药用多肽铁调素的化学改性及泛素试剂的半合成

发布时间：2020-04-28 15:45

【摘要】：医药用途的多肽因其具有特异性好、免疫原性低的优势,在药物研发中愈发受重视。近些年随着药用多肽以及疾病监测相关多肽试剂研究的发展,解决了人类一系列疾病的发现和治疗等问题。药用多肽,尤其是富含二硫键类小蛋白,研究其二硫键折叠或变构带来的功能影响对其自身药物改性至关重要。所以针对富含二硫键类药用多肽,发展新方法研究其二硫键功能并改性具有重要意义及应用价值。而检测用途的多肽试剂的发展则为疾病的检测和药物的筛选提供了有力的工具。围绕医药用途的多肽研究,本论文主要内容和结论分为以下两个部分:铁调素(Hep)是含有四对二硫键的信号肽,与受体铁转运蛋白(FPN)结合后使FPN内吞并降解。抑制FPN将胞内铁离子过度转运至血液的功能,可以避免引发血色沉着病、阿尔茨海默症等症状的发生。临床上将Hep作为相关疾病的治疗药物已取得了部分成功。但是目前对Hep和FPN的结合模式是否依赖Hep中二硫键变构的问题存在争议,这阻碍了Hep的进一步改性、优化。我们首次提出了用非还原性硫醚键替代的策略来检测富二硫键小蛋白与其受体之间二硫键交换的问题。该策略具有对蛋白结构扰动较小,还原条件下稳定的优势。将二氨基二酸合成子通过SPPS技术分别嵌入到Hep蛋白中四对二硫键的位置,形成含有硫醚键替代的Hep衍生物。我们用Hep衍生物来验证Hep与FPN的结合模式,得到了更加明确的结论:Hep与FPN之间,特别是Hep Cys7与FPN Cys326之间,不存在经典的二硫键结合模式。这为药用Hep的改性提供了新思路:Cys7不是Hep产生活性的决定性因素。经改性我们最终获取了高活性的Mini-Hep。泛素化作为近些年发现的新型蛋白质翻译后修饰,在生理健康调节中起到关键作用。在泛素化通路中,去泛素化酶作为一类泛素化修饰的负调控蛋白,它的功能紊乱现象与癌症的发生息息相关。目前以去泛素化酶作为抑制靶点的小分子抑制剂药物的研发愈发受重视。前人筛选策略中,Ub-PA作为一种新型的活性探针,相较于Ub-AMC,不存在因小分子抑制剂的吸收或激发波段与AMC荧光分子重合而带来的假阳性结果的缺陷,因而成为用于去泛素化酶筛选的首选试剂。但Ub-PA存在化学合成过程繁琐产率低的问题。为了更好满足筛选过程中对工具的需求,我们发展了新的半合成策略:利用生物表达大量获取合成所需模块并结合化学方法制备关键中间产物泛素酰肼,然后再通过酰化化学反应组装炔烃分子。利用该策略我们可以在短期内快速获取上百毫克级活性探针。并使用该探针完成了对USP14去泛素化酶抑制剂IU1的筛选,展示运用新合成策略获取的探针工具具有良好的生物活性。
【图文】：

图 1.7 缩合剂活化氨基酸羧酸官能团Fig 1.7 Mechanism of the production of racemates during peptide synthesis前常用的活化剂种类按活化官能团以及活化机制可分为铵盐型、活化脂类二亚胺型等（如图 1.8）。 1978 年，Gross 等人将 O-(IH-苯并三唑-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基异脲六氟（HBTU）用于活化氨基酸羧酸端，来辅助多肽的合成。开始人们广泛认与氨基酸之间是通过杂环上氧-氨基酸羰基之间形活化硫脂。但后来经过学的辅助研究，现阶段普遍认为 HBTU 的活化机制是通过胍基官能团起酸的作用。在此基础上，后人又开发出了多种铵盐类型的活化剂。O-(7-三唑-1-基)-N,N,N′,N′-四甲基脲（HATU），O-(6-氯苯并三唑-1-基)-N,N,N',脲六氟磷酸酯（HCTU）。在实际多肽合成过程中，O-(7-氮杂苯并三唑-,N′,N′-四甲基脲的活性要大于 O-(6-氯苯并三唑-1-基)-N,N,N',N'-四甲基脲酸酯，大于 O-(IH-苯并三唑-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基异脲六氟化磷。HATT 组合使用，在提高偶联效率的同时，还可以消除对映体的副产物。除

图 1.18 基于丝氨酸/苏氨酸位点的连接策略Fig 1.18 Linking strategy based on serine/threonine sites方法成策略在大量获取合成所需多肽蛋白质片段方面，，相对于化学全无可比拟的优势。半合成所需的目标蛋白可以用生物体直接表达方法完成复杂蛋白质的体外获取。成策略在泛素相关领域的相关应用，主要包含 Intein 法、sortase 酶ne 的转硫酯法以及 YUH1 酶解法等。n 法大蛋白来说（大于 300 个氨基酸残基），较为经济的合成途径是与自然生物表达片段通过自然化学连接反应进行偶联，在体外获具体步骤是：将内含肽的碳末端天冬酰胺突变为丙氨酸，接着把
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R914

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 董爱莲;;关于乙肝患者中铁调素水平与铁代谢指标关系的研究[J];科学中国人;2017年21期

2 曹建民;陈南庆;苏浩;;铁调素及其作用机制研究进展[J];北京体育大学学报;2010年10期

3 文允镒,胡蓓,张淑芳,陈孟勤;血浆钙调素微量测定方法[J];生理科学;1988年06期

4 张千依;郭婧芳;唐冠群;朱宪春;;铁调素及其与骨代谢的研究进展[J];口腔医学;2015年04期

5 吴贤义;林文远;;铁调素表达调控及相关疾病的研究进展[J];华夏医学;2014年01期

6 史渊;郑卓军;蒋敬庭;;促红细胞生成素抵抗的血液透析患者铁调素升高[J];临床检验杂志;2014年09期

7 ;日本开发出制取稳定荧调素酶方法[J];食品科学;2004年10期

8 毛旭华;汤俊明;乔国洪;陈姝颖;井昶雯;;铁调素在非小细胞肺癌组织和血清中的表达 及其与临床病理特征的相关性[J];临床与病理杂志;2017年09期

9 刘旭;丁嘉祥;刘文虎;;铁调素与慢性肾脏病关系的研究进展[J];中国全科医学;2014年25期

10 赵理平;张伟;刘虎;肖丽;王爱东;张鹏;马勇;徐又佳;;铁调素对成骨细胞骨相关基因表达的影响[J];中国骨质疏松杂志;2010年12期

相关会议论文 前10条

1 陈斌;刘晨;徐又佳;;铁调素(hepcidin)在铁过载所致骨形成抑制中的保护作用[A];中华医学会第七次全国骨质疏松和骨矿盐疾病学术会议论文汇编[C];2013年

2 张素巧;周君莉;宋林霞;马力耕;孙大业;;细胞外钙调素对光不依赖的rbcS基因表达的影响[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年

3 马力耕;王志玲;徐小冬;崔素娟;孙大业;;细胞外钙调素跨膜信号转导研究[A];中国细胞生物学学会第七次会议论文摘要汇编[C];1999年

4 张素巧;周君莉;宋林霞;马力耕;朱玉贤;孙大业;;细胞外钙调素对光不依赖的rbcs基因表达的影响[A];全国植物分子生物学与生物技术学术研讨会论文集[C];2000年

5 张伟;徐又佳;;成骨细胞上膜铁转运蛋白1表达及铁调素对其表达的影响[A];中华医学会第六次全国骨质疏松和骨矿盐疾病学术会议暨中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会成立十周年论文汇编[C];2011年

6 谷来有;迟淑艳;;颞颌关节紊乱综合征焦虑、抑郁因素的调素分析[A];FDI、CSA临床口腔进展学术会议论文汇编[C];1999年

7 赵东阳;徐又佳;;铁调素对成骨细胞内钙和铁离子的瞬时影响[A];中华医学会第六次全国骨质疏松和骨矿盐疾病学术会议暨中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会成立十周年论文汇编[C];2011年

8 马力耕;周君莉;张素巧;徐小冬;孙大业;;细胞外钙调素对光不依赖的rbcS基因表达的影响[A];中国细胞生物学学会第七次会议论文摘要汇编[C];1999年

9 都本才;徐又佳;;L-型钙离子通道在铁调素干预人成骨细胞后胞内钙离子变化中的作用[A];中华医学会第六次全国骨质疏松和骨矿盐疾病学术会议暨中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会成立十周年论文汇编[C];2011年

10 赵理平;徐又佳;;铁调素对成骨细胞骨相关基因表达的影响[A];中华医学会第六次全国骨质疏松和骨矿盐疾病学术会议暨中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会成立十周年论文汇编[C];2011年

相关重要报纸文章 前1条

1 李峻岭;磷调素的研究进展[N];中国中医药报;2004年

相关博士学位论文 前5条

1 陈科杰;肠道共生菌对铁调素表达的影响及其机制的研究[D];四川农业大学;2017年

2 沈光思;铁调素对骨代谢影响的实验研究[D];苏州大学;2015年

3 李晶晶;铁调素调节动脉粥样硬化斑块稳定性的作用及相关机制研究[D];山东大学;2012年

4 阳光;铁调素对脑出血后铁代谢及神经功能预后影响的研究[D];第三军医大学;2016年

5 张英琪;维生素B4（腺嘌呤）通过cAMP/PKA通路上调铁调素的表达减轻小鼠铁过载[D];浙江大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 白静思;药用多肽铁调素的化学改性及泛素试剂的半合成[D];合肥工业大学;2019年

2 常园园;慢性肾脏病患者血Erythroferrone-铁调素轴的表达变化及意义[D];中国医科大学;2018年

3 史渊;促红细胞生成素抵抗的血液透析患者铁调素表达意义[D];苏州大学;2015年

4 熊小j

本文编号：2643618