结肠癌靶标多肽抑制剂的优化及生物学活性研究

发布时间：2020-11-04 14:56

　　 癌症是当今世界上严重威胁人类健康的主要疾病之一,其中结肠癌是致死率比较高的一种恶性肿瘤。目前,靶向抗结肠癌的药物还很少,设计研发具有靶向性的抗结肠癌药物一直是近几十年来的研究热点和研究难点。目前针对结肠癌的药物治疗主要是以静脉输注氟尿嘧啶类药物为主,但是这一类药物毒性比较大、不良反应比较严重,因此临床诊断上迫切需要治愈率高而且毒副作用比较少的抗结肠癌的临床药物。不仅如此,随着结肠癌发病机理的生物学认识越来越深入,发现新的针对结肠癌的治疗靶标来应对耐药性比较严重的病人,降低结肠癌的发病率,提高结肠癌患者的生存期,降低结肠癌的死亡率具有十分重要的研究意义。相关研究表明,结肠腺瘤息肉易感基因(Adenomatous Polyposis Coil,APC)是早期发现的与结肠癌的发生发展相关联的一个关键基因。APC基因失活被认为是大部分结肠癌发生的启动事件,一旦APC基因发生了突变,就会导致产生截短型的APC蛋白,产生的截短型APC蛋白就会持续性的激活其下游的Asef蛋白的GEF活性,从而激活CDC42和Rac1的GTP酶活性,进而对结肠癌细胞的异常迁移以及结肠癌的发生发展起着非常重要的作用。因此,针对APC和Asef的相互作用界面设计靶向抑制剂,可以通过抑制APC和Asef这两个蛋白之间的相互作用,进而抑制结肠癌细胞的异常迁移和侵袭,将可能成为抑制结肠癌细胞恶性转移的一种全新方法。在本课题中,基于本实验室之前的相关研究,结合结构生物学,同时利用生物信息学、生物物理、药物化学等方法设计出了一系列APC/Asef相互作用抑制剂,在此基础上结合结构生物学和药物化学,进一步优化了一系列APC/Asef相互作用抑制剂,通过在多肽中导入分子内氢键的方法,诱导其构象发生变化,使多肽抑制剂的活性相比较前面报道的有了明显的提高。在我们后续优化的多肽抑制剂中,活性最好的多肽抑制剂MAI-400其IC_(50)为0.25μM,通过ITC、SPR和TFM等生物物理方法研究了MAI-400和APC结合的亲和力及其热力学等相关的机制,新的多肽抑制剂MAI-400的活性要比之前本实验室报道的APC/Asef抑制剂MAI-203的活性好一倍。这样可以为后续APC/Asef抑制剂的改造优化提供新的思路和方法。另外,基于癌蛋白iASPP和抑癌蛋白p53的相互作用机制,摸索了iASPP(625-828)蛋白表达与纯化的相关条件,结合相关研究报道,初步建立了p53/iASPP抑制剂的筛选体系,为后续设计iASPP-p53蛋白蛋白相互作用抑制剂奠定一定的研究基础。总之,本论文结合结构生物学、药物化学及生物物理学的方法和技术,在原有基础上在多肽中引入分子内氢键的方法,设计优化了活性更好的APC-Asef相互作用抑制剂,为后续针对APC/Asef抑制剂的改造和优化奠定了基础。同时我们在iASPP-p53蛋白蛋白相互作用抑制剂的设计方面提供了一定的基础。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R735.35
【部分图文】：

图 1.散发性结肠癌中的主要遗传途径[6]Figure 1. Genetic Pathways involved in Sporadic Colorectal ca的发病因素发病因素比较多，目前认为主要是分为三大主要因龄及遗传因素（图 2 所示）。

图 1.散发性结肠癌中的主要遗传途径[6]igure 1. Genetic Pathways involved in Sporadic Colorectal 发病因素病因素比较多，目前认为主要是分为三大主要因及遗传因素（图 2 所示）。

腺瘤息肉易感基因(AdenomatousPolyposisColi，APC)。APC 基因的突变失活被认为是大部分结肠癌发生的启动事件，APC 基因的缺失会使小鼠肠内产生良性发育不良的腺瘤。APCMin(Multiple Intestinal Neoplasia) 小鼠携带一个单突变的APC 等位基因，并且在出生 4-6 个月就会在小肠中长出 50-100 个良性的腺瘤。条件性的 APC 截断会产生瘤的相关表型，包括：增生，降低多向分化性，破坏组织结构和腺窝外小肠干细胞的膨出[20]。1.4.1 APC 蛋白结构与功能APC 蛋白分子量是 312 kDa，全长包含 2843 个氨基酸，在多种组织中都有所表达，APC 蛋白主要分布于细胞质中[21]。APC 蛋白包含有多个功能结构域，可分为三个主要的功能区段：N 端区域，中间区域和 C 端区域。APC 能够与许多其他的蛋白结合并发挥不同的生理功能，如 β-catenin、Axin、CtBP、Asef、IQGAP1、EB1 以及微管蛋白[22, 23]（图 3 所示）。
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本文编号：2870240