淀粉样多肽Aβ聚集抑制剂的设计、有效性及作用机理研究

发布时间：2017-11-30 17:54

  本文关键词：淀粉样多肽Aβ聚集抑制剂的设计、有效性及作用机理研究

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【摘要】：阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是一种神经退行性疾病,作为老年痴呆最常见的一种形式,它具有不可治愈性、进行性以及致命性。淀粉样沉积假说将淀粉样多肽(Amyloid β, Aβ)视为AD发病机理的核心,认为是Aβ错误折叠和自组装形成的聚集体导致了AD患者脑组织中的一系列病变,并最终导致痴呆。现有的药物主要是缓解AD病症,目前还没有能够从根本上解决Aβ聚集以及产生的神经毒性的药物。本文工作正是基于设计抑制Aβ聚集的多肽类抑制剂而展开的。 最近几年国内外出现了大量关于Ap聚集抑制剂的研究,很多研究都以Aβ的疏水核心片段(Ap16.20, KLVFF)为靶标片段,针对靶标片段设计了各种各样的Aβ聚集抑制剂,这些抑制剂主要以疏水作用为驱动力。虽然这些研究取得了一些令人振奋的成果,但是仍然存在一些问题亟待解决。第一,像LPFFD和KLVFF等β片层破碎剂需要比Ap大量过量时才能达到抑制Ap聚集的效果；第二,一些抑制剂的机理是通过影响Aβ聚集的迟滞期来干扰Aβ的聚集,它们只能推迟却无法阻止Ap的聚集及纤维化；第三,抑制剂本身的聚集会降低其有效浓度。在我们看来,这些问题的主要原因是大部分抑制剂主要籍助疏水作用与Aβ结合,与Ap的亲和力较弱,不能形成长时间稳定的抑制剂-Ap复合物。 本研究首先把Aβ靶标片段由传统的Aβ16-20扩展为Aβ11-23,扩展后的片段可以提供更多的作用位点,包括疏水、静电作用和氢键。基于Ap11-23片段的结构特征,借助分子模拟的手段,设计了一条含有多重弱相互作用位点的十肽抑制剂RYYAAFFARR (RR),期望其可以与Aβ11-23片段发生多重弱相互作用,由此提高其对Aβ1-40的亲和力,并提高其对Ap1-40聚集的抑制能力。 其次,利用ThT荧光、圆二色(CD)、透射电子显微镜(TEM)和细胞实验法(MTT)考察了RR对Aβ1-40聚集的抑制能力以及对Aβ1-40成熟纤维的解聚能力。实验结果表明,当Aβ1-40和RR以摩尔比1：1共同孵育时,RR即能抑制Ap1-40的聚集,抑制率达75%；当二者以1：4共同孵育时,RR几乎能够完全抑制Aβ1-40的聚集,而在此比例下,LPFFD只抑制了11%的聚集,说明相对于公认有效的β片层破碎肽LPFFD,RR对Aβ1-40聚集的抑制效果更好,体现了多重弱相互作用的优越性。利用等温滴定量热仪(ITC)、表面等离子共振技术(SPR)和分子对接(Autodock)等方法,研究了抑制剂RR和Ap1-40之间的作用机理,表明：Ap1-40和RR之间的亲和力(解离常数KD=1.10μM)要远远大于与LPFFD之间的亲和力(KD=1.56mM)。RR和Aβ1-40正是通过疏水、静电和氢键等多重弱相互作用识别了Ap的11-23片段(Ap11-23),与之结合,进而抑制了Aβ1--40的聚集。实验结果还表明RR能够把成熟的Ap1-40纤维打断成短纤维片段的形式,从而有利于小尺寸聚集体的清除。 最后,我们选择琼脂糖凝胶作为载体,把RR固载到载体上,制备了连有RR的琼脂球吸附剂,并通过静态吸附实验考察了吸附剂对Aβ1-40的吸附能力和吸附过程。实验结果表明吸附剂对Aβ1-40有一定的吸附效果,验证了配体RR和Aβ1-40之间的相互作用。
【学位授予单位】：南开大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R749.16

【参考文献】

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本文编号：1239972