配体门控离子通道受体别构调节研究

配体门控离子通道(LGIC)在中枢神经系统信息处理的过程中起着极其重要的作用,与多种神经性疾病有着密切联系.与受体正位调节作用相比,别构调节效应具有类内源性生理作用、高选择性及不易过度调节的优点,从而避免了一系列不良反应发生.目前,各种LGIC受体超家族均有别构调节剂发现,部分已在临床上得到应用.在未来的研究中,通过建立及完善针对别构调节剂的筛选策略,别构调节剂的发现效率及生物活性将得到极大地提高,更多的药物将会不断涌现.     

GABAB 受体变构剂药学研究进展

Y-氨基丁酸B受体(GABAB receptor,GABABR)是最具有药理学意义的药物靶点之一,具有复杂而精细的激活机制.传统的GABABR靶点药物开发集中于激动剂和拮抗剂,这类药物受到多种因素的制约,包括较强的副作用、药物代谢困难、机体耐药性明显等.变构剂结合于正构位点之外,能够调节GABABR异源二聚体亚基或结构域间的相互作用.正向变构剂(positive allosteric modulators,PAMs)和负向变构剂(negative allosteric modulators,NAMs)分别可以提高或降低GABABR的活性,并具有较高的特异性和药物安全性,同时还能够保持GABABR信号在时间和空间上的可控性.变构剂为GABABR靶点药物开发提供了新思路.     

GABAB受体变构剂药学研究进展

Y-氨基丁酸B受体(GABAB receptor,GABABR)是最具有药理学意义的药物靶点之一,具有复杂而精细的激活机制.传统的GABABR靶点药物开发集中于激动剂和拮抗剂,这类药物受到多种因素的制约,包括较强的副作用、药物代谢困难、机体耐药性明显等.变构剂结合于正构位点之外,能够调节GABABR异源二聚体亚基或结构域间的相互作用.正向变构剂(positive allosteric modulators,PAMs)和负向变构剂(negative allosteric modulators,NAMs)分别可以提高或降低GABABR的活性,并具有较高的特异性和药物安全性,同时还能够保持GABABR信号在时间和空间上的可控性.变构剂为GABABR靶点药物开发提供了新思路.     

P-精蛋白和肿瘤多药拮抗性

近年来,肿瘤细胞MDR机制的研究取得了令人鼓舞的成就,Pgp的发现是MDR研究的重大进展。业已阐明,Pgp是耐药基因mdr产物,分子量为170 KD。Pgp分3类,Ⅰ类及Ⅱ类与MDR表型有关,Ⅲ类与MDR无关。Pgp分子有药物结合位点及ATP结合位点并具有ATPase活性。ATP降解与药物的转运偶联。Pgp可能起外逸泵作用,把药物主动排出MDR细胞外。另外,Pgp与细胞及其他真核生物的转运蛋白具有高度同源性,可能属于转运蛋白家族,参与机体分泌功能及清除内外源性有毒物质,构成机体广谱特异性转运系统。但是关于Pgp的生理功能、转运机制、Pgp表 达调节机制与Pgp结合专一性等问题有待于深入探讨。     

胱硫醚β合酶新型抑制剂的发现和机制研究

[目的]旨在发现胱硫醚β合酶(Cystathionineβ-synthase,CBS)的新型抑制剂并研究其作用机制。[方法]通过构建血红素结合位点缺失或氧化还原位点突变的CBS突变体(CBS_(70-413)和CBS C272A/C275A),基于该酶的测活方法和PLP荧光光谱分析,研究3个CBS新型抑制剂的抑制有效性及其分子作用机制。[结果]亲和纯化得到了有活性的CBS_(70-413)和CBS C272A/C275A突变蛋白以用于抑制剂的机制研究。研究发现,CBS_(70-413)突变体可高效拮抗这些抑制剂的抑制效果,而C272A/C275A突变则不行,提示这些抑制剂可与该酶的血红素结合位点结合而抑制该酶活力。进一步研究结果表明,它们可别构调控该酶辅基PLP的含量。[结论]3个抑制剂的分子作用机制为,通过与该酶的Heme位点结合,并通过该位点去别构调控PLP辅基与活力位点的结合,从而抑制该酶的活力。     

GABA_B受体变构剂药学研究进展

γ-氨基丁酸B受体（GABAB receptor,GABABR）是最具有药理学意义的药物靶点之一,具有复杂而精细的激活机制。传统的GABABR靶点药物开发集中于激动剂和拮抗剂,这类药物受到多种因素的制约,包括较强的副作用、药物代谢困难、机体耐药性明显等。变构剂结合于正构位点之外,能够调节GABABR异源二聚体亚基或结构域间的相互作用。正向变构剂（positiveallosteric modulators,PAMs）和负向变构剂（negative allosteric modulators,NAMs）分别可以提高或降低GABABR的活性,并具有较高的特异性和药物安全性,同时还能够保持GABABR信号在时间和空间上的可控性。变构剂为GABABR靶点药物开发提供了新思路。     

间隙连接蛋白43羧基端在恶性肿瘤中的作用及机制

间隙连接蛋白43(connexin 43,CX43)是间隙连接蛋白家族的重要成员之一,参与体内众多生理和病理过程的调控。结构上,该蛋白由氨基端、跨膜结构及羧基端三部分组成,其羧基端上存在大量蛋白结合位点。通过这些位点,CX43能够与不同的蛋白发生相互作用:一方面,影响CX43自身的磷酸化状态,从而调控其降解、亚细胞定位以及装配等过程;另一方面,CX43羧基端还能够通过某些特定的结合位点,调控其他蛋白分子的功能状态,从而影响信号转导,调节细胞的生物学功能。近年来研究发现,该蛋白的羧基端(carboxyl terminal)显著地影响肿瘤细胞/肿瘤干细胞的生物学特性。该文就CX43羧基端的结构特点、与蛋白质的相互作用位点、调控肿瘤细胞/肿瘤干细胞增殖、迁移、自我更新和成瘤能力的作用机制进行简要综述。     

靶向5-LOX中药黄酮类化合物的活性筛选及其作用方式和共性规律研究

筛选靶向结合炎症相关蛋白5-LOX(5-lipoxygenase,5-脂氧合酶)的中药黄酮类天然产物,分析与5-LOX结合的黄酮类成分及其来源中药的共性规律。本研究借助Discovery Studio 2017 R2分子对接和药效团构建模块,结合SPR分子筛选实验,以及关联网络构建的方法进行研究。研究结果显示,来源于17种中药的18个黄酮类小分子中有11个能够与5-LOX结合,并从分子对接以及药效团构建研究中发现其作用的3种方式和共性特征:(1)部分中药黄酮成分(如木犀草素等)通过结构中的B环与5-LOX在活性位点ASP243形成静电中心相结合;(2)部分中药黄酮成分(如芹菜素等)是通过结构中的A环与活性位点VAL520形成疏水键、与活性位点ASP243形成氢键与5-LOX结合;(3)杨梅苷等黄酮类成分由于极性较强,在没有形成疏水键的情况下,也是通过形成静电中心与5-LOX在活性位点ASP243产生相互作用。此外还发现靶向5-LOX的活性中药黄酮类化合物,大多来源于具有利湿、退黄等功效,性味甘苦寒的景天科中药中。本研究发现了部分靶向5-LOX的中药黄酮类成分及其作用方式和共性规律,为开发靶向5-LOX抗肿瘤新药提供思路和方法。     

结缔组织生长因子对血管生成和细胞功能的调节

结缔组织生长因子(CTGF)是CCN家族的主要成员,是研究较多的CCN蛋白之一。CTGF能促进细胞的增殖、存活、迁移和黏附,调节血管生成分子(bFGF,VEGF)以及一些影响胞外基质完整性和稳定性的分子(胶原、MMPs和TIMPs)的活性。CTGF可以在多个控制位点采取直接或间接的机制调控细胞功能和血管生成。结合新的发现和新的视点,阐述CTGF对细胞功能和血管生成的调控作用以及与肿瘤生长的关系。     

洛美沙星对Bloom综合征解旋酶生物学特性影响的机理研究

Bloom综合征解旋酶(BLM)是RecQ家族DNA解旋酶中的一个重要成员,参与了DNA复制、修复、转录、重组以及端粒的维持等细胞代谢过程,在维持染色体的稳定性中具有重要作用.BLM解旋酶的突变可导致Bloom综合征.Bloom综合征是一种罕见隐性常染色体遗传疾病,患者遗传不稳定,并易患多种类型癌症.洛美沙星(LMX)可以抑制细胞内多种酶,并通过结合DNA干扰DNA代谢,从而治疗多种疾病,但是其具体的作用机理还未完全清楚.运用荧光偏振技术和自由磷检测技术,研究了LMX对BLM642～1290解旋酶DNA结合活性、解链活性和ATP酶活性的影响.运用荧光及紫外吸收光谱法研究了LMX与解旋酶结合的结合常数、结合位点数、作用力类型、结合距离等参数.结果表明,LMX与解旋酶之间能自发进行反应,两种分子有一个结合位点,通过静电引力和疏水作用力形成稳定的BLM-LMX复合物,且解旋酶的内源荧光被LMX静态猝灭,主要原因是非辐射能量转移.在这一过程中,LMX能抑制解旋酶的解链活性和ATP酶活性,而促进解旋酶的DNA结合活性.LMX对BLM解旋酶生物学活性影响的机理可能是LMX使解旋酶通过别构机制影响其ATP酶活性,并使酶的构象维持在较低解链活性的状态,通过抑制ATP催化水解与解链过程的偶联和阻止解旋酶的易位,从而抑制其解链.LMX能够促进解旋酶的DNA结合活性,可能是因为其C-6和C-7上的取代功能基团可以增加酶活力,以及增强药物、酶和DNA的结合,从而形成药物-酶-DNA复合物.这些结果为研究以DNA解旋酶为药物靶标的分子机理和理解喹诺酮类药物的作用机理奠定相关理论基础.     

前导肽介导的蛋白折叠机制及其对脂肪酶影响的研究进展

大多数蛋白质的形成过程主要由合成前体蛋白和合成功能蛋白两个步骤组成.在这个过程中,前导肽能够辅助蛋白质折叠或抑制它的活性.前导肽作为脂肪酶结构中重要的一段多肽链,通常作为分子内分子伴侣来辅助脂肪酶的折叠,同时该序列上包括糖基化位点在内的一些特殊位点,对酶的活性、极端环境稳定性、甲醇耐受性和底物特异性等性质具有重要影响....     

药物分子伴侣: 蛋白质折叠运输缺陷的新疗法

大量遗传性疾病的发生是由于基因突变引起蛋白质错误折叠而不能运输到作用位点,从而导致功能缺陷．近年来兴起的药物分子伴侣是恢复蛋白质折叠运输缺陷的新疗法,这类化合物一般为目的蛋白的底物类似物、受体配基或酶抑制剂等化学小分子,具细胞通透性,能在内质网中特异性识别并结合突变蛋白,校正并稳定其正确构象,协助其运输到正确位点,直接恢复突变蛋白功能,可治疗各种南蛋白质折叠运输缺陷导致的内分泌及代谢疾病．目前已报道的由药物分子伴侣恢复功能的突变蛋白主要为质膜蛋白及细胞器蛋白,如ATP结合盒转运蛋白、G-蛋白耦联受体及溶酶体酶等．大量的细胞及动物实验结果显示了药物分子伴侣的临床应用前景广阔,目前已有一例临床实验获得了成功．     

病毒受体的研究方法

1概况病毒受体可以定义为位于宿主细胞表面能够被病毒吸附蛋白识别并与之结合,从而引起病毒感染的分子复合物,其化学本质是糖蛋白、蛋白聚糖、脂类或糖脂,大多数属于蛋白质。病毒受体可以是单体也可以是多分子复合物,具有特异性、高亲和性、饱和性、结合位点及靶细胞部位的有限性以及独特的生物学活性等[1]。病毒受体是公认的引发病毒感染宿主细胞的主要决定因素,也是影响病毒宿主特异性和组织亲嗜性的决定因素之一。研究病毒受体的特性及其功能对于从分子水平阐明病毒感染与免疫的机制,深刻理解病毒与宿主细胞的相互关系,研制更有效的病毒…     

Rap信号在神经系统中的功能研究进展

小分子G蛋白Rap属于Ras家族,其结构类似于Ras,结合GTP后处于活性状态(RapGTP),结合GDP后则处于非活性状态(RapGDP)。在细胞内,Rap通过RapGTP与RapGDP之间的动态转换起到分子开关的作用,调控细胞增殖、分化、存活、粘附、迁移等生理过程。胞外信号通过特异性鸟嘌呤核苷酸交换因子(guanine nucleotide exchange factors,GEFs)调控Rap与GTP的结合,激活Rap;胞内特异性GTP酶激活蛋白(GTPase activating proteins,GAPs)促进GTP的水解,使Rap失活。活化的Rap信号通过其下游不同的信号分子调控不同的生物学功能。在神经系统中,Rap信号具有多样的生物学功能,Rap信号能促进神经元极性的建立和轴突生长,还能调节神经突生长。Rap信号能够调控神经突触结构和功能的可塑性变化。此外,也有研究报道Rap信号和神经元的迁移具有相关性。本文主要针对Rap信号在神经系统中的功能研究进展进行综述。     

果蝇TRP离子通道C端一个新钙调蛋白结合位点的鉴定和分析

瞬时受体电位(TRP)通道是一类钙离子透过性的阳离子通道蛋白家族,参与了视觉、味觉、温度感受等重要的生物学过程。之前的研究表明,钙离子既能够正反馈也能够负反馈地调节瞬时受体电位通道的活性,而这种调节可能是通过钙调蛋白（calmodulin,CaM）与TRP通道的相互作用来进行的。为了阐明这一调控机制,我们首先需要对钙调蛋白与瞬时受体电位通道之间的相互作用进行详细的生化研究。在此项研究中,通过大肠杆菌表达系统,表达和纯化了果蝇瞬时受体电位通道羧基末端不同长短的蛋白片段,并发现了一个新的钙调蛋白结合位点。通过快速蛋白液相色谱、静态光散射以及等温量热滴定技术,鉴定了这一钙调蛋白结合位点与果蝇瞬时受体电位通道之间的相互作用,发现它们在钙离子依赖的条件下,可以形成亲和力非常强的稳定的蛋白复合物（解离常数在01～1微摩尔范围）。此外,通过合成多肽的方法,鉴定了果蝇瞬时受体电位通道913～939片段为该钙调蛋白结合位点的核心区域。最后,通过突变实验,进一步明确了果蝇瞬时受体电位通道922位的酪氨酸以及923位的缬氨酸为其钙调蛋白结合位点的关键氨基酸。总而言之,本研究发现和鉴定了果蝇瞬时受体电位通道上一个新的钙依赖的钙调蛋白结合位点,这一发现将为研究瞬时受体电位通道的体内功能提供生化基础,为阐明钙离子通过钙调蛋白调节瞬时受体电位通道的分子机制做出贡献。     

胰岛素样生长因子结合蛋白的结构与功能研究概况

胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF)结合蛋白(IGF-binding proteins,IGFBPs)家族包含6个与IGF有高亲和力的蛋白。该蛋白家族能够调节IGF的生物利用度,且具有调控细胞增殖分化的作用。IGFBPs蛋白分子中N端保守区的几个疏水氨基酸位点是该蛋白与IGF具有高亲和力的关键位点。近年来的研究发现,N端结构域的起始与末尾的几个保守的氨基酸位点也与结合有关。而C端不仅含有结合IGF的关键位点,而且还是IGFBPs独立于IGF分子网络作用的主要负责区域。IGFBPs除了在体内调节IGF的生物利用度之外,还具有其独立的作用,诸如细胞凋亡和细胞周期的调控。IGFBPs的细胞表面受体及信号通路等研究已经取得一定成果,但每个成员的具体作用机制还不够精确,因此该蛋白家族更多的作用还有待于进一步的探讨。     

ACSBAIA方法及其在烯丙胺类抗真菌药物设计中的应用

根据活性类似物活性基团在能量补偿许可范围内能够到达受体活性部位与各作用位点结合 ,而无 (低 )活性类似物的活性基团由于构象限制因素等不能与之结合的原理 ,建立一种新的搜寻药物分子的活性构象程序ACSBAIA .该程序包括 4个子系统 :构象抽样、活性构象限定、无活性构象排除、活性预测 .用此方法搜寻了烯丙胺类抗真菌药物的活性构象 ,并对 2个高活性和无活性的类似物进行了预测和检验 ,证明该方法较科学实用 .该方法的应用不受受体三维结构知识多少的限制 ,对目前绝大多数受体三维结构未知的情况尤其适用     

HPV-2E2蛋白(A338V)突变体对E2蛋白DNA结合能力增强的研究

HPV-2是引起皮肤寻常疣的常见HPV型别,病毒E2蛋白可抑制病毒早期启动子的活性。我们曾经报道来自一例巨大寻常疣患者的HPV-2突变E2蛋白对病毒早期启动子活性的抑制作用明显减弱,该E2蛋白在其C末端的DNA结合区域带有A338V的点突变。本研究利用原核表达系统表达纯化了突变E2(A338V)和HPV-2原毒株的羧基端和全长蛋白。电泳迁移率实验结果显示,E2蛋白可与带有E2蛋白特异性结合位点的寡核苷酸探针形成复合物,突变E2蛋白比原毒株E2蛋白的DNA结合能力强。这提示DNA结合能力的增强可能为E2蛋白对病毒启动子活性影响的分子基础,与患者出现罕见巨大寻常疣这一临床表型关联。     

稀有鮈鲫HSP70基因启动子的克隆及功能分析

热休克蛋白70(HSP70)作为一种分子伴侣,在环境毒理学中受到广泛研究。前期研究表明稀有鮈鲫HSP70基因(GrHSP70)表达量与五氯酚(pentachlorophenol, PCP)处理的浓度和时间在肝脏中呈现剂量/时间-依赖效应。为探究启动子在热休克蛋白70表达调控中的作用,根据已知的GrHSP70 cDNA序列,采用染色体步移技术克隆了GrHSP70的5'侧翼区的核苷酸序列。生物信息学分析从预测的转录起始位点(C)起的5'侧翼区域共1 487bp,潜在的转录因子结合位点包括雌激素响应元件(ERE)、Sp1结合位点(Sp1)、糖皮质激素响应元件(GRE)、TATA结合蛋白(TBP)、CCAAT/增强子蛋白结合位点(C/EBP)、Oct-1结合位点(Oct-1)、GATA转录因子结合位点(GATA-1)等。实验构建了含有启动子缺失片段的萤火虫萤光素酶(firefly luciferase)和海肾萤光素酶(renilla luciferase)报告基因表达载体,瞬时转染HeLa细胞后,利用双荧光活性检测确定获得的GrHSP70启动子具有启动活性,其核心启动位点位于转录起始点上游-1 487~-1 093bp。同时,用不同浓度PCP暴露成功转染了重组质粒(pGL-HSP70 promoter-Luc+)的HeLa细胞,培养24h后检测双荧光活性,与对照相比,随PCP浓度的增加,荧光活性均显著增加。说明在稀有鮈鲫肝脏中PCP会通过激活GrHSP70启动子来诱导GrHSP70表达,但PCP在稀有鮈鲫体内通过何种机制来调节HSP70的合成,仍然需要进一步研究。     

新型冠状病毒相关靶点小分子抑制剂虚拟筛选

为确定治疗新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染的候选药物,开展了针对SARS-CoV-2的药物虚拟筛选研究。以SARS-CoV-2的刺突蛋白(S蛋白)和3CL蛋白酶(主蛋白酶)作为药物靶点,以美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市的2 726个小分子药物作为候选,通过分子对接方法,筛选出了3种(阿巴瑞克(Abarelix)、西曲瑞克(Cetrorelix)、鞣酸(Tannic acid))与S蛋白具有较强结合能力的小分子药物,1种(戈舍瑞林(Goserelin))与3CL蛋白酶具有较好结合能力的小分子药物,它们理论上都具有抑制新型冠状病毒复制的效果。将靶向3CL蛋白酶的候选药物与辉瑞公司开发的药物Paxlovid进行比较,发现其作用位点均集中于3CL蛋白酶的第130-200位的残基周围,具有相似的结合位点与相互作用。此外也对候选药物的物理与化学性质及与基因相互作用进行了分析。本研究可为开发新型冠状病毒感染的治疗药物提供参考。