新型人类Sirtuin抑制剂和抑制策略

发布时间：2017-03-21 22:03

  本文关键词：新型人类Sirtuin抑制剂和抑制策略，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Sirtuin家族的酶能够催化无论组蛋白还是非组蛋白底物上的酰化赖氨酸侧链的去酰化反应。细菌和古生菌通常包含一至两个sirtuins,而真核生物包含多个sirtuin成员。自从2000年发现首个sirtuin家族成员后,在过去的几年里,sirtuin催化的去酰化反应已经被证实在多个关键的细胞过程发挥重要的调节,比如基因转录,DNA损伤修复和新陈代谢。这个反应也被用于人类的一些疾病譬如癌症,代谢和神经变性相关疾病的靶向治疗。通过一系列实验基础上的sirtuin酶化学机制的探索,sirtuin独特的依赖于NAD+的去酰化反应机制被广泛研究。近几年,各种新型的sirtuin催化的去酰化反应的抑制剂和抑制策略相继被报道,这些研究可以帮助我们更好的去理解sirtuin催化去酰化化学反应的生物学和药理学方面的知识,并且对于开发在新陈代谢,神经退行,年龄相关的疾病,特别是癌症方面的新的治疗方法有着巨大的意义。在我的导师坚实的前期工作基础上,本论文主要进行了以下三个方面的探索:(1)利用酶的催化核心区域的三维空间结构中Nε-乙酰-赖氨酸侧链的延伸空间,我们设计了一系列基于Nε-乙酰-赖氨酸的具有不同linker和末端基团的双齿类化合物,被并对其进行了SIRT1抑制测试,我们发现了几个比Nε-乙酰-赖氨酸单齿化合物更强效的SIRT1抑制剂,从而证明我们以此设计sirtuin抑制剂的可行性。通过动力学测试我们验证了该抑制剂相对于NAD+符合一个非竞争性(non-competitive)的抑制模式,而相对于Nε-乙酰-赖氨酸底物是一个竞争性(competitive)的抑制模式。这一发现符合SIRT1催化的去酰化作用的动力学机制,即SIRT1首先与Nε-乙酰-赖氨酸底物绑定之后再与NAD+绑定。这个发现也表明该类抑制剂能够进入Nε-乙酰-赖氨酸侧链延伸部位的结合口袋,通过阻止Nε-乙酰-赖氨酸底物和NAD+与酶的活性中心结合而发挥其抑制作用,这将巩固双齿类抑制剂的设计原理;(2)在导师前期工作的基础上,对肽类先导化合物中Nε-硫乙酰-赖氨酸周边的侧链进行修饰,作为课题的重要贡献者,我合成了该系列化合物中的8个化合物,并对其进行了SIRT1/2/3抑制测试,结合本课题组另一位同学的测试结果,我们成功的找到了一个能够保持先导化合物强效(?M)的抑制能力并且具有SIRT3选择性(相对于SIRT1/2~10倍,相对于SIRT51,000倍,相对于SIRT6~161倍)的新型抑制剂;(3)我的论文的第三部分工作是我们尝试发展一个不可逆的sirtuin蛋白抑制剂。我们基于文献报道的两个底物类似物设计了一些化合物并进行了SIRT1测试工作,测试结果发现这些化合物对于SIRT1的抑制并没有表现出不可逆的抑制。但是,这一部分的工作为未来发展不可逆sirtuin蛋白抑制剂奠定了良好的基础。
【关键词】：sirtuin 去酰化 机制导向 抑制剂 不可逆的
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R91;R96
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-39
• 1.1 蛋白赖氨酸去酰化酶sirtuin综述12-16
• 1.1.1 蛋白赖氨酸酰化和去酰化概况12-13
• 1.1.2 催化蛋白赖氨酸去酰化的酶13-14
• 1.1.3 Sirtuin在细胞内的分布及其生理功能14-16
• 1.2 Sirtuin催化核心区域的三维空间结构16-23
• 1.2.1 Rossmann-fold域18
• 1.2.2 Zn-binding域18-19
• 1.2.3 辅助绑定环区域19-21
• 1.2.4 NAD~+结合位点21-22
• 1.2.5 乙酰赖氨酸绑定位点22-23
• 1.3 Sirtuin催化去酰化反应的底物特异性23-28
• 1.4 Sirtuin催化去酰化反应的催化机制28-32
• 1.4.1 动力学机制28-29
• 1.4.2 化学机制29-32
• 1.5 Sirtuin催化去酰化的生理学意义32-37
• 1.5.1 Sirtuin催化的去酰化反应在癌症、新陈代谢以及神经退行相关疾病的生理学意义33
• 1.5.2 Sirtuin催化的去酰化反应的化学调节剂33-37
• 1.6 展望37-39
• 第二章 基于N~ε-乙酰-赖氨酸三肽类似物的SIRT1双齿类抑制剂的开发39-59
• 2.1 选题目的、依据39-40
• 2.2 设计原理40-41
• 2.3 实验部分41-48
• 2.3.1 主要仪器41-42
• 2.3.2 主要试剂42-44
• 2.3.3 化合物 1-9 的合成44-47
• 2.3.4 化合物 1-9 的SIRT1体外抑制测试47-48
• 2.4 结果与讨论48-50
• 2.4.1 化合物 1-9 的合成结果48-49
• 2.4.2 测试结果49-50
• 2.5 化合物10的合成和测试50-55
• 2.5.1 化合物10的合成50-52
• 2.5.2 化合物10的纯化52-53
• 2.5.3 化合物10的SIRT1体外抑制测试53
• 2.5.4 结果与讨论53-55
• 2.6 化合物5的SIRT1抑制动力学测试55-58
• 2.6.1 N~ε-乙酰-赖氨酸底物动力学测试55-56
• 2.6.2 NAD+动力学测试56-58
• 2.7 本章小结58-59
• 第三章 SIRT1/2/3 选择性抑制剂的设计与开发59-72
• 3.1、选题依据、目的59
• 3.2、设计原理59-61
• 3.3 实验部分61-70
• 3.3.1 仪器和试剂62-63
• 3.3.2 主要试剂63-64
• 3.3.3 化合物的合成64-67
• 3.3.4 化合物 11-18的纯化67-68
• 3.3.5 化合物 11-18的测试68-70
• 3.4、结果与讨论70-71
• 3.4.1 化合物 11-18的合成70
• 3.4.2 化合物 11-18的测试70-71
• 3.5 本章小结71-72
• 第四章 发展sirtuin不可逆抑制剂的初步探索72-85
• 4.1 选题目的和依据72
• 4.2 设计原理72-73
• 4.3 实验部分73-81
• 4.3.1 仪器和试剂73-75
• 4.3.2 合成步骤75-77
• 4.3.3 化合物 19-22的纯化77-78
• 4.3.4 化合物 19-22的SIRT1抑制测试78-79
• 4.3.5 化合物19的SIRT1共价结合测试79
• 4.3.6 化合物22的SIRT1共价结合测试79-80
• 4.3.7 化合物19的SIRT3抑制测试80
• 4.3.8 化合物19的SIRT5抑制测试80-81
• 4.4 结果与讨论81-84
• 4.4.1 化合物 19-22的合成81
• 4.4.2 化合物 19-22的SIRT1抑制IC50值得测定81-82
• 4.4.3 化合物 19、22的SIRT1共价测试82-84
• 4.5 本章小结84-85
• 全文总结85-87
• 参考文献87-95
• 致谢95-96
• 硕士在读期间所发表的论文（共一）96

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1 毛根祥;朱小飞;李电东;;Sirtuin——衰老与寿命的调控因子[J];国外医学(老年医学分册);2009年06期

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1 王娟;新型人类Sirtuin抑制剂和抑制策略[D];江苏大学;2016年

  本文关键词：新型人类Sirtuin抑制剂和抑制策略，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：260357