蛋白赖氨酸去修饰酶的抑制剂及抑制策略的探索研究

发布时间：2017-04-21 08:16

  本文关键词：蛋白赖氨酸去修饰酶的抑制剂及抑制策略的探索研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：蛋白翻译后修饰越来越多的被证明参与到了很多细胞过程的调控中,如基因转录,DNA修复,染色质形成,代谢等重要生命过程。这些修饰主要有赖氨酸侧链的Nε-乙酰化/去乙酰化,Nε-甲基化/去甲基化,Nε-泛素化/去泛素化,以及精氨酸侧链Nη-甲基化/去甲基化。在这些翻译后修饰中,修饰与去修饰动态平衡共同维持着细胞生命过程的正常进行。本论文主要的研究方向是sirtuin催化的蛋白赖氨酸侧链的Nε-去酰化和JMJD2/JARID1催化的蛋白赖氨酸Nε-去甲基化这两种去修饰过程。Sirtuin催化的去酰化反应及JMJD2和JARID1催化的去甲基化反应作为潜在的疾病治疗靶点(尤其是癌症的治疗),在其催化机制和抑制剂方面一直都是研究热点。本论文主要是采用了最新的抑制剂研究策略来对这两种酶进行催化机制和抑制剂研究。在sirtuin抑制剂研究方面,我们采用环化策略即将直链五肽先导化合物6进行环化,采用不同的环化结构来评估环肽类化合物对sirtuin活性的抑制力度。我们发现环化策略在发展新型sirtuin抑制剂上是一个非常有效可行的方法。设计的6个硫乙酰赖氨酸环肽具有很强的sirtuin抑制效力(nM级别),其中环肽sirtuin抑制剂9是目前发现的最强的机制导向的SIRT1抑制剂(IC50=2.3±0.28nM),而环肽sirtuin抑制剂10也是发现的首个环肽类强效且选择性的SIRT2抑制剂(IC50=10.1±1.1nM)。在随后的SIRT2选择性抑制剂上的研究发现,环肽类sirtuin抑制剂13具有强效且选择性的SIRT2抑制,比SIRT1/3分别强了23.5倍和80.3倍,同时该环肽抑制剂在SIRT2抑制性只比环肽化合物10弱了3.6倍的情况下还克服了硫乙酰赖氨酸的潜在肝毒性。对于JMJD2和JARID1催化的去甲基化反应研究方面,我们成功的建立了一个基于高效液相色谱法的试管内催化去甲基化反应程序,该方法能够帮助我们定量的分析体外JMJD2催化的去甲基化反应。同时我们发现了一个能够被JMJD2C催化去甲基化的模拟底物异丙基鸟氨酸八肽,说明了该模拟底物能够被JMJD2C催化中心识别,且异丙基鸟氨酸能够进入JMJD2C的结合口袋被催化反应。虽然该模拟底物的底物活性并不高,但为其以后选择性抑制剂的设计能够提供依据;同时,二氟异丙基鸟氨酸八肽(Probe 1)的JMJD2C测试结果说明异丙基鸟氨酸电子等排体二氟异丙基鸟氨酸不能有效地被够JMJD2C处理,两种可能的解释是:1)氟原子的强吸电子性扰乱了该异丙基鸟氨酸与结合口袋的相互作用;2)JMJD2C催化活性中心的结合口袋空间大小要求极其苛刻。
【关键词】：去酰化 去甲基化 sirtuin JMJD2 抑制剂
【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】：R96
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 缩略词12-15
• 第一章 绪论（一）15-33
• 1.1 sirtuin催化的去酰化反应15-19
• 1.2 人类sirtuin催化的去酰化反应的蛋白底物特异性19-21
• 1.3 催化机制21-28
• 1.3.1 动力学机制22
• 1.3.2 化学机制22-28
• 1.4 人类sirtuin催化的去酰化反应的生物学功能28-29
• 1.5 Sirtuin抑制剂的最新研究进展29-32
• 1.6 展望32-33
• 第二章 课题选题目的，依据及设计原理（一）33-38
• 2.1 课题选题目的依据33
• 2.2 环化sirtuin抑制剂的设计原理及目标化合物的设计33-38
• 2.2.1 设计原理33-36
• 2.2.2 目标化合物的设计36-38
• 第三章 硫乙酰赖氨酸环肽合成，纯化，及生物活性测试38-64
• 3.1 实验部分38-56
• 3.1.1 实验仪器38
• 3.1.2 实验试剂38-40
• 3.1.3 sirtuin生物测试试剂40
• 3.1.4 化合物的合成40-51
• 3.1.5 硫乙酰赖氨酸环肽的生物活性测试51-56
• 3.2 实验数据采集处理56-61
• 3.2.1 化合物 6-12 的纯化，质谱表征56-57
• 3.2.2 化合物 6-12 的SIRT1/2/3 生物测试数据采集及处理57-61
• 3.3 实验结果与讨论61-62
• 3.4 本章小结62-64
• 第四章 SIRT2/SIRT3选择性的环肽抑制剂的合成，纯化，生物活性测试64-83
• 4.1 实验部分64-79
• 4.1.1 实验仪器64
• 4.1.2 实验试剂64-65
• 4.1.3 生物活性测试试剂65
• 4.1.4 化合物合成65-77
• 4.1.5 环肽化合物 13-16 的生物活性抑制测试77-79
• 4.2 实验数据采集处理79-81
• 4.2.1 化合物 13-16 的纯化，质谱，液相，，表征79-80
• 4.2.2 环肽化合物13的SIRT1/2/3 生物测试数据处理80
• 4.2.3 环肽化合物14的SIRT1/2/3 生物测试数据处理80-81
• 4.2.4 化合物15的SIRT1/2/3 生物测试数据处理81
• 4.2.5 化合物16的SIRT1/2/3 生物测试数据处理81
• 4.3 实验结果与讨论81-83
• 第五章 环肽类sirtuin抑制剂研究小结83-84
• 第六章 绪论（二）84-96
• 6.1 前言84-85
• 6.2 去甲基化酶的催化机制85-87
• 6.2.1 动力学机制85-86
• 6.2.2 化学机制86-87
• 6.3 去甲基化酶JMJD2和JARID1的底物特异性87-90
• 6.4 去甲基化酶JMJD2和JARID1的生物功能90-92
• 6.5 去甲基化酶JMJD2和JARID1的抑制剂研究92-94
• 6.6 展望94-96
• 第七章 课题选题目的及设计原理（二）96-98
• 7.1 课题选题目的96
• 7.2 JMJD2C模拟底物化学探针设计及其原理96-98
• 第八章 甲基化赖氨酸多肽类似物的合成，纯化及生物活性测试98-114
• 8.1 实验部分98-114
• 8.1.1 实验仪器98
• 8.1.2 实验试剂98-99
• 8.1.3 JMJD2C生物测试试剂99-100
• 8.1.4 化合物合成及其质谱表征100-104
• 8.1.5 建立JMJD2C的酶学生物测试方案104-108
• 8.1.6 Substrate mimic和probe1的JMJD2C测试108-112
• 8.1.7 实验结果讨论112-114
• 第九章 JMJD2/JARID1底物模拟及化学探针研究小结114-115
• 参考文献115-129
• 致谢129-130
• 附录A130-152
• 已发表文章152

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本文编号：319931