或活性的多肽。本發(fā)明多肽的片段、衍生物或類似物可以是(Ⅰ)這樣一種，其中一個或多個氨基酸殘基被保守或非保守氨基酸殘基(優(yōu)選的是保守氨基酸殘基)取代，并且取代的氨基酸可以是也可以不是由遺傳密碼子編碼的；或者(Ⅱ)這樣一種，其中一個或多個氨基酸殘基上的某個基團被其它基團取代包含取代基；或者(Ⅲ)這樣一種，其中成熟多肽與另一種化合物(比如延長多肽半衰期的化合物，例如聚乙二醇)融合；或者(Ⅳ)這樣一種，其中附加的氨基酸序列融合進成熟多肽而形成的多肽序列(如前導序列或分泌序列或用來純化此多肽的序列或蛋白原序列)通過本文的闡述，這樣的片段、衍生物和類似物被認為在本領域技術人員的知識范圍之內。
本發(fā)明提供了分離的核酸(多核苷酸)，基本由編碼具有SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽的多核苷酸組成。本發(fā)明的多核苷酸序列包括SEQ ID NO:1的核苷酸序列。本發(fā)明的多核苷酸是從人胎腦組織的cDNA文庫中發(fā)現(xiàn)的。它包含的多核苷酸序列全長為1119個堿基，其開放讀框237-572編碼了111個氨基酸。此多肽具有糖基水解酶的特征序列，可推斷出該糖基水解酶12具有糖基水解酶所代表的結構和功能。
本發(fā)明的多核苷酸可以是DNA形式或是RNA形式。DNA形式包括cDNA、基因組DNA或人工合成的DNA。DNA可以是單鏈的或是雙鏈的。DNA可以是編碼鏈或非編碼鏈。編碼成熟多肽的編碼區(qū)序列可以與SEQ ID NO:1所示的編碼區(qū)序列相同或者是簡并的變異體。如本發(fā)明所用，“簡并的變異體”在本發(fā)明中是指編碼具有SEQ ID NO:2的蛋白質或多肽，但與SEQ ID NO:1所示的編碼區(qū)序列有差別的核酸序列。
編碼SEQ ID NO:2的成熟多肽的多核苷酸包括只有成熟多肽的編碼序列；成熟多肽的編碼序列和各種附加編碼序列；成熟多肽的編碼序列(和任選的附加編碼序列)以及非編碼序列。
術語“編碼多肽的多核苷酸”是指包括編碼此多肽的多核苷酸和包括附加編碼和/或非編碼序列的多核苷酸。
本發(fā)明還涉及上述描述多核苷酸的變異體，其編碼與本發(fā)明有相同的氨基酸序列的多肽或多肽的片斷、類似物和衍生物。此多核苷酸的變異體可以是天然發(fā)生的等位變異體或非天然發(fā)生的變異體。這些核苷酸變異體包括取代變異體、缺失變異體和插入變異體。如本領域所知的，等位變異體是一個多核苷酸的替換形式，它可能是一個或多個核苷酸的取代、缺失或插入，但不會從實質上改變其編碼的多肽的功能。
本發(fā)明還涉及與以上所描述的序列雜交的多核苷酸(兩個序列之間具有至少50％，優(yōu)選具有70％的相同性)。本發(fā)明特別涉及在嚴格條件下與本發(fā)明所述多核苷酸可雜交的多核苷酸。在本發(fā)明中，“嚴格條件”是指(1)在較低離子強度和較高溫度下的雜交和洗脫，如0.2×SSC,0.1％SDS,60℃；或(2)雜交時加用變性劑，如50％(v/v)甲酰胺，0.1％小牛血清/0.1％Ficoll,42℃等；或(3)僅在兩條序列之間的相同性至少在95％以上，更好是97％以上時才發(fā)生雜交。并且，可雜交的多核苷酸編碼的多肽與SEQ ID NO:2所示的成熟多肽有相同的生物學功能和活性。
本發(fā)明還涉及與以上所描述的序列雜交的核酸片段。如本發(fā)明所用，“核酸片段”的長度至少含10個核苷酸，較好是至少20-30個核苷酸，更好是至少50-60個核苷酸，最好是至少100個核苷酸以上。核酸片段也可用于核酸的擴增技術(如PCR)以確定和/或分離編碼糖基水解酶12的多核苷酸。
本發(fā)明中的多肽和多核苷酸優(yōu)選以分離的形式提供，更佳地被純化至均質。
本發(fā)明的編碼糖基水解酶12的特異的多核苷酸序列能用多種方法獲得。例如，用本領域熟知的雜交技術分離多核苷酸。這些技術包括但不局限于1)用探針與基因組或cDNA文庫雜交以檢出同源的多核苷酸序列，和2)表達文庫的抗體篩選以檢出具有共同結構特征的克隆的多核苷酸片段。
本發(fā)明的DNA片段序列也能用下列方法獲得1)從基因組DNA分離雙鏈DNA序列；2)化學合成DNA序列以獲得所述多肽的雙鏈DNA。
上述提到的方法中，分離基因組DNA最不常用。DNA序列的直接化學合成是經常選用的方法。更經常選用的方法是cDNA序列的分離。分離感興趣的cDNA的標準方法是從高表達該基因的供體細胞分離mRNA并進行逆轉錄，形成質?；蚴删wcDNA文庫。提取mRNA的方法已有多種成熟的技術，試劑盒也可從商業(yè)途徑獲得(Qiagene)。而構建cDNA文庫也是通常的方法(Sambrook,et al.，MoleGularCloning,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory.New York,1989)。還可得到商業(yè)供應的cDNA文庫，如Clontech公司的不同cDNA文庫。當結合使用聚合酶反應技術時，即使極少的表達產物也能克隆。
可用常規(guī)方法從這些cDNA文庫中篩選本發(fā)明的基因。這些方法包括(但不限于)(1)DNA-DNA或DNA-RNA雜交；(2)標志基因功能的出現(xiàn)或喪失；(3)測定糖基水解酶12的轉錄本的水平；(4)通過免疫學技術或測定生物學活性，來檢測基因表達的蛋白產物。上述方法可單用，也可多種方法聯(lián)合應用。
在第(1)種方法中，雜交所用的探針是與本發(fā)明的多核苷酸的任何一部分同源，其長度至少10個核苷酸，較好是至少30個核苷酸，更好是至少50個核苷酸，最好是至少100個核苷酸。此外，探針的長度通常在2000個核苷酸之內，較佳的為1000個核苷酸之內。此處所用的探針通常是在本發(fā)明的基因序列信息的基礎上化學合成的DNA序列。本發(fā)明的基因本身或者片段當然可以用作探針。DNA探針的標記可用放射性同位素，熒光素或酶(如堿性磷酸酶)等。
在第(4)種方法中，檢測糖基水解酶12基因表達的蛋白產物可用免疫學技術如Western印跡法，放射免疫沉淀法，酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)等。
應用PCR技術擴增DNA/RNA的方法(Saiki,et al.Science1985；230:1350-1354)被優(yōu)選用于獲得本發(fā)明的基因。特別是很難從文庫中得到全長的cDNA時，可優(yōu)選使用RACE法(RACE-cDNA末端快速擴增法)，用于PCR的引物可根據本文所公開的本發(fā)明的多核苷酸序列信息適當?shù)剡x擇，并可用常規(guī)方法合成?？捎贸Ｒ?guī)方法如通過凝膠電泳分離和純化擴增的DNA/RNA片段。
如上所述得到的本發(fā)明的基因，或者各種DNA片段等的多核苷酸序列可用常規(guī)方法如雙脫氧鏈終止法(Sangeret al.PNAS,1977,74:5463-5467)測定。這類多核苷酸序列測定也可用商業(yè)測序試劑盒等。為了獲得全長的cDNA序列，測序需反復進行。有時需要測定多個克隆的cDNA序列，才能拼接成全長的cDNA序列。
本發(fā)明也涉及包含本發(fā)明的多核苷酸的載體，以及用本發(fā)明的載體或直接用糖基水解酶12編碼序列經基因工程產生的宿主細胞，以及經重組技術產生本發(fā)明所述多肽的方法。
本發(fā)明中，編碼糖基水解酶12的多核苷酸序列可插入到載體中，以構成含有本發(fā)明所述多核苷酸的重組載體。術語“載體”指本領域熟知的細菌質粒、噬菌體、酵母質粒、植物細胞病毒、哺乳動物細胞病毒如腺病毒、逆轉錄病毒或其它載體。在本發(fā)明中適用的載體包括但不限于在細菌中表達的基于T7啟動子的表達載體(Rosenberg,et al.Gene,1987,56:125)；在哺乳動物細胞中表達的pMSXND表達載體(Lee and Nathans,J Bio Chem.263:3521,1988)和在昆蟲細胞中表達的來源于桿狀病毒的載體。總之，只要能在宿主體內復制和穩(wěn)定，任何質粒和載體都可以用于構建重組表達載體。表達載體的一個重要特征是通常含有復制起始點、啟動子、標記基因和翻譯調控元件。
本領域的技術人員熟知的方法能用于構建含編碼糖基水解酶12的DNA序列和合適的轉錄/翻譯調控元件的表達載體。這些方法包括體外重組DNA技術、DNA合成技術、體內重組技術等(Sambroook,et al.Molecular Cloning,a LaboratoryManual,cold Spring Harbor Laboratory.New York,1989)。所述的DNA序列可有效連接到表達載體中的適當啟動子上，以指導mRNA合成。這些啟動子的代表性例子有大腸桿菌的lac或trp啟動子；λ噬菌體的PL啟動子；真核啟動子包括CMV立即早期啟動子、HSV胸苷激酶啟動子、早期和晚期SV40啟動子、反轉錄病毒的LTRs和其它一些已知的可控制基因在原核細胞或真核細胞或其病毒中表達的啟動子。表達載體還包括翻譯起始用的核糖體結合位點和轉錄終止子等。在載體中插入增強子序列將會使其在高等真核細胞中的轉錄得到增強。增強子是DNA表達的順式作用因子，通常大約有10到300個堿基對，作用于啟動子以增強基因的轉錄?？膳e的例子包括在復制起始點晚期一側的100到270個堿基對的SV40增強子、在復制起始點晚期一側的多瘤增強子以及腺病毒增強子等。
此外，表達載體優(yōu)選地包含一個或多個選擇性標記基因，以提供用于選擇轉化的宿主細胞的表型性狀，如真核細胞培養(yǎng)用的二氫葉酸還原酶、新霉素抗性以及綠色熒光蛋白(GFP)，或用于大腸桿菌的四環(huán)素或氨芐青霉素抗性等。
本領域一般技術人員都清楚如何選擇適當?shù)妮d體/轉錄調控元件(如啟動子、增強子等)和選擇性標記基因。
本發(fā)明中，編碼糖基水解酶12的多核苷酸或含有該多核苷酸的重組載體可轉化或轉導入宿主細胞，以構成含有該多核苷酸或重組載體的基因工程化宿主細胞。術語“宿主細胞”指原核細胞，如細菌細胞；或是低等真核細胞，如酵母細胞；或是高等真核細胞，如哺乳動物細胞。代表性例子有大腸桿菌，鏈霉菌屬；細菌細胞如鼠傷寒沙門氏菌；真菌細胞如酵母；植物細胞；昆蟲細胞如果蠅S2或Sf9；動物細胞如CHO、COS或Bowes黑素瘤細胞等。
用本發(fā)明所述的DNA序列或含有所述DNA序列的重組載體轉化宿主細胞可用本領域技術人員熟知的常規(guī)技術進行。當宿主為原核生物如大腸桿菌時，能吸收DNA的感受態(tài)細胞可在指數(shù)生長期后收獲，用CaCl2法處理，所用的步驟在本領域眾所周知?？晒┻x擇的是用MgCl2。如果需要，轉化也可用電穿孔的方法進行。當宿主是真核生物，可選用如下的DNA轉染方法磷酸鈣共沉淀法，或者常規(guī)機械方法如顯微注射、電穿孔、脂質體包裝等。
通過常規(guī)的重組DNA技術，利用本發(fā)明的多核苷酸序列可用來表達或生產重組的糖基水解酶12(Science,1984；224:1431)。一般來說有以下步驟(1)．用本發(fā)明的編碼人糖基水解酶12的多核苷酸(或變異體)，或用含有該多核苷酸的重組表達載體轉化或轉導合適的宿主細胞；(2)．在合適的培養(yǎng)基中培養(yǎng)宿主細胞；(3)．從培養(yǎng)基或細胞中分離、純化蛋白質。
在步驟(2)中，根據所用的宿主細胞，培養(yǎng)中所用的培養(yǎng)基可選自各種常規(guī)培養(yǎng)基。在適于宿主細胞生長的條件下進行培養(yǎng)。當宿主細胞生長到適當?shù)募毎芏群螅煤线m的方法(如溫度轉換或化學誘導)誘導選擇的啟動子，將細胞再培養(yǎng)一段時間。
在步驟(3)中，重組多肽可包被于細胞內、或在細胞膜上表達、或分泌到細胞外。如果需要，可利用其物理的、化學的和其它特性通過各種分離方法分離和純化重組的蛋白。這些方法是本領域技術人員所熟知的。這些方法包括但并不限于常規(guī)的復性處理、蛋白沉淀劑處理(鹽析方法)、離心、滲透破菌、超聲波處理、超離心、分子篩層析(凝膠過濾)、吸附層析、離子交換層析、高效液相層析(HPLC)和其它各種液相層析技術及這些方法的結合。
本發(fā)明的多肽以及該多肽的拮抗劑、激動劑和抑制劑可直接用于疾病治療，例如，可治療惡性腫瘤、腎上腺缺乏癥、皮膚病、各類炎癥、HIV感染和免疫性疾病等。
糖基水解酶家族9存在于許多細菌和真菌中，它可水解一些多糖、單糖、糖蛋白，從而引起某些感染性疾病，與一些呼吸道和腸道疾病也有非常密切的關系。在哺乳動物的腸道和呼吸道中發(fā)現(xiàn)一種呼腸孤病毒，其表面的σ蛋白含有糖基水解酶活性，屬于糖基水解酶家族9。這種病毒能附著到了寄主細胞(呼吸道腸道上皮細胞)表面，利用糖基水解酶溶解覆蓋在上皮細胞上的黏液層，引起呼吸道腸道感染。
糖基水解酶家族9活性位點motif在人類也存在，據推測，它與體內相關的糖代謝功能密切相關，與糖蛋白功能有關，并可能與單核吞噬細胞的功能有關。
由此可見，特異的糖基水解酶家族9蛋白motif的表達異常，將致使本發(fā)明的含此motif的多肽的功能異常，從而導致體內相關的糖代謝功能異常、糖蛋白功能異常，并可能使單核吞噬細胞功能異常，如糖代謝紊亂、有機酸血癥、炎癥、免疫性疾病、腫瘤等。
由此可見，本發(fā)明的糖基水解酶12的表達異常將產生各種疾病尤其是糖代謝紊亂、有機酸血癥、炎癥、免疫性疾病、腫瘤，這些疾病包括但不限于糖代謝缺陷病先天性糖類消化吸收缺陷如先天性乳糖不耐受、遺傳性果糖不耐受，單糖代謝缺陷病如半乳糖血癥、果糖代謝缺陷，糖原代謝病如糖原貯積癥粘多糖病及其他邊緣性疾病粘多糖病Ⅰ～Ⅶ型，粘多糖病邊緣性疾病如類風濕型粘多糖病、粘脂貯積癥有機酸血癥丙酸血癥，甲基丙二酸尿癥，異戊酸血癥，聯(lián)合羧化酶缺陷，戊二酸血癥Ⅰ型炎癥變應性反應、支氣管哮喘、過敏性肺炎、成人呼吸窘迫綜合癥、結節(jié)病、風濕樣關節(jié)炎、類風濕樣關節(jié)炎、骨關節(jié)炎、膽囊炎、腎小球性腎炎、免疫復合物型腎小球腎炎、急性前葡萄膜炎、皮膚肌炎、蕁麻疹、特異性皮炎、血色素沉著癥、多肌炎、阿狄森氏病、慢性活動性肝炎、腸應急性綜合癥、萎縮性胃炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、重癥肌無力、腦脊髓多發(fā)性硬化、格林-巴利綜合癥、顱內肉芽腫、胰腺炎、心肌炎、以及感染和外傷引起的炎癥免疫性疾病原發(fā)性吞噬細胞缺陷病，原發(fā)性補體系統(tǒng)缺陷病，原發(fā)性細胞-體液聯(lián)合免疫缺陷病各種組織的腫瘤胃癌、肝癌、肺癌、食管癌、乳腺癌、白血病、淋巴瘤、甲狀腺腫瘤、子宮肌瘤、成神經細胞瘤、星形細胞瘤、室管膜瘤、膠質細胞瘤、結腸癌、黑色素瘤、腎上腺癌、膀胱癌、骨癌、骨肉瘤、骨髓瘤、骨髓癌、腦癌、子宮癌、子宮內膜癌、膽囊癌、結腸癌、胸腺腫瘤、鼻腔及鼻竇腫瘤、鼻咽癌、喉癌、氣管腫瘤、纖維瘤、纖維肉瘤、脂肪瘤、脂肪肉瘤、平滑肌瘤本發(fā)明的糖基水解酶12的表達異常還將產生某些遺傳性，血液性疾病等。
本發(fā)明的多肽以及該多肽的拮抗劑、激動劑和抑制劑可直接用于疾病治療，例如，可治療各種疾病尤其是糖代謝紊亂、有機酸血癥、炎癥、免疫性疾病、腫瘤，某些遺傳性，血液性疾病等。此外，本發(fā)明的多肽以及該多肽的拮抗劑、激動劑和抑制劑還可用于治療某些呼吸道腸道病毒感染。
本發(fā)明也提供了篩選化合物以鑒定提高(激動劑)或阻遏(拮抗劑)糖基水解酶12的藥劑的方法。激動劑提高糖基水解酶12刺激細胞增殖等生物功能，而拮抗劑阻止和治療與細胞過度增殖有關的紊亂如各種癌癥。例如，能在藥物的存在下，將哺乳動物細胞或表達糖基水解酶12的膜制劑與標記的糖基水解酶12一起培養(yǎng)。然后測定藥物提高或阻遏此相互作用的能力。
糖基水解酶12的拮抗劑包括篩選出的抗體、化合物、受體缺失物和類似物等。糖基水解酶12的拮抗劑可以與糖基水解酶12結合并消除其功能，或是抑制該多肽的產生，或是與該多肽的活性位點結合使該多肽不能發(fā)揮生物學功能。
在篩選作為拮抗劑的化合物時，可以將糖基水解酶12加入生物分析測定中，通過測定化合物對糖基水解酶12和其受體之間相互作用的影響來確定化合物是否是拮抗劑。用上述篩選化合物的同樣方法，可以篩選出起拮抗劑作用的受體缺失物和類似物。能與糖基水解酶12結合的多肽分子可通過篩選由各種可能組合的氨基酸結合于固相物組成的隨機多肽庫而獲得。篩選時，一般應對糖基水解酶12分子進行標記。
本發(fā)明提供了用多肽，及其片段、衍生物、類似物或它們的細胞作為抗原以生產抗體的方法。這些抗體可以是多克隆抗體或單克隆抗體。本發(fā)明還提供了針對糖基水解酶12抗原決定簇的抗體。這些抗體包括(但不限于)多克隆抗體、單克隆抗體、嵌合抗體、單鏈抗體、Fab片段和Fab表達文庫產生的片段。
多克隆抗體的生產可用糖基水解酶12直接注射免疫動物(如家兔，小鼠，大鼠等)的方法得到，多種佐劑可用于增強免疫反應，包括但不限于弗氏佐劑等。制備糖基水解酶12的單克隆抗體的技術包括但不限于雜交瘤技術(Kohler andMilstein.Nature,1975,256:495-497)，三瘤技術，人B-細胞雜交瘤技術，EBV-雜交瘤技術等。將人恒定區(qū)和非人源的可變區(qū)結合的嵌合抗體可用已有的技術生產(Morrison et al,PNAS,1985,81:6851)。而已有的生產單鏈抗體的技術(U.S.Pat No.4946778)也可用于生產抗糖基水解酶12的單鏈抗體。
抗糖基水解酶12的抗體可用于免疫組織化學技術中，檢測活檢標本中的糖基水解酶12。
與糖基水解酶12結合的單克隆抗體也可用放射性同位素標記，注入體內可跟蹤其位置和分布。這種放射性標記的抗體可作為一種非創(chuàng)傷性診斷方法用于腫瘤細胞的定位和判斷是否有轉移。
抗體還可用于設計針對體內某一特殊部位的免疫毒素。如糖基水解酶12高親和性的單克隆抗體可與細菌或植物毒素(如白喉毒素，蓖麻蛋白，紅豆堿等)共價結合。一種通常的方法是用巰基交聯(lián)劑如SPDP，攻擊抗體的氨基，通過二硫鍵的交換，將毒素結合于抗體上，這種雜交抗體可用于殺滅糖基水解酶12陽性的細胞。
本發(fā)明中的抗體可用于治療或預防與糖基水解酶12相關的疾病。給予適當劑量的抗體可以刺激或阻斷糖基水解酶12的產生或活性。
本發(fā)明還涉及定量和定位檢測糖基水解酶12水平的診斷試驗方法。這些試驗是本領域所熟知的，且包括FISH測定和放射免疫測定。試驗中所檢測的糖基水解酶12水平，可以用作解釋糖基水解酶12在各種疾病中的重要性和用于診斷糖基水解酶12起作用的疾病。
本發(fā)明的多肽還可用作肽譜分析，例如，多肽可用物理的、化學或酶進行特異性切割，并進行一維或二維或三維的凝膠電泳分析，更好的是進行質譜分析。
編碼糖基水解酶12的多核苷酸也可用于多種治療目的?；蛑委熂夹g可用于治療由于糖基水解酶12的無表達或異常/無活性表達所致的細胞增殖、發(fā)育或代謝異常。重組的基因治療載體(如病毒載體)可設計用于表達變異的糖基水解酶12，以抑制內源性的糖基水解酶12活性。例如，一種變異的糖基水解酶12可以是縮短的、缺失了信號傳導功能域的糖基水解酶12，雖可與下游的底物結合，但缺乏信號傳導活性。因此重組的基因治療載體可用于治療糖基水解酶12表達或活性異常所致的疾病。來源于病毒的表達載體如逆轉錄病毒、腺病毒、腺病毒相關病毒、單純皰疹病毒、細小病毒等可用于將編碼糖基水解酶12的多核苷酸轉移至細胞內。構建攜帶編碼糖基水解酶12的多核苷酸的重組病毒載體的方法可見于已有文獻(Sambrook,et al.)。另外重組編碼糖基水解酶12的多核苷酸可包裝到脂質體中轉移至細胞內。
多核苷酸導入組織或細胞內的方法包括將多核苷酸直接注入到體內組織中；或在體外通過載體(如病毒、噬菌體或質粒等)先將多核苷酸導入細胞中，再將細胞移植到體內等。
抑制糖基水解酶12 mRNA的寡核苷酸(包括反義RNA和DNA)以及核酶也在本發(fā)明的范圍之內。核酶是一種能特異性分解特定RNA的酶樣RNA分子，其作用機制是核酶分子與互補的靶RNA特異性雜交后進行核酸內切作用。反義的RNA和DNA及核酶可用已有的任何RNA或DNA合成技術獲得，如固相磷酸酰胺化學合成法合成寡核苷酸的技術已廣泛應用。反義RNA分子可通過編碼該RNA的DNA序列在體外或體內轉錄獲得。這種DNA序列已整合到載體的RNA聚合酶啟動子的下游。為了增加核酸分子的穩(wěn)定性，可用多種方法對其進行修飾，如增加兩側的序列長度，核糖核苷之間的連接應用磷酸硫酯鍵或肽鍵而非磷酸二酯鍵。
編碼糖基水解酶12的多核苷酸可用于與糖基水解酶12的相關疾病的診斷。編碼糖基水解酶12的多核苷酸可用于檢測糖基水解酶12的表達與否或在疾病狀態(tài)下糖基水解酶12的異常表達。如編碼糖基水解酶12的DNA序列可用于對活檢標本進行雜交以判斷糖基水解酶12的表達狀況。雜交技術包括Southern印跡法，№rthern印跡法、原位雜交等。這些技術方法都是公開的成熟技術，相關的試劑盒都可從商業(yè)途徑得到。本發(fā)明的多核苷酸的一部分或全部可作為探針固定在微陣列(Microarray)或DNA芯片(又稱為“基因芯片”)上，用于分析組織中基因的差異表達分析和基因診斷。用糖基水解酶12特異的引物進行RNA-聚合酶鏈反應(RT-PCR)體外擴增也可檢測糖基水解酶12的轉錄產物。
檢測糖基水解酶12基因的突變也可用于診斷糖基水解酶12相關的疾病。糖基水解酶12突變的形式包括與正常野生型糖基水解酶12 DNA序列相比的點突變、易位、缺失、重組和其它任何異常等?？捎靡延械募夹g如Southern印跡法、DNA序列分析、PCR和原位雜交檢測突變。另外，突變有可能影響蛋白的表達，因此用Northern印跡法、Western印跡法可間接判斷基因有無突變。
本發(fā)明的序列對染色體鑒定也是有價值的。該序列會特異性地針對某條人染色體具體位置且并可以與其雜交。目前，需要鑒定染色體上的各基因的具體位點。現(xiàn)在，只有很少的基于實際序列數(shù)據(重復多態(tài)性)的染色體標記物可用于標記染色體位置。根據本發(fā)明，為了將這些序列與疾病相關基因相關聯(lián)，其重要的第一步就是將這些DNA序列定位于染色體上。
簡而言之，根據cDNA制備PCR引物(優(yōu)選15-35bp)，可以將序列定位于染色體上。然后，將這些引物用于PCR篩選含各條人染色體的體細胞雜合細胞。只有那些含有相應于引物的人基因的雜合細胞會產生擴增的片段。
體細胞雜合細胞的PCR定位法，是將DNA定位到具體染色體的快捷方法。使用本發(fā)明的寡核苷酸引物，通過類似方法，可利用一組來自特定染色體的片段或大量基因組克隆而實現(xiàn)亞定位?？捎糜谌旧w定位的其它類似策略包括原位雜交、用標記的流式分選的染色體預篩選和雜交預選，從而構建染色體特異的cDNA庫。
將cDNA克隆與中期染色體進行熒光原位雜交(FISH)，可以在一個步驟中精確地進行染色體定位。此技術的綜述，參見Verma等，Human Chromosomes:a Manualof Basic Techniques,Pergamon Press,New York(1988)。
一旦序列被定位到準確的染色體位置，此序列在染色體上的物理位置就可以與基因圖數(shù)據相關聯(lián)。這些數(shù)據可見于例如，V.Mckusick,MendelianInheritance in Man(可通過與Johns Hopkins University Welch Medical Library聯(lián)機獲得)。然后可通過連鎖分析，確定基因與業(yè)已定位到染色體區(qū)域上的疾病之間的關系。
接著，需要測定患病和未患病個體間的cDNA或基因組序列差異。如果在一些或所有的患病個體中觀察到某突變，而該突變在任何正常個體中未觀察到，則該突變可能是疾病的病因。比較患病和未患病個體，通常涉及首先尋找染色體中結構的變化，如從染色體水平可見的或用基于cDNA序列的PCR可檢測的缺失或易位。根據目前的物理作圖和基因定位技術的分辨能力，被精確定位至與疾病有關的染色體區(qū)域的cDNA，可以是50至500個潛在致病基因間之一種(假定1兆堿基作圖分辨能力和每20kb對應于一個基因)。
可以將本發(fā)明的多肽、多核苷酸及其模擬物、激動劑、拮抗劑和抑制劑與合適的藥物載體組合后使用。這些載體可以是水、葡萄糖、乙醇、鹽類、緩沖液、甘油以及它們的組合。組合物包含安全有效量的多肽或拮抗劑以及不影響藥物效果的載體和賦形劑。這些組合物可以作為藥物用于疾病治療。
本發(fā)明還提供含有一種或多種容器的藥盒或試劑盒，容器中裝有一種或多種本發(fā)明的藥用組合物成分。與這些容器一起，可以有由制造、使用或銷售藥品或生物制品的政府管理機構所給出的指示性提示，該提示反映出生產、使用或銷售的政府管理機構許可其在人體上施用。此外，本發(fā)明的多肽可以與其它的治療化合物結合使用。
藥物組合物可以以方便的方式給藥，如通過局部、靜脈內、腹膜內、肌內、皮下、鼻內或皮內的給藥途徑。糖基水解酶12以有效地治療和/或預防具體的適應癥的量來給藥。施用于患者的糖基水解酶12的量和劑量范圍將取決于許多因素，如給藥方式、待治療者的健康條件和診斷醫(yī)生的判斷。
下列附圖用于說明本發(fā)明的具體實施方案，而不用于限定由權利要求書所界定的本發(fā)明范圍。


圖1是本發(fā)明糖基水解酶12在2-61共60個氨基酸和糖基水解酶特征性結構域的氨基酸序列同源性比較圖。上方序列是糖基水解酶12，下方序列是糖基水解酶特征性結構域。相同氨基酸在兩個序列間用單字符氨基酸表示，相似氨基酸用“+”表示。
圖2為分離的糖基水解酶12的聚丙烯酰胺凝膠電泳圖(SDS-PAGE)。12kDa為蛋白質的分子量。箭頭所指為分離出的蛋白條帶。
下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件如Sambrook等人，分子克隆實驗室手冊(New York:Cold SpringHarbor Laboratory Press,1989)中所述的條件，或按照制造廠商所建議的條件。實施例1糖基水解酶12的克隆用異硫氰酸胍/酚/氯仿一步法提取人胎腦總RNA。用Quik mRNA Isolation Kit(Qiegene公司產品)從總RNA中分離poly(A)mRNA。2ug poly(A)mRNA經逆轉錄形成cDNA。用Smart cDNA克隆試劑盒(購自Clontech)將cDNA片段定向插入到pBSK(+)載體(Clontech公司產品)的多克隆位點上，轉化DH5α，細菌形成cDNA文庫。用Dyeterminate cycle reaction sequencing kit(Perkin-Elmer公司產品)和ABI 377自動測序儀(Perkin-Elmer公司)測定所有克隆的5＇和3＇末端的序列。將測定的cDNA序列與已有的公共DNA序列數(shù)據庫(Genebank)進行比較，結果發(fā)現(xiàn)其中一個克隆0766F11的cDNA序列為新的DNA。通過合成一系列引物對該克隆所含的插入cDNA片段進行雙向測定。結果表明，0766F11克隆所含的全長cDNA為1038bp(如Seq ID NO:1所示)，從第682bp至945bp有一個264bp的開放閱讀框架(ORF)，編碼一個新的蛋白質(如SeqID NO:2所示)。我們將此克隆命名為pBS-0766F11，編碼的蛋白質命名為糖基水解酶12。
實施例2cDNA克隆的結構域分析將本發(fā)明的糖基水解酶12的序列及其編碼的蛋白序列，用GCG中的profile scan程序(Basiclocal Alignment search tool)[Altschul,SF et al.J.Mol.Biol.1990；215:403-10]，在prosite等數(shù)據庫進行結構域分析。本發(fā)明的糖基水解酶12在2-61與糖基水解酶特征性結構域有同源，同源結果示于圖1，同源率為0.19，得分為10.20；閾值為9.61。實施例3用RT-PCR方法克隆編碼糖基水解酶12的基因用胎腦細胞總RNA為模板，以oligo-dT為引物進行逆轉錄反應合成cDNA，用Qiagene的試劑盒純化后，用下列引物進行PCR擴增Primer15’-AGACCTGGGAGACTTGGAGGATCC-3’(SEQ ID NO:3)Primer25’-GCACGGCTGCGAGAAGACGAAGCT-3’(SEQ ID NO:4)Primer1為位于SEQ ID NO:1的5’端的第1bp開始的正向序列；Primer2為SEQ ID NO:1的中的3’端反向序列。
擴增反應的條件在50μl的反應體積中含有50mmol/L KCl,10mmol/L Tris-Cl,(pH8.5),1.5mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,10pmol引物，1U的Taq DNA聚合酶(Clontech公司產品)。在PE9600型DNA熱循環(huán)儀(Perkin-Elmer公司)上按下列條件反應25個周期94℃ 30sec；55℃ 30sec；72℃ 2min。在RT-PCR時同時設β-actin為陽性對照和模板空白為陰性對照。擴增產物用QIAGEN公司的試劑盒純化，用TA克隆試劑盒連接到pCR載體上(Invitrogen公司產品)。DNA序列分析結果表明PCR產物的DNA序列與SEQ ID NO:1所示的1-1119bp完全相同。實施例4Northern印跡法分析糖基水解酶12基因的表達用一步法提取總RNA[Anal.Biochem 1987,162,156-159]。該法包括酸性硫氰酸胍苯酚-氯仿抽提。即用4M異硫氰酸胍-25mM檸檬酸鈉，0.2M乙酸鈉(pH4.0)對組織進行勻漿，加入1倍體積的苯酚和1/5體積的氯仿-異戊醇(49∶1)，混合后離心。吸出水相層，加入異丙醇(0.8體積)并將混合物離心得到RNA沉淀。將得到的RNA沉淀用70％乙醇洗滌，干燥并溶于水中。用20μg RNA，在含20mM 3-(N-嗎啉代)丙磺酸(pH7.0)-5mM乙酸鈉-1mM EDTA-2.2M甲醛的1.2％瓊脂糖凝膠上進行電泳。然后轉移至硝酸纖維素膜上。用α-32P dATP通過隨機引物法制備32P-標記的DNA探針。所用的DNA探針為圖1所示的PCR擴增的糖基水解酶12編碼區(qū)序列(237bp至572bp)。將32P-標記的探針(約2×106cpm/ml)與轉移了RNA的硝酸纖維素膜在一溶液中于42℃雜交過夜，該溶液包含50％甲酰胺-25mM KH2PO4(pH7.4)-5×SSC-5×Denhardt’s溶液和200μg/ml鮭精DNA。雜交之后，將濾膜在1×SSC-0.1％SDS中于55℃洗30min。然后，用Phosphor Imager進行分析和定量。實施例5重組糖基水解酶12的體外表達、分離和純化根據SEQ ID NO:1和圖1所示的編碼區(qū)序列，設計出一對特異性擴增引物，序列如下Primer3:5’-CCCCATATGATGCTTTTCTTGGGAAGCACAGCC-3’(Seq ID No:5)Primer4:5’-CCCGAATTCTTAGGTCTCAACACAGAAAAACAA-3’(Seq ID No:6)此兩段引物的5’端分別含有NdeⅠ和EcoRⅠ酶切位點，其后分別為目的基因5’端和3’端的編碼序列，NdeⅠ和EcoRⅠ酶切位點相應于表達載體質粒pET-28b(+)(Novagen公司產品，Cat.No.69865.3)上的選擇性內切酶位點。以含有全長目的基因的pBS-0766F11質粒為模板，進行PCR反應。PCR反應條件為總體積50μl中含pBS-0766F11質粒10pg、引物Primer-3和Primer-4分別為10pmol、Advantage polymerase Mix(Clontech公司產品)1μl。循環(huán)參數(shù)94℃ 20s,60℃ 30s,68℃ 2 min，共25個循環(huán)。用NdeⅠ和EcoRⅠ分別對擴增產物和質粒pET-28(+)進行雙酶切，分別回收大片段，并用T4連接酶連接。連接產物轉化用氯化鈣法大腸桿細菌DH5α，在含卡那霉素(終濃度30μg/ml)的LB平板培養(yǎng)過夜后，用菌落PCR方法篩選陽性克隆，并進行測序。挑選序列正確的陽性克隆(pET-0766F11)用氯化鈣法將重組質粒轉化大腸桿菌BL21(DE3)plySs(Novagen公司產品)。在含卡那霉素(終濃度30μg/ml)的LB液體培養(yǎng)基中，宿主菌BL21(pET-0766F11)在37℃培養(yǎng)至對數(shù)生長期，加入IPTG至終濃度1mmol/L，繼續(xù)培養(yǎng)5小時。離心收集菌體，經超聲波破菌，離心收集上清，用能與6個組氨酸(6His-Tag)結合的親和層析柱His.Bind Quick Cartridge(Novagen公司產品)進行層析，得到了純化的目的蛋白糖基水解酶12。經SDS-PAGE電泳，在12KDa處得到一單一的條帶(圖2)。將該條帶轉移5至PVDF膜上用Edams水解法進行N-端氨基酸序列分析，結果N-端15個氨基酸與SEQ ID NO:2所示的N-端15個氨基酸殘基完全相同。實施例6 抗糖基水解酶12抗體的產生用多肽合成儀(PE公司產品)合成下述糖基水解酶12特異性的多肽NH2-Met-Leu-Phe-Leu-Gly-Ser-Thr-Ala-Trp-Gln-Ala-Val-Cys-Arg-Val-COOH(SEQID NO:7)。將該多肽分別與血藍蛋白和牛血清白蛋白耦合形成復合，方法參見Avrameas,et al.Immunochemistry,1969；6:43。用4mg上述血藍蛋白多肽復合物加上完全弗氏佐劑免疫家兔，15天后再用血藍蛋白多肽復合物加不完全弗氏佐劑加強免疫一次。采用經15μg/ml牛血清白蛋白多肽復合物包被的滴定板做ELISA測定兔血清中抗體的滴度。用蛋白A-Sepharose從抗體陽性的家兔血清中分離總IgG。將多肽結合于溴化氰活化的Sepharose4B柱上，用親和層析法從總IgG中分離抗多肽抗體。免疫沉淀法證明純化的抗體可特異性地與糖基水解酶12結合。實施例7本發(fā)明的多核苷酸片段用作雜交探針的應用從本發(fā)明的多核苷酸中挑選出合適的寡核苷酸片段用作雜交探針有多方面的用途，如用該探針可與不同來源的正常組織或病理組織的基因組或cDNA文庫雜交以鑒定其是否含有本發(fā)明的多核苷酸序列和檢出同源的多核苷酸序列，進一步還可用該探針檢測本發(fā)明的多核苷酸序列或其同源的多核苷酸序列在正常組織或病理組織細胞中的表達是否異常。
本實施例的目的是從本發(fā)明的多核苷酸SEQ ID NO:1中挑選出合適的寡核苷酸片段用作雜交探針，并用濾膜雜交方法鑒定一些組織中是否含有本發(fā)明的多核苷酸序列或其同源的多核苷酸序列。濾膜雜交方法包括斑點印跡法、Southern印跡法、Northern印跡法和復印方法等，它們都是將待測的多核苷酸樣品固定在濾膜上后使用基本相同的步驟雜交。這些相同的步驟是固定了樣品的濾膜首先用不含探針的雜交緩沖液進行預雜交，以使濾膜上樣品的非特異性的結合部位被載體和合成的多聚物所飽和。然后預雜交液被含有標記探針的雜交緩沖液替換，并保溫使探針與靶核酸雜交。雜交步驟之后，未雜交上的探針被一系列洗膜步驟除掉。本實施例利用較高強度的洗膜條件(如較低鹽濃度和較高的溫度)，以使雜交背景降低且只保留特異性強的信號。本實施例選用的探針包括兩類第一類探針是完全與本發(fā)明的多核苷酸SEQ ID NO:1相同或互補的寡核苷酸片段；第二類探針是部分與本發(fā)明的多核苷酸SEQ ID NO:1相同或互補的寡核苷酸片段。本實施例選用斑點印跡法將樣品固定在濾膜上，在較高強度的的洗膜條件下，第一類探針與樣品的雜交特異性最強而得以保留。一、探針的選用從本發(fā)明的多核苷酸SEQ ID NO:1中選擇寡核苷酸片段用作雜交探針，應遵循以下原則和需要考慮的幾個方面1，探針大小優(yōu)選范圍為18-50個核苷酸；2，GC含量為30％-70％，超過則非特異性雜交增加；3，探針內部應無互補區(qū)域；4，符合以上條件的可作為初選探針，然后進一步作計算機序列分析，包括將該初選探針分別與其來源序列區(qū)域(即SEQ ID NO:1)和其它已知的基因組序列及其互補區(qū)進行同源性比較，若與非靶分子區(qū)域的同源性大于85％或者有超過15個連續(xù)堿基完全相同，則該初選探針一般就不應該使用；5，初選探針是否最終選定為有實際應用價值的探針還應進一步由實驗確定。
完成以上各方面的分析后挑選并合成以下二個探針探針1(probe1)，屬于第一類探針，與SEQ ID NO:1的基因片段完全同源或互補(41Nt)5’-TGCTTTTCTTGGGAAGCACAGCCTGGCAGGCTGTGTGCAGA-3’(SEQ ID NO:8)探針2(probe2)，屬于第二類探針，相當于SEQ ID NO:1的基因片段或其互補片段的替換突變序列(41Nt)5’-TGCTTTTCTTGGGAAGCACAGCATGGCAGGCTGTGTGCAGA-3’(SEQ ID NO:9)與以下具體實驗步驟有關的其它未列出的常用試劑及其配制方法請參考文獻DNA PROBES G.H.Keller；M.M.Manak；Stockton Press,1989(USA)以及更常用的分子克隆實驗手冊書籍如《分子克隆實驗指南》(1998年第二版)[美]薩姆布魯克等著，科學出版社。
樣品制備1，從新鮮或冰凍組織中提取DNA步驟1)將新鮮或新鮮解凍的正常肝組織放入浸在冰上并盛有磷酸鹽緩沖液(PBS)的平皿中。用剪刀或手術刀將組織切成小塊。操作中應保持組織濕潤。2)以1000g離心切碎組織10分鐘。3)用冷勻漿緩沖液(0.25mol/L蔗糖；25mmol/LTris-HCl,pH7.5；25mmol/LnaCl；25mmol/L MgCl2)懸浮沉淀(大約10ml/g)。4)在4℃用電動勻漿器以全速勻漿組織懸液，直至組織被完全破碎。5)1000g離心10分鐘。6)用重懸細胞沉淀(每0.1g最初組織樣品加1-5ml)，再以1000g離心10分鐘。7)用裂解緩沖液重懸沉淀(每0.1g最初組織樣品加1ml)，然后接以下的苯酚抽提法。2，DNA的苯酚抽提法步驟1)用1-10ml冷PBS洗細胞，1000g離心10分鐘。2)用冷細胞裂解液重懸浮沉淀的細胞(1×108細胞/ml)最少應用100ul裂解緩沖液。3)加SDS至終濃度為1％，如果在重懸細胞之前將SDS直接加入到細胞沉淀中，細胞可能會形成大的團塊而難以破碎，并降低的總產率。這一點在抽提＞107細胞時特別嚴重。4)加蛋白酶K至終濃度200ug/ml。5)50℃保溫反應1小時或在37℃輕輕振搖過夜。6)用等體積苯酚∶氯仿∶異戊醇(25∶24∶1)抽提，在小離心機管中離心10分鐘。兩相應清楚分離，否則重新進行離心。7)將水相轉移至新管。8)用等體積氯仿∶異戊醇(24∶1)抽提，離心10分鐘。9)將含DNA的水相轉移至新管。然后進行DNA的純化和乙醇沉淀。3，DNA的純化和乙醇沉淀步驟1)將1/10體積2mol/L醋酸鈉和2倍體積冷100％乙醇加到DNA溶液中，混勻。在-20℃放置1小時或至過夜。2)離心10分鐘。3)小心吸出或倒出乙醇。4)用70％冷乙醇500ul洗滌沉淀，離心5分鐘。5)小心吸出或倒出乙醇。用500ul冷乙醇洗滌沉淀，離心5分鐘。6)小心吸出或倒出乙醇，然后在吸水紙上倒置使殘余乙醇流盡?？諝飧稍?0-15分鐘， 以使表面乙醇揮發(fā)。注意不要使沉淀完全干燥，否則較難重新溶解。7)以小體積TE或水重懸DNA沉淀。低速渦旋振蕩或用滴管吹吸，同時逐漸增加TE，混合至DNA充分溶解，每1-5×106細胞所提取的大約加1ul。
以下第8-13步驟僅用于必須除去污染時，否則可直接進行第14步驟。8)將RNA酶A加到DNA溶液中，終濃度為100ug/ml,37℃保溫30分鐘。9)加入SDS和蛋白酶K，終濃度分別為0.5％和100ug/ml。37℃保溫30分鐘。10)用等體積的苯酚∶氯仿∶異戊醇(25∶24:1)抽提反應液，離心10分鐘。11)小心移出水相，用等體積的氯仿∶異戊醇(24∶1)重新抽提，離心10分鐘。12)小心移出水相，加1/10體積2mol/L醋酸鈉和2.5體積冷乙醇，混勻置-20℃ 1小時。13)用70％乙醇及100％乙醇洗滌沉淀，空氣干燥，重懸核酸，過程同第3-6步驟。14)測定A260和A280以檢測DNA的純度及產率。15)分裝后存放于-20℃。樣膜的制備1)取4×2張適當大小的硝酸纖維素膜(NC膜)，用鉛筆在其上輕輕標出點樣位置及樣號，每一探針需兩張NC膜，以便在后面的實驗步驟中分別用高強度條件和強度條件洗膜。
2)吸取及對照各15微升，點于樣膜上，在室溫中晾干。
3)置于浸潤有0.1mol/LNaOH,1.5mol/LNaCl的濾紙上5分鐘(兩次)，晾干置于浸潤有0.5mol/L Tris-HCl(pH7.0),3mol/LNaCl的濾紙上5分鐘(兩次)，晾干。
4)夾于干凈濾紙中，以鋁箔包好，60-80℃真空干燥2小時。
探針的標記1)3μlProbe(0.10D/10μl)，加入2μlKinase緩沖液，8-10μCiγ-32P-dATP+2UKinase，以補加至終體積20μl。
2)37℃保溫2小時。
3)加1/5體積的溴酚藍指示劑(BPB)。
4)過Sephadex G-50柱。
5)至有32P-Probe洗出前開始收集第一峰(可用Monitor監(jiān)測)。
6)5滴/管，收集10-15管。
7)用液體閃爍儀監(jiān)測同位素量8)合并第一峰的收集液后即為所需制備的32P-Probe(第二峰為游離γ-32P-dATP)。
預雜交將樣膜置于塑料袋中，加入3-10mg預雜交液(10×Denhardt’s；6×SSC,0.1mg/mlCT DNA(小牛胸腺DNA)。)，封好袋口后，68℃水浴搖2小時。
雜交將塑料袋剪去一角，加入制備好的探針，封好袋口后，42℃水浴搖過夜。
洗膜高強度洗膜1)取出已雜交好的樣膜。
2)2×SSC,0.1％SDS中，40℃洗15分鐘(2次)。
3)0.1×SSC,0.1％SDS中，40℃洗15分鐘(2次)。
4)0.1×SSC,0.1％SDS中，55℃洗30分鐘(2次)，室溫晾干。低強度洗膜1)取出已雜交好的樣膜。
2)2×SSC,0.1％SDS中，37℃洗15分鐘(2次)。
3)0.1×SSC,0.1％SDS中，37℃洗15分鐘(2次)。
4)0.1×SSC,0.1％SDS中，40℃洗15分鐘(2次)，室溫晾干。
X-光自顯影-70℃,X-光自顯影(壓片時間根據雜交斑放射性強弱而定)。
實驗結果采用低強度洗膜條件所進行的雜交實驗，以上兩個探針雜交斑放射性強弱沒有明顯區(qū)別；而采用高強度洗膜條件所進行的雜交實驗，探針1的雜交斑放射性強度明顯強于另一個探針雜交斑的放射性強度。因而可用探針1定性和定量地分析本發(fā)明的多核苷酸在不同組織中的存在和差異表達。
序列表(1)一般信息(ⅱ)發(fā)明名稱糖基水解酶12及其編碼序列(ⅲ)序列數(shù)目9(2)SEQ ID N0:1的信息(ⅰ)序列特征(A)長度1119bp(B)類型核酸(C)鏈性雙鏈(D)拓撲結構線性(ⅱ)分子類型cDNA(ⅹⅰ)序列描述SEQ ID NO:1:1 AGACCTGGGAGACTTGGAGGATCCCAGGGTTTCCTGAATCCCAGAAGCCACTCCTGAGTC61 AGGCAGGAAGCTGCCTCTGCGTAGTAAAGCCATCAGGGCCCACTTGGACAGTGAGGACAG121 CTGTCGCTTTTTCTTTGCGTTTTCTTGCTGGCTCCCTAAGTAATGGTTGCTGTAAGGTCA181 GAGCAATAATAGCAGTAATAAAGATTTGGCATCTTCCTCCCTGAGATAAGCATCACATGC241 TTTTCTTGGGAAGCACAGCCTGGCAGGCTGTGTGCAGAGTACAGAGTGGCTCCTTAGTAG301 TGGCTGAGGCAGTTCTGGGGCTGGGACCACAAGGCAAACCTGAGACCCGCACTCATACCC361 TTCAGGAGAACAGCTGGAATGGAGGCCTGAGGCCACCACCCCATGGATCATCAGGATTAG421 CAGCAGCACTGGGTAACACTGCCATCTCACTGGGCTTCGTCTCTGGTGGGAAAAGTCCTG481 CCTGGGTCTTTCTCTGGTACAAAACCAAGAAGGGCCCAACTGGAAAGCTCGTACTTGAAG541 TGAATATTTTGTTTTTCTGTGTTGAGACCTAAATGGTGTCTTATATTTAGGAATGACAAT601 CCAGGAAAGGTATTAAGCATTTTTGGCTTGAAGAATGATTTCTAGGGGACATTTAGGGCT661 ACCAGAAACTTAGGGACAGAGAGGAGGAAAAGCTACTTTTCTGCATAGCCTCTACGTCTC721 CTTTCATGCCAACTCCAGGTGTGGTGTGCCCTTATGCTTCTCTCCCACTGTTGTACACTC781 TCCTCTGCCCCATAATTGATCACAGCCTGGTCTTAAGAGGAAAGCAATCTGATGAAAGCA841 GTTCACAGTAAAGAGAGTGACTGATAGGCTTAACCTCTTTATATTTGCATCTTAAGAGGT901 GACCTTCTACACCCAAACTCATAACTACTGTGCATTTACAGGGTGATAGAGGTCTACAGG961 GGTGAGACTTTTGAGAGCAAGGGGGTGGTGACTACTGGTTGTGTCAGTTGGGATGCTTTC1021 AGTTGGCTCTAAGAATCAGAAAATCCAACTGAAAGTGGTATAGCTAATACTAACCCTTAT1081 TATCTCACATCCCTAAGCTTCGTCTTCTCGCAGCCGTGC(3)SEQ ID NO:2的信息(ⅰ)序列特征(A)長度111個氨基酸(B)類型氨基酸(D)拓撲結構線性(ⅱ)分子類型多肽(ⅹⅰ)序列描述SEQ ID NO:2:1 Met Leu Phe Leu Gly Ser Thr Ala Trp Gln Ala Val Cys Arg Val16 Gln Ser Gly Ser Leu Val Val Ala Glu Ala Val Leu Gly Leu Gly31 Pro Gln Gly Lys Pro Glu Thr Arg Thr His Thr Leu Gln Glu Asn46 Ser Trp Asn Gly Gly Leu Arg Pro Pro Pro His Gly Ser Ser Gly61 Leu Ala Ala Ala Leu Gly Asn Thr Ala Ile Ser Leu Gly Phe Val76 Ser Gly Gly Lys Ser Pro Ala Trp Val Phe Leu Trp Tyr Lys Thr91 Lys Lys Gly Pro Thr Gly Lys Leu Val Leu Glu Val Asn Ile Leu106 Phe Phe Cys Val Glu Thr(4)SEQ ID NO:3的信息(i)序列特征(A)長度24堿基(B)類型核酸(C)鏈性單鏈(D)拓撲結構線性(ⅱ)分子類型寡核苷酸(ⅹⅰ)序列描述SEQ ID NO:3:AGACCTGGGAGACTTGGAGGATCC 24(5)SEQ ID NO:4的信息(ⅰ)序列特征(A)長度24堿基(B)類型核酸(C)鏈性單鏈(D)拓撲結構線性(ⅱ)分子類型寡核苷酸(ⅹⅰ)序列描述SEQ ID NO:4:GCACGGCTGCGAGAAGACGAAGCT 24(6)SEQ ID NO:5的信息(ⅰ)序列特征(A)長度33堿基(B)類型核酸(C)鏈性單鏈(D)拓撲結構線性(ⅱ)分子類型寡核苷酸(ⅹⅰ)序列描述SEQ ID NO:5:CCCCATATCATGCTTTTCTTGGGAAGCACAGCC 33(7)SEQ ID NO:6的信息(ⅰ)序列特征(A)長度33堿基(B)類型核酸(C)鏈性單鏈(D)拓撲結構線性(ⅱ)分子類型寡核苷酸(ⅹⅰ)序列描述SEQ ID NO:6:CCCGAATTCTTAGGTCTCAACACAGAAAAACAA 33(8)SEQ ID NO:7的信息(ⅰ)序列特征(A)長度15個氨基酸(B)類型氨基酸(D)拓撲結構線性(ⅱ)分子類型多肽(ⅹⅰ)序列描述SEQ ID NO:7:Met-Leu-Phe-Leu-Gly-Ser-Thr-Ala-Trp-Gln-Ala-Val-Cys-Arg-Val 15(9)SEQ ID NO:8的信息(ⅰ)序列特征
(A)長度41堿基(B)類型核酸(C)鏈性單鏈(D)拓撲結構線性(ⅱ)分子類型寡核苷酸(ⅹⅰ)序列描述SEQ ID NO:8:TGCTTTTCTTGGGAAGCACAGCCTGGCAGGCTGTGTGCAGA41(10)SEQ ID NO:9的信息(ⅱ)序列特征(A)長度41堿基(B)類型核酸(C)鏈性單鏈(D)拓撲結構線性(ⅱ)分子類型寡核苷酸(ⅹⅰ)序列描述SEQ ID NO:9:TGCTTTTCTTGGGAAGCACAGCATGGCAGGCTGTGTGCAGA4權利要求
1.一種分離的多肽-糖基水解酶12，其特征在于它包含有SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的多肽、或其多肽的活性片段、類似物或衍生物。
2.如權利要求1所述的多肽，其特征在于所述多肽、類似物或衍生物的氨基酸序列具有與SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列至少95％的相同性。
3.如權利要求2所述的多肽，其特征在于它包含具有SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的多肽。
4.一種分離的多核苷酸，其特征在于所述多核苷酸包含選自下組中的一種(a)編碼具有SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的多肽或其片段、類似物、衍生物的多核苷酸；(b)與多核苷酸(a)互補的多核苷酸；或(c)與(a)或(b)有至少70％相同性的多核苷酸。
5.如權利要求4所述的多核苷酸，其特征在于所述多核苷酸包含編碼具有SEQ IDNO:2所示氨基酸序列的多核苷酸。
6.如權利要求4所述的多核苷酸，其特征在于所述多核苷酸的序列包含有SEQ ID NO:1中237-572位的序列或SEQ ID NO:1中1-1119位的序列。
7.一種含有外源多核苷酸的重組載體，其特征在于它是由權利要求4-6中的任一權利要求所述多核苷酸與質粒、病毒或運載體表達載體構建而成的重組載體。
8.一種含有外源多核苷酸的遺傳工程化宿主細胞，其特征在于它是選自于下列一種宿主細胞(a)用權利要求7所述的重組載體轉化或轉導的宿主細胞；或(b)用權利要求4-6中的任一權利要求所述多核苷酸轉化或轉導的宿主細胞。
9.一種具有糖基水解酶12活性的多肽的制備方法，其特征在于所述方法包括(a)在表達糖基水解酶12條件下，培養(yǎng)權利要求8所述的工程化宿主細胞；(b)從培養(yǎng)物中分離出具有糖基水解酶12活性的多肽。
10.一種能與多肽結合的抗體，其特征在于所述抗體是能與糖基水解酶12特異性結合的抗體。
11.一類模擬或調節(jié)多肽活性或表達的化合物，其特征在于它們是模擬、促進、拮抗或抑制糖基水解酶12的活性的化合物。
12.如權利要求11所述的化合物，其特征在于它是SEQ ID NO:1所示的多核苷酸序列或其片段的反義序列。
13.一種權利要求11所述化合物的應用，其特征在于所述化合物用于調節(jié)糖基水解酶12在體內、體外活性的方法。
14.一種檢測與權利要求1-3中的任一權利要求所述多肽相關的疾病或疾病易感性的方法，其特征在于其包括檢測所述多肽的表達量，或者檢測所述多肽的活性，或者檢測多核苷酸中引起所述多肽表達量或活性異常的核苷酸變異。
15.如權利要求1-3中的任一權利要求所述多肽的應用，其特征在于它應用于篩選糖基水解酶12的模擬物、激動劑，拮抗劑或抑制劑；或者用于肽指紋圖譜鑒定。
16.如權利要求4-6中的任一權利要求所述的核酸分子的應用，其特征在于它作為引物用于核酸擴增反應，或者作為探針用于雜交反應，或者用于制造基因芯片或微陣列。
17.如權利要求1-6及11中的任一權利要求所述的多肽、多核苷酸或化合物的應用，其特征在于用所述多肽、多核苷酸或其模擬物、激動劑、拮抗劑或抑制劑以安全有效劑量與藥學上可接受的載體組成作為診斷或治療與糖基水解酶12異常相關的疾病的藥物組合物。
18.權利要求1-6及11中的任一權利要求所述的多肽、多核苷酸或化合物的應用，其特征在于用所述多肽、多核苷酸或化合物制備用于治療如惡性腫瘤，血液病，HIV感染和免疫性疾病和各類炎癥的藥物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的多肽——糖基水解酶12,編碼此多肽的多核苷酸和經DNA重組技術產生這種多肽的方法。本發(fā)明還公開了此多肽用于治療多種疾病的方法,如惡性腫瘤,血液病,HIV感染和免疫性疾病和各類炎癥等。本發(fā)明還公開了抗此多肽的拮抗劑及其治療作用。本發(fā)明還公開了編碼這種新的糖基水解酶12的多核苷酸的用途。
文檔編號C12N15/63GK1301842SQ99125788
公開日2001年7月4日 申請日期1999年12月27日 優(yōu)先權日1999年12月27日
發(fā)明者毛裕民, 謝毅 申請人:上海博德基因開發(fā)有限公司