Аддитивные цитопротекторные эффекты двух биоактивных областей гормона про-опиомеланокортина
Владельцы патента RU 2297238:
АДЕМОВИЧ Златко (BA)
КОНЬЕВОДА Пашко (HR)
МИКУШ Дарко (HR)
ШТАМБУК Никола (HR)
Изобретение относится к фармакологии и медицине и касается применения комбинации биоактивных областей SYSMEHFRWGKPV и YGGFM про-опиомеланокортина в производстве медикамента для лечения воспалительных, дегенеративных и аутоиммунных заболеваний, травм, инфекций и ожогов, а также полипептида, выбранного из группы: YGGFMSYSMEHFRWGKPVYGGFM, YGGFMSYSMEHFRWGKPV, SYSMEHFRWGKPVYGGFM и композиций, проявляющих цитопротекторные свойства. Изобретение обеспечивает усиление эффекта действия пептидов. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
1) Техническая область изобретения.
Данное изобретение представляет собой комбинацию двух биоактивных пептидов, выделенных из гормона про-опиомеланокортина, которые способствуют проявлению цитопротекторных эффектов и модуляции воспалительного ответа и ткане/ранозаживления. Комбинация двух пептидов про-опиомеланокортина способствует проявлению лучших фармакологических эффектов и заживлению повреждений ткани.
2) Техническая проблема.
Биоактивные части белковых и последовательностей генов часто содержат от 5 до 15 аминокислот и повторяющиеся пептиды, отделенные большими блоками аминокислот с неопределенной функцией (1-5).
Для выделения таких участков и дальнейших манипуляций с биоактивными эффектами участков (1-5) могут быть использованы компьютерные методы анализа. Данное изобретение представляет комбинацию двух повторяющихся и биоактивных участков гормона про-опиомеланокортина, которая проявляет аддитивные цитопротекторные и фармакологические эффекты.
3) Техническое описание.
Повторяющиеся пептидные фрагменты в пределах одного белка или семейство белков представляют, вместе с комплементарно подходящими к ним последовательностями, участки, которые связаны с биоактивностью более крупных молекулярных структур (1-5).
Современные методики программирования, развитие приложений и баз данных белковых и генных структур способствуют компьютерному моделированию повторяющихся, биоактивных и комплементарных структур большего числа различных белков (1-5). Следовательно, выделение коротких и повторяющихся фрагментов может быть произведено на персональном компьютере быстро и легко (1-5). Авторы изобретения проанализировали повторяющиеся и биоактивные пептиды молекулы про-опиомеланокортина с помощью приложения SCAN (3-5) для получения возможной комбинации элементов с аддитивными фармакологическими и цитопротекторными эффектами.
4) Цель данного изобретения.
Целью данного изобретения является получение аддитивных цитопротекторных фармакологических эффектов за счет совмещения двух повторяющихся и биоактивных пептидов молекулы про-опиомеланокортина.
Инновацией является тот факт, что вместо независимого фармакологического скрининга различных фрагментов про-опиомеланокортина было использовано приложение SCAN для выделения двух повторяющихся и биоактивных последовательностей (SYSMEHFRWGKPV и YGGFM). Две выделенные последовательности присутствуют в следующих молекулах: предшественник про-опиомеланокортина; про-опиомеланокортин, кортикотропин, меланотропин, бета-липотропин, проэнкефалин, препроэнкефалин, бета-эндорфин, адренорфин (Таблица 1).
Фрагменты биоактивных пептидов SYSMEHFRWGKPV и YGGFM были проверены отдельно и в комбинации, с помощью стандартной модели клеточной защиты с повреждением желудка самцов крыс Вистар, индуцированным 96% этанолом (6, 7). В контрольной группе из 8 животных, которым вводили физиологический раствор, площадь повреждения желудка составила 255,5±78,1 мм2 (среднее стандартное отклонение, см. чертеж) (7). В группе из 8 животных, которым вводили комбинацию пептидов SYSMEHFRWGKPV (1 мг/кг) и YGGFM (10 мг/кг) площадь повреждения желудка составила 0,3±07 мм2 (p<0,05 по сравнению с контролями, см. чертеж) (7). В группе из 8 животных, которым вводили SYSMEHFRWGKPV (1 мг/кг) площадь повреждения желудка составила 5,9±8 мм2 (p<0,05 по сравнению с контролями, см. чертеж) (7). В группе из 8 животных, которым вводили YGGFM (10 мг/кг) область повреждения желудка составила 139,4±36,1 мм2 (р<0,05 по сравнению с контролями, см. чертеж) (7). Комбинация пептидов SYSMEHFRWGKPV и YGGFM, которая обеспечивала лучший цитопротекторный эффект, запатентована под названием KOMET. Пептиды или их комбинации не проявляли какого-либо раздражающего действия на нормальную слизистую желудка (7).
5) Чертеж и таблицы.
Таблица 1 показывает комбинацию биоактивных последовательностей про-опиомеланокортина, названную KOMET, и три комбинации их химических структурных формул KOMET-1, KOMET-2 и KOMET-3 (полученные комбинированием индивидуальных структурных формул).
Чертеж показывает цитопротекторные эффекты биоактивных фрагментов пептидов SYSMEHFRWGKPV и YGGFM молекулы про-опиомеланокортина и их комбинации KOMET в модели повреждений желудка у крыс, индуцированных этанолом.
6) Описание возможных способов применения данного изобретения.
Биоактивные последовательности KOMET и комбинация их структурных формул KOMET-1, KOMET-2, KOMET-3, определенные в таблице 1, используются в качестве биоактивных пептидов для модулирования воспаления и ранозаживления. Целью определения структурных формул KOMET-1, KOMET-2 и KOMET-3 в биоактивных регионах (областях) гормона про-опиомеланокортина (6-9) является получение структурных формул (последовательностей) потенциальных лекарств быстрым и эффективным способом.
Целью изобретения KOMET-1, KOMET-2 и KOMET-3 является получение лекарства, которое препятствует и останавливает поражение органов как при воспалении и аутоиммунных заболеваниях, так и при травме, инфекции и поражениях:
1. соединительной ткани, суставов и костей,
2. центральной и периферической нервной системы, зрительного нерва, глаза и уха,
3. кожи, волос и ногтей,
4. системы пищеварения, печени, поджелудочной железы, полости рта, зубов и пазух,
5. иммунной системы, костного мозга, лимфатических узлов и селезенки,
6. сердечно-сосудистой системы,
7. респираторной системы,
8. репродуктивной системы.
7) Промышленные способы применения изобретения
Биоактивные последовательности про-опиомеланокортина КОМЕТ, КОМЕТ-1, КОМЕТ-2 и КОМЕТ-3 вводят подкожно, внутримышечно, внутрибрюшинно и внутривенно. Лекарственные формы включают мази, кремы, гели, суппозитории, вагинальные суппозитории, глазные капли и ушные капли.
Ссылки
1. L.Baranyi, W.Campbell, K.Ohishima et al., Nature Medicine 1 (1995) 894-901.
2. J.E.Blalock, Nature Medicine, 1 (1995) 876-878.
3. On the Optimization of Complementary Protein Coding, in: S. Ohno, K. Aoki, M. Usui, E.Uchio (Eds.), Uveitis Today, Elsevier, Amsterdam, 1998, pp 315-318.
4. 
and P.Konjevoda, Period. Biol. 101 (1999) 363-368.
5. N.Gotovac, M.Martinis et al. Simple Three-step Method for the Analysis and Design of Repetitive and Bioactive protein Motifs, in: 
(Ed.), Advances in Systems Signals Control and Computers vol. II, IAAMSAD, and ANS, Durban, 1998, pp 310-311.
6. P.Konjevoda, 
et al. Croat. Chem. Acta 73 (2000) 1111-1121.
7. P.Konjevoda, G.Aralica and 
J.Physiol. -Paris 95 (1-6) (2001) 277-281.
8. J.M.Lipton and A.Catania, Immunol. Today 18 (1997) 140-145.
9. N.Kopjar, 
et al. Croat. Chem. Acta 71 (1998) 591-605.
Таблицы и чертеж
Таблица 1. Комбинация двух биоактивных и повторяющихся фрагментов белков (пептида YGGFM и пептида SYSMEHFRWGKPV) была вычислена с помощью приложения SCAN (3-5) из молекул предшественника про-опиомеланокортина и про-опиомеланокортина.
Повторяющийся пептид YGGFM также присутствует в молекулах препроэнкефалина, проэнкефалина, липотропина-бета, эндорфина-бета и адренорфиновых (а). Пептид SYSMEHFRWGKPV, кроме того, присутствует в молекулах меланотропина и кортикотропина (b).
Комбинация биоактивных пептидов YGGFM и SYSMEHFRWGKPV молекулы про-опиомеланокортина запатентована под названием КОМЕТ.
Другие комбинации двух последовательностей обоих пептидов запатентованы под следующими названиями и структурными формулами:
КОМЕТ-1 характеризуется структурной формулой: YGGFMSYSMEHFRWGKPVYGGFM,
КОМЕТ-2 характеризуется структурной формулой YGGFMSYSMEHFRWGKPV и
КОМЕТ-3 характеризуется структурной формулой SYSMEHFRWGKPVYGGFM.
(а)
| № | Последовательность YGGFM | Остаток |
| 1 | Адренорфин | 1-5 |
| 2 | Эндорфин-бета | 1-5 |
| 3 | Препроэнкефалин | 54-58, 61-65, 90-94, 140-144, 164-168, 215-219 |
| 4 | Проэнкефалин | 100-104, 107-111, 136-140, 186-190, 210-214, 261-265 |
| 5 | Липотропин-бета | 59-63, 61-65 |
| 6 | Предшественник про-опиомеланокортина | 232-236 |
| 7 | Про-опиомеланокортин | 3-7, 237-241 |
(b)
| № | Последовательность SYSMEHFRWGKPV | Остаток |
| 1 | Меланотропин | 1-13 |
| 2 | Кортикотропин | 1-13 |
| 3 | Предшественник про-опиомеланокортина | 133-145 |
| 4 | Про-опиомеланокортин | 138-150 |
Чертеж. Цитопротекторные эффекты биоактивных фрагментов пептидов SYSMEHFRWGKPV и YGGFM молекулы про-опиомеланокортина в модели повреждений желудка у крыс, индуцированных этанолом. Комбинация последовательностей КОМЕТ (SYSMEHFRWGKPV+YGGFM) демонстрирует более сильные цитопротекторные эффекты, чем индивидуальные последовательности пептидов.
СПИСОК АМИНОКИСЛОТНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
<110> Ademovic, Zlatko и др.
<120> Аддитивные цитопротекторные эффекты двух биоактивных областей гормона про-опиомеланокортина.
<140> РСТ/ВА 01/00005
<141> 2001-11-29
<160> 5
<170> Версия патента 3.1
<210> 1
<211> 13
<212> PRT
<213> Искусственная последовательность
<220>
<223> Искусственная аминокислотная последовательность с разрывом, пронумерованная как множество (комбинация) двух отдельных последовательностей, установлена отдельными идентификаторами последовательностей 1 и 2 (или наоборот). Комбинация (множество) идентификаторов последовательностей 1 и 2, названных КОМЕТ, способствует развитию лучших и более сильных цитопротекторных и фармакологических эффектов, чем те, что получают с помощью индивидуальных идентификаторов аминокислотной последовательности.
<400> 1
| Ser 1 | Tyr | Ser | Met | Glu 5 | His | Phe | Arg | Trp | Gly 10 | Lys | Pro | Val |
<210> 2
<211> 5
<212> PRT
<213> Искусственная последовательность
<220>
<223> Искусственная аминокислотная последовательность с разрывом, пронумерованная как множество (комбинация) двух отдельных последовательностей, определена отдельными идентификаторами последовательностей 1 и 2 (или наоборот). Комбинация (множество) идентификаторов последовательностей 1 и 2, названных КОМЕТ, способствует развитию лучших и более сильных цитопротекторных и фармакологических эффектов, чем те, что получают с помощью индивидуальных идентификаторов аминокислотной последовательности.
<400> 2
| Tyr 1 | Gly | Gly | Phe | Met 5 |
<210> 3
<211> 23
<212> PRT
<213> Искусственная последовательность
<220>
<223> Сконструированная аминокислотная последовательность, которая состоит из двух несмежных сегментов большей последовательности или из сегментов различных последовательностей, пронумерованных как отдельная последовательность, с идентификатором в виде последовательности (SEQ ID NO: 3). Данная искусственная последовательность названа КОМЕТ-1.
<400>3
| Tyr 1 | Gly | Gly | Phe | Met 5 | Ser | Tyr | Ser | Met | Glu 10 | His | Phe | Arg | Trp | Gly 15 | Lys |
| Pro | Val | Tyr | Gly 20 | Gly | Phe | Met |
<210> 4
<211> 18
<212> PRT
<213> Искусственная последовательность
<220>
<223> Сконструированная аминокислотная последовательность, которая состоит из двух несмежных сегментов большей последовательности или из сегментов различных последовательностей, пронумерованных как отдельная последовательность, с идентификатором в виде последовательности (SEQ ID NO: 4). Данная искусственная последовательность названа КОМЕТ-2.
<400>4
| Tyr 1 | Gly | Gly | Phe | Met 5 | Ser | Tyr | Ser | Met | Glu 10 | His | Phe | Arg | Trp | Gly 15 | Lys |
Pro Val
<210> 5
<211> 18
<212> PRT
<213> Искусственная последовательность
<220>
<223> Сконструированная аминокислотная последовательность, которая состоит из двух несмежных сегментов из различных последовательностей, пронумерованных как отдельная последовательность, с идентификатором в виде последовательности (SEQ ID NO: 5). Данная искусственная последовательность названа КОМЕТ-3.
<400> 5
| Ser 1 | Tyr | Ser | Met | Glu 5 | His | Phe | Arg | Trp | Gly 10 | Lys | Pro | Val | Tyr | Gly 15 | Gly | Phe Met 000 |
1. Применение комбинации двух биоактивных пептидов-производных про-опиомеланокортина, SEQ ID No.1: SYSMEHFRWGKPV и SEQ ID No.2: YGGFM, в производстве медикамента для лечения воспалительных, дегенеративных и аутоиммунных заболеваний, а также травм, инфекций и ожогов.
2. Применение по п.1, отличающееся тем, что содержание пептида SYSMEHFRWGKPV в медикаменте составляет от 9,1 до 16,7 вес.%.
3. Применение по п.1, отличающееся тем, что содержание пептида YGGFM в медикаменте составляет от 83,3 до 90,9 вес.%.
4. Применение по пп.1-3, отличающееся тем, что пептиды применяют в производстве медикамента для лечения воспалительных заболеваний кишечника.
5. Применение по пп.1-3, отличающееся тем, что пептиды применяют в производстве медикамента для лечения синдрома воспаленного кишечника (IBD).
6. Полипептид, содержащий последовательность аминокислот, выбранную из группы, включающей
SEQ ID No.3.: YGGFMSYSMEHFRWGKPVYGGFM,
SEQ ID No.4.: YGGFMSYSMEHFRWGKPV и
SEQ ID No.5.: SYSMEHFRWGKPVYGGFM.
7. Композиция, отличающаяся тем, что она проявляет цитопротекторные свойства и содержит полипептид по п.6.
8. Композиция, отличающаяся тем, что она проявляет цитопротекторные свойства и содержит полипептид, который включает последовательность аминокислот SEQ ID No. 1: SYSMEHFRWGKPV, и полипептид, который включает последовательность аминокислот SEQ ID No.3.: YGGFMSYSMEHFRWGKPVYGGFM.
9. Композиция по п.7 или 8, отличающаяся тем, что она представляет собой фармацевтический состав для лечения или предотвращения травмы, инфекции, ожога, воспалительного заболевания или аутоиммунного заболевания.
