靶向谷草酰胺转移酶（GOT1）的抗癌药物发现及活性评价

发布时间：2020-03-21 05:56

【摘要】：本论文包含两个章节,第一章的内容是谷草酰胺转移酶(GOT1)天然产物抑制剂Aspulvinone O的发现过程及其活性评价;第二章主要论述GOT1已成药化合物抑制剂的筛选及其抗肿瘤活性的研究过程。第一章胰腺导管腺癌细胞(PDAC)依赖于非经典并且独特的谷氨酰胺代谢途径,在该代谢通路中谷氨酰胺衍生的天冬氨酸通过谷草酰胺转移酶1(GOT1)转化为草酰乙酸后经过系列催化,为细胞生长、代谢提供原料。同时GOT1在能量代谢和ROS平衡中也存在重要作用。研究表明人为降低PDAC细胞中GOT1表达量,抑制PDAC细胞增殖的同时对于正常组织细胞的生长并未影响。通过对实验室化合物库进行GOT1酶活性抑制作用的评估,选择抑制效果较强的化合物Aspulvinone O(AO)作为抗肿瘤活性的研究对象。首先通过分子对接实验证明化合物AO通过与Trp141形成疏水键,与Thr110和Ser256形成氢键相互作用与GOT1形成特异性的结合。微量热泳动仪(MST)、药物与靶标亲和力稳定性实验(DARTS)在分子水平和细胞水平上进一步证明了GOT1与化合物AO的紧密结合。GOT1基因在几种PDAC细胞系中的沉默的相关实验检测以及热迁移实验(CETSA)充分验证了AO对于GOT1抑制的靶向性。另外,通过检测GOT1参与的谷氨酰胺的代谢通路中其上下游代谢产物的表达水平表明化合物AO可通过抑制GOT1,进而封锁该条代谢通路。更重要的是在体内活性评价实验中,化合物AO显著抑制SW1990细胞在CB17/SCID小鼠模型中的增殖。综上所述,本研究发现了一种GOT1抑制剂——化合物AO,可作为新型的胰腺导管癌抑制剂。第二章肿瘤细胞的主要特征之一是通过转变代谢途径满足肿瘤微环境改变所需要的营养。越来越多的研究结果表明,除依赖糖酵解提供营养外,部分肿瘤细胞对于谷氨酰胺代谢展现出极大的成瘾性。鉴于前期基于该代谢通路中GOT1抑制剂的研究,为节约药物开发成本,缩短药物进入临床实验的时间,在本阶段实验中,根据前期建立的酶活性筛选体系,针对实验室建立的已成药化合物库进行GOT1活性抑制作用的检测,筛选结果显示得到两个已成药化合物盐酸齐拉西酮与阿达帕林对GOT1酶活性具有明显的抑制作用,其在临床上分别用于精神病和皮肤痤疮的治疗。在后续研究中,首先通过MTT检测其对于实验室现有肿瘤细胞系的抑制作用,确定了其对SW1990细胞和ES-2细胞的显著抑制效果并将这两种细胞作为后续的研究重点。随后通过MST和DARTs实验证明化合物与GOT1蛋白之间的体外结合力。同时EdU增殖实验、Hoechst33258染色实验、划痕实验、Transwell迁移实验都进一步表明两个化合物在体外诱导肿瘤细胞凋亡和抑制肿瘤细胞的增殖与转移作用。更重要的是CB17/SCID小鼠荷瘤实验证明盐酸齐拉西酮在体内水平上抑制肿瘤细胞生长,其肝脏的免疫组化实验更加充分验证盐齐拉西酮可抑制SW1990细胞的体内转移。综上所述,我们通过实验分别在体内和体外证明两个已成药化合物对于肿瘤细胞的抑制,这种“老药新用”的研究方式对于肿瘤细胞的抑制剂的发现具有有很大意义。
【图文】：

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文蓝 Biosharp硫酸钠 国药集团化学试剂有限公司醇 国药集团化学试剂有限公司Biosharp国药集团化学试剂有限公司e 国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司载体质粒是 pET28a，，如图所示

图 2-1 GOT1-homo 与 GOT1-mouse 蛋白小量检测结果Lane M 为蛋白 Maker；Lane 1、3、5、7 分别为破碎离心后上清；Lane 2、 4、 6、 8 分别为 Ni 提取后样本；Lane 1、2、7、8 为导入 BL21 star 感受态；Lane 3、4 、5、6 导入PlysS 感受态；Lane 1、2、3、4 为 GOT1-homo 蛋白；Lane 5、6、7、8 为 GOT1-mouse 蛋白。7255433426Lane M 1 2 3 4 5 6 7 8
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R96

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本文编号：2592878