一种光控NAMPT酶、核酸及其应用

本发明涉及生物医药，尤其涉及一种光控nampt酶、核酸及其应用。

背景技术：

1、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nad+）是细胞内广泛存在的重要辅酶，参与调节多种生物学过程。烟酰胺磷酸核糖转移酶（nampt）是哺乳动物细胞nad+生物合成过程的限速酶。nampt酶通过催化烟酰胺（nicotinamide，简称nam）合成烟酰胺腺嘌呤单核苷酸（nmn），从而在nad+生物合成途径中起到关键作用。nampt酶在多种疾病的发生和治疗中扮演重要角色。例如，nampt酶在肿瘤细胞中的过度表达与肿瘤的增殖、侵袭和转移相关。抑制nampt酶活性可以阻断肿瘤细胞对nad+的依赖，抑制肿瘤生长。此外，nampt酶还与代谢性疾病、神经退行性疾病等密切相关。nampt酶通过调节nad+水平，可以调控免疫细胞的活性和功能，影响炎症反应的程度和持续时间。因此，nampt酶的活性调控对于肿瘤药物研发和疾病机制解析有重要意义。

2、nampt酶活性调控主要依赖小分子抑制剂、小分子激动剂、小干扰rna (sirna)或短发夹rna (shrna) 等。

3、通过设计和合成小分子化合物可干扰nampt酶的活性。这些小分子化合物（即小分子抑制剂或小分子激动剂）可以与nampt酶的活性位点结合，调控其催化作用，从而降低或提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nad+）的合成效率。nampt小分子抑制剂的开发在肿瘤治疗领域具有重要意义。由于肿瘤细胞高度依赖nad+的合成，抑制nampt酶活性可以干扰肿瘤细胞的能量代谢和生存机制，从而抑制肿瘤的生长和扩散。

4、利用sirna或shrna技术，通过靶向nampt酶的mrna序列，降低nampt酶的表达水平，可通过rna干扰机制抑制nampt酶的合成，从而降低细胞内nad+水平。但基于sirna和shrna策略尚没有临床药物领域的广泛应用。

5、虽然小分子抑制剂或小分子激动剂、sirna或shrna等策略在nampt酶活性调控方面具有重要作用，但这些策略存在如下局限性：

6、第一，这些策略主要依赖系统性给药方式，因此通常难以对特定种类细胞和组织的nad+代谢进行精准调控。这类策略通常会同时影响不同细胞的nad+代谢，缺少细胞和组织的靶向性。

7、第二，这些策略难以在模式组织和动物中实现实时调控。现有的小分子药物、sirna或shrna策略难以在几分钟内就实现特定细胞中nampt酶活性的精准抑制。

8、第三，由于以上的限制，现有nampt酶活性调控策略在研究肿瘤细胞和免疫细胞调控机制的场景中表现出明显局限性。肿瘤细胞和免疫细胞之间的相互作用对于免疫治疗和肿瘤微环境的调控至关重要。然而，肿瘤细胞和免疫细胞中的nad+代谢之间的相互作用机制尚不完全清楚。现在药物难以单独抑制免疫细胞或肿瘤细胞中的nad+代谢，导致nad+代谢在免疫细胞和肿瘤细胞中的作用难以单独解析。

9、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光控nampt酶、核酸及其应用，旨在解决现有nampt酶活性调控策略缺少细胞和组织的靶向性，以及难以实现实时调控的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种光控nampt酶，其中，所述光控nampt酶包括nampt酶和cplov2感光蛋白结构域，所述cplov2感光蛋白结构域嵌于所述nampt酶中，所述光控nampt酶的氨基酸序列如seqid no.1所示。

4、一种核酸，其中，所述核酸含有编码本发明所述的光控nampt酶的核苷酸序列。

5、一种载体，其中，所述载体携带本发明所述的核酸。

6、一种细胞，其中，所述细胞表达本发明所述的光控nampt酶，或者含有本发明所述的核酸，或者含有本发明所述的载体。

7、一种本发明所述的光控nampt酶在催化烟酰胺合成烟酰胺腺嘌呤单核苷酸反应中的应用。

8、可选地，利用光照调控所述光控nampt酶的催化活性。

9、一种本发明所述的光控nampt酶在制备调控细胞或组织烟酰胺腺嘌呤二核苷酸代谢的药物中的应用。

10、可选地，利用光照调控所述光控nampt酶的催化活性。

11、一种本发明所述的光控nampt酶在制备治疗肿瘤的药物中的应用。

12、一种治疗肿瘤的药物，其中，包括本发明所述的光控nampt酶。

13、有益效果：本发明利用蛋白质工程原理，开发了一种酶活性受蓝光控制的光控nampt酶（属于nampt酶突变体）。细胞和组织中稳定表达该光控nampt酶后，即可利用时空分辨率强的激光照射实现特定细胞、特定组织部位的nampt酶活性实时调控。本发明还在肿瘤和免疫细胞共培养体系中，通过特异性光学调控肿瘤和免疫细胞的nampt酶活性，说明了该光控nampt酶在肿瘤免疫研究中的作用。

14、本发明提供的光控nampt酶的活性可以实现420 nm激光照射下的可逆抑制。相比传统的nampt小分子抑制、以及sirna或shrna抑制策略，本发明该抑制策略可以实现针对特定细胞和组织区域的nad+代谢调控，也可以实现时间和空间分辨率都明显提高的nad+代谢调控，还可以实现活性快速可逆的nampt酶活性调控。

1.一种光控nampt酶，其特征在于，所述光控nampt酶包括nampt酶和cplov2感光蛋白结构域，所述cplov2感光蛋白结构域嵌于所述nampt酶中，所述光控nampt酶的氨基酸序列如seq id no.1所示。

2.一种核酸，其特征在于，所述核酸含有编码权利要求1所述的光控nampt酶的核苷酸序列。

3.一种载体，其特征在于，所述载体携带权利要求2所述的核酸。

4.一种细胞，其特征在于，所述细胞表达权利要求1所述的光控nampt酶，或者含有权利要求2所述的核酸，或者含有权利要求3所述的载体。

5.一种权利要求1所述的光控nampt酶在催化烟酰胺合成烟酰胺腺嘌呤单核苷酸反应中的应用。

6.根据权利要求5所述的光控nampt酶在催化烟酰胺合成烟酰胺腺嘌呤单核苷酸反应中的应用，其特征在于，利用光照调控所述光控nampt酶的催化活性。

7.一种权利要求1所述的光控nampt酶在制备调控细胞或组织烟酰胺腺嘌呤二核苷酸代谢的药物中的应用。

8.根据权利要求7所述的光控nampt酶在制备调控细胞或组织烟酰胺腺嘌呤二核苷酸代谢的药物中的应用，其特征在于，利用光照调控所述光控nampt酶的催化活性。

9.一种权利要求1所述的光控nampt酶在制备治疗肿瘤的药物中的应用。

10.一种治疗肿瘤的药物，其特征在于，包括权利要求1所述的光控nampt酶。