一种新的过氧化物酶体增殖物激活受体γ特异性配体的发现与结构机理研究

发布时间：2017-05-12 12:15

  本文关键词：一种新的过氧化物酶体增殖物激活受体γ特异性配体的发现与结构机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：过氧化物酶体增殖物激活受体γ (Peroxisome Proliferator Activated Receptor γ, PPARγ)是核受体家族中的重要一员。它参与调控多种重要的生理功能,包括代谢平衡,脂肪细胞分化,炎症反应以及动脉粥样硬化等。但是最主要的功能是PPARγ结合特殊的配体后能够提高胰岛素敏感性。因此PPARγ是当前国际生物医药界研发治疗糖尿病的热门药物靶标。第一类被发现的胰岛素增敏剂是噻唑烷二酮类(Thiazolidinedione, TZDs)药物,能显著提高胰岛素敏感性,但是由于TZDs类药物存在引起水肿,增加体重,肝中毒以及心血管疾病等严重的副作用,因此保留TZDs类药物的胰岛素增敏效果而无其副作用的选择性PPARγ配体是新型胰岛素增敏剂的发展方向。 本文通过对化合物库进行筛选发现离子霉素ionomycin是一种新型的PPARγ配体,通过辅因子结合实验和报告基因检测实验说明ionomycin是PPARγ不完全激动剂。通过对PPARγ/ionomycin复合物进行结晶、X射线衍射、解析收集的衍射数据,我们得到了ionomycin与PPARγ配体结合域的结构,从原子水平上认识了两者结合的独特模式,并且阐明了ionomycin结合到PPARγ LBD的配体结合口袋后诱导PPARγ LBD的构象变化。众所周知,rosiglitazone是一种典型的PPARγ激动剂,通过比较我们发现PPARγ/ionomycin蛋白复合体的结构与PPARγ/rosiglitazone蛋白复合体的结构有着明显的区别。特别是ionomycin与PPARy的转录激活域2(Activation Function-2, AF-2)一个重要的位点之间的相互作用比较弱,而在天然配体或者合成的TZDs与PPARγ的相互作用中在相应的位置却存在较强的相互作用,这也使ionomycin诱导PPARγ的转录活性受到影响,使ionomycin成为PPARγ的不完全激动剂。 我们的研究表明ionomycin可以作为一个模板,通过对其化学结构进行优化,设计出新型的不同于传统的TZDs的药物,在保持疗效的同时克服TZDs类药物产生的副作用,从而在临床上得到更好的效果。总而言之,ionomycin具有巨大的药物开发潜力,本研究在进行结构生物学基础研究的同时,对其未来的应用与生物学意义也做出了一些有益的探索。
【关键词】：Ionomycin 过氧化物酶体增殖物激活受体γ 蛋白质结构
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R3411
【目录】：

• 目录4-7
• CONTENTS7-10
• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 1 前言13-32
• 1.1 核受体介绍13-19
• 1.1.1 核受体的分类与命名13-14
• 1.1.2 核受体的结构与功能14-18
• 1.1.2.1 核受体的结构14-16
• 1.1.2.2 核受体的转录激活机制16-18
• 1.1.3 核受体与药物发现18-19
• 1.2 过氧化物酶体增殖物激活受体研究进展19-21
• 1.2.1 过氧化物酶体增殖物激活受体的结构19-20
• 1.2.2 过氧化物酶体增殖物激活受体的转录激活机制20-21
• 1.3 PPARγ研究进展21-29
• 1.3.1 PPARγ的结构22-23
• 1.3.2 PPARγ的配体23-24
• 1.3.3 PPARγ的靶基因24-26
• 1.3.4 PPARγ的功能研究进展26-29
• 1.3.4.1 PPARγ与糖尿病26-27
• 1.3.4.2 PPARγ与肿瘤27-28
• 1.3.4.3 PPARγ与炎症28
• 1.3.4.4 PPARγ与心血管疾病28-29
• 1.4 Ionomycin29-30
• 1.5 蛋白质结构生物学30-32
• 1.5.1 结构生物学30
• 1.5.2 蛋白质晶体学30-31
• 1.5.3 蛋白质结构解析31-32
• 1.6 本研究的目的与实验流程32
• 2 材料与方法32-47
• 2.1 常用药品、试剂、耗材与仪器32-33
• 2.2 分子克隆与点突变33-40
• 2.2.1 载体与质粒33-35
• 2.2.2 质粒构建35-38
• 2.2.3 质粒的定点突变38-40
• 2.3 目的蛋白质的表达与纯化40-42
• 2.3.1 PPAR_γ LBD蛋白表达40
• 2.3.2 PPAR_γ LBD蛋白纯化40-41
• 2.3.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳41-42
• 2.4 辅因子结合实验42-43
• 2.5 瞬时转染实验43-44
• 2.6 时间分辨荧光共振能量转移实验44-45
• 2.7 蛋白质结晶45-46
• 2.7.1 结晶前准备45
• 2.7.2 蛋白质结晶45
• 2.7.3 蛋白质晶体的收集与冻存45-46
• 2.8 蛋白质结晶结构解析46-47
• 2.8.1 X射线衍射46
• 2.8.2 数据收集46
• 2.8.3 数据处理46
• 2.8.4 结构优化46
• 2.8.5 结构分析46-47
• 2.9 数据统计与分析47
• 3 结果与讨论47-67
• 3.1 实验结果47-64
• 3.1.1 PPARγ LBD蛋白质的纯化47-49
• 3.1.2 PPARγ新的特异性配体ionomycin的发现49-54
• 3.1.3 PPARγ/ionomycin复合物的蛋白质结晶与数据采集54-56
• 3.1.4 PPARγ LBD/ionomycin复合物的结构56-64
• 3.1.4.1 PPARγ LBD/ionomyci复合物与PPARγ LBD/Rosi复合物结构比较56-61
• 3.1.4.2 Ionomycin与PPARγ LBD独特的结合位点及其功能相关性61-64
• 3.2 总结与讨论64-67
• 附录67-70
• 参考文献70-78
• 致谢78

【共引文献】

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本文编号：359757