高原鼠兔肝中Ldh-c基因的表达及其对无氧糖酵解水平的影响

高原鼠兔(Ochotona curzoniac)对高原低氧环境有很强的适应性。我们研究发现,精子特异性乳酸脱氢酶(LDH-C4)在高原鼠兔肝组织中表达。为了阐明LDH-C4对高原鼠兔肝组织无氧糖酵解水平的影响,将20只高原鼠兔随机分为抑制剂组和空白对照组,每组10只。抑制剂组注射1 mol/L LDH-C4特异性抑制剂N-异丙基草氨酸盐(N-isopropyl oxamate)于高原鼠兔股二头肌,双侧各注射500μl,空白对照组注射等剂量的0.9%生理盐水。应用荧光定量PCR和western blot方法,测定了精子特异性乳酸脱氢酶基因(Ldh-c)在高原鼠兔肝组织中的表达水平,应用高压液相色谱法测定了血液中抑制剂的浓度,用生物化学方法测定了抑制剂组和空白对照组高原鼠兔肝组织中乳酸脱氢酶(LDH)比活力以及乳酸(LD)和ATP含量。结果表明,在m RNA和蛋白水平,Ldh-c基因在高原鼠兔肝组织中均有表达,m RNA相对表达水平为0.22±0.04,蛋白相对表达水平为0.97±0.20;当肌肉注射1 mol/L的抑制剂30 min后,血液中抑制剂浓度为0.08 mmol/L,肝组织中乳酸脱氢酶比活力抑制剂组和空白对照组分别为(4 990±290)U/g和(7 360±420)U/g,抑制剂组和空白对照组乳酸含量分别为(0.38±0.05)mmol/g和(0.53±0.03)mmol/g,抑制剂组和空白对照组ATP含量分别为(5.84±0.83)μmol/g和(7.78±1.06)μmol/g,经单因素方差分析,抑制剂组的乳酸脱氢酶比活力和乳酸及ATP含量均显著下降(P0.01);抑制剂对乳酸脱氢酶比活力和乳酸及ATP含量的抑制率分别为30.19%±3.90%、32.22%±8.70%和24.94%±7.80%。以上结果说明,Ldh-c在高原鼠兔肝组织中表达,LDH-C4通过催化无氧糖酵解过程,为其肝组织生命活动提供至少24%的ATP,这可能使高原鼠兔减小了在低氧环境中对氧气的依赖,增强了对低氧环境的适应力。     

高原鼠兔脑组织中精子特异性乳酸脱氢酶的作用

高原鼠兔对高原低氧环境有很强的适应性。研究发现,精子特异性乳酸脱氢酶(LDH-C4)基因在高原鼠兔脑组织中表达,为阐明LDH-C4在高原鼠兔脑组织中的作用,应用荧光定量PCR和Western blot方法,测定了Ldh-c基因在高原鼠兔脑组织中的表达水平;应用对精子特异性乳酸脱氢酶(LDH-C4)特异性的抑制剂(N-isopropyl oxamate),通过肌肉注射后,研究抑制剂对高原鼠兔脑组织中LDH比活力、乳酸和ATP含量的影响。结果表明,在mRNA和蛋白水平,Ldh-c基因在高原鼠兔脑组织中均有表达,相对表达水平分别为0.38±0.05和0.74±0.13;当肌肉注射1 m L 1 mol/L的抑制剂30 min后,血液中抑制剂浓度为0.08 mmol/L;与对照组相比,抑制剂组脑组织中LDH比活力、乳酸和ATP含量显著下降,抑制剂对LDH、乳酸和ATP的抑制率分别为30.78%、46.47%和21.04%。结果表明,精子特异性乳酸脱氢酶基因在高原鼠兔脑组织中表达。LDH-C4通过催化无氧糖酵解过程,为其脑组织生命活动提供至少20%的ATP,可能使高原鼠兔减小在低氧环境中对氧气的依赖,增强对低氧环境的适应能力。     

截短的人精子特异性乳酸脱氢酶L178X突变体丧失催化活性

精子特异性乳酸脱氢酶(乳酸脱氢酶C4,LDH-C4)是精子能量代谢的关键酶类之一.为了研究前期发现的1个LDH-C4基因突变(L178X)对LDH-C4功能的影响,在已构建的LDH-C4原核表达载体pET-28a(+)-hLDHC的基础上,利用PCR定点诱变技术,制备了L178X突变体的原核表达载体pET-28a(+)-hLDHC/L178X,将其转化大肠杆菌BL21(DE3)plysS,诱导其表达.对该载体进行限制性酶切表明,插入的LDHC基因cDNA约1000bp;序列分析表明,该插入片段读框正确,带L178X突变.SDS-PAGE及免疫印迹显示,携带该载体的菌体可表达分子量约25kD的蛋白质,后者可被兔抗LDH-C4血清特异识别.乳酸脱氢酶(LDH)活性测定及活性染色表明,所表达的产物没有LDH活性.本研究成功进行了LDH-C4的1个突变体的原核表达,为研究LDHC基因突变对LDH-C4功能以及男性生育的影响奠定了基础.     

以EV71 3Cpro为靶标的抗病毒药物筛选模型的建立及抗3Cpro化合物筛选

建立一种以EV71 3C蛋白酶为靶标的抗肠病毒药物筛选模型,并应用于小分子化合物库筛选具有抗EV71活性的化合物.从临床手足口病例标本中分离肠道病毒进行PCR鉴定及基因组测序.通过插入突变在黄色荧光YFP编码框合适位点处引入EV71 3C酶切位点,构建对3C蛋白酶敏感的报告质粒pc DNA3-m YFP,然后将其与表达3C的质粒共转293A细胞,在3C抑制剂Rupintrivir存在与否的情况下通过荧光显微镜和酶标仪检测Ex(500nm)/Em(535nm)荧光信号的变化,判断建模是否成功;利用建好的筛选模型在高通量药物筛选平台对小分子化合物库进行初筛和复筛;再利用空斑分析检测筛选出的活性化合物是否对临床分离的EV71毒株具有抑制作用.m YFP在293A细胞中表达良好,3C的表达使荧光信号下降80%,Rupintrivir的存在则几乎不影响荧光表达,说明以3C为靶位的筛选模型构建成功.经过高通量初筛和复筛从26 000多种小分子化合物中获得26种能够显著回复m YFP表达的活性化合物;空斑分析显示其中2种化合物具有较为明显的抑制EV71复制的活性.因此,我们所构建的3C-m YFP共表达系统是一种简便有效的、可用于高通量筛选抗EV71 3C~(pro)药物的筛选模型.     

药物靶标配体高通量筛选的亲和质谱技术研究

疾病相关的药物靶标蛋白与小分子化合物的亲和作用研究是当今新药研发的热点领域,基于靶蛋白与配体亲和作用的筛选技术已成为与基于靶蛋白活性高通量筛选技术高度互补的药物先导化合物发现关键技术。本文综述了亲和质谱技术用于筛选和检测指定靶蛋白的小分子配体的基本原理和主要优势,详细介绍了该技术应用于大规模化合物库筛选、分子片段库筛选、天然产物粗提物筛选和蛋白质与胞内代谢物相互作用研究领域的主要进展。     

抑癌小分子化合物RITA的研究进展

RITA(reactivation of p53 and induction of tumor cell apoptosis)是经筛选得到的小分子化合物,它主要通过抑制鼠双微体2(murine double minute 2,MDM2)和p53的结合激活p53功能。RITA通过调控细胞内参与细胞增殖、凋亡、衰老和代谢等过程的信号通路,抑制肿瘤的发生和发展,提高耐药细胞对化疗药物的敏感性。本文主要从靶向MDM2和p53结合位点的抑癌小分子概况、RITA的结构与作用机制以及RITA的功能研究进展三个方面进行论述,为进一步推进抑癌小分子化合物RITA在抗肿瘤中发挥作用的研究提供理论参考。     

靶向铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)粘肽合成酶PBP3的抗菌先导化合物的虚拟筛选及活性研究

【目的】开发出与铜绿假单胞菌粘肽合成酶PBP3有高亲和力,具有全新结构的先导化合物。【方法】以铜绿假单胞菌粘肽合成酶PBP3为靶点,通过分子对接软件DOCK6.5,对含有104万个小分子化合物的数据库进行了大规模虚拟筛选,选取结构相对简单的中选化合物进行合成,得到先导化合物,并验证其抑菌活性。【结果】通过grid score进行第一轮初筛,筛选出grid score分值小于–30 kcal/mol的6万个化合物,接着以amber score进行第二轮筛选,筛出amber score分值小于–20 kcal/mol的化合物约200个。最终,经过观察分析,从中挑选出4种打分高并且结构新颖的小分子化合物作为先导化合物。合成出的先导化合物及其衍生物对铜绿假单胞菌等常见微生物的最小抑菌浓度(MIC)在175–275μg/m L之间,对革兰氏阴性菌和阳性菌均有效,MIC值比作为阳性对照的磺胺嘧啶更低,说明先导化合物具有较好的抗菌活性。【结论】这些先导化合物可以进一步开发为新型抗菌药物,用于解决铜绿假单胞菌的耐药性问题。     

新冠病毒主蛋白酶小分子抑制剂荧光共振能量转移高通量筛选模型的优化与应用北大核心CSCD

基于荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer, FRET)原理,以新冠病毒主蛋白酶(main protease, Mpro)为靶标,建立并应用Mpro小分子抑制剂FRET高通量筛选模型,以期快速筛选新型Mpro小分子抑制剂。利用大肠杆菌原核表达与分离纯化高活性的Mpro,再以FRET法进行比活力测定。基于FRET原理,以7-甲氧基香豆素-4-乙酸(7-methoxycoumarin-4-acetic acid, MCA)与2,4-二硝基苯酚(2,4-dinitropheno, Dnp)标记的多肽作为Mpro水解底物,通过优化反应缓冲液、Mpro反应浓度、反应温度与时间及DMSO耐受浓度,建立并应用Mpro小分子抑制剂FRET高通量筛选模型进行苗头化合物的筛选。利用大肠杆菌实现了高活性Mpro的原核表达与分离纯化,且比活力不低于40 000 U/mg。通过一系列优化实验,使用0.4μmol/L Mpro与5μmol/L底物建立了Z′因子值为0.79的Mpro小分子抑制剂FRET高通量筛选模型,且反应体系中含有的二硫苏糖醇(1,4-dithiothreitol,DTT)是影响FRET筛选模型可靠性的重要因素。通过对天然产物化合物库进行高通量筛选,发现白花丹素与银杏酸在体外对Mpro酶活性具有良好的抑制作用。本研究建立了基于FRET原理的Mpro小分子抑制剂高通量筛选模型,初步证实了白花丹素与银杏酸是一类新型苗头化合物,为抗新型冠状病毒药物先导化合物的筛选与发现奠定了基础。     

基于天然产物的蛋白酪氨酸磷酸酶1B抑制剂的虚拟筛选（英文）

蛋白酪氨酸磷酸酶1B(protein tyrosine phosphatase 1B,PTP1B)是治疗Ⅱ型糖尿病的靶点之一,筛选PTP1B抑制剂具有十分重要的意义.本文采用分子对接虚拟筛选方法,构建共含有42 296个小分子的天然产物库,分别与PTP1B靶点蛋白进行分子对接,以原配体的结合能量为阈值,经过三轮筛选选取打分值高于阈值的小分子进行药代动力学参数和毒性参数预测,最终筛选出3个PTP1B抑制剂,对苯醌类化合物7、异香豆素类衍生物10和Clavepictine类似物11.结合方式研究表明,3个候选抑制剂类药性良好,均具有较好的PTP1B抑制活性,其中化合物10和11的PTP1B抑制活性未见报道.对化合物10进行体外抑制活性检测,其IC50为(74.58±1.23)μmol/L,可作为潜在Ⅱ型糖尿病治疗药物.     

基于天然产物的蛋白酪氨酸磷酸酶1B 抑制剂的虚拟筛选

蛋白酪氨酸磷酸酶1B(protein tyrosine phosphatase 1B,PTP1B)是治疗Ⅱ型糖尿病的靶点之一,筛选PTP1B抑制剂具有十分重要的意义.本文采用分子对接虚拟筛选方法,构建共含有42 296个小分子的天然产物库,分别与PTP1B靶点蛋白进行分子对接,以原配体的结合能量为阈值,经过三轮筛选选取打分值高于阈值的小分子进行药代动力学参数和毒性参数预测,最终筛选出3个PTP1B抑制剂,对苯醌类化合物7、异香豆素类衍生物10和Clavepictine类似物11.结合方式研究表明,3个候选抑制剂类药性良好,均具有较好的PTP1B抑制活性,其中化合物10和11的PTP1B抑制活性未见报道.对化合物10进行体外抑制活性检测,其IC50为(74.58±1.23)μmol/L,可作为潜在Ⅱ型糖尿病治疗药物.     

高原鼠兔组织中精子特异性乳酸脱氢酶的作用机理

高原鼠兔Ochotona curzoniae具有很强的高原低氧适应能力。前期研究发现,精子特异性乳酸脱氢酶(LDH-C4)在高原鼠兔体细胞中表达。为阐明LDH-C4在高原鼠兔组织中的作用机理,应用RNA干扰技术沉默高原鼠兔心肌、肝脏和脑组织中的Ldh-c基因;应用荧光定量PCR和Western Blot方法,测定Ldh-c基因在心肌、肝脏和脑组织中的表达水平;应用生物化学方法测定沉默Ldh-c基因后,心肌、肝脏和脑组织中LDH比活力、乳酸和ATP的含量。结果表明,腹腔注射腺病毒p MultiRNAi-Ldhc能极显著降低高原鼠兔组织中Ldh-c基因的表达水平,在mRNA和蛋白水平,心肌中Ldh-c基因的表达分别下降48.11%和19.27%;肝脏中Ldh-c基因的表达分别下降70.16%和25.82%;脑中Ldh-c基因的表达分别下降49.08%和25.36%。沉默Ldh-c基因表达后,高原鼠兔心肌、肝脏和脑组织中LDH比活力、乳酸和ATP的含量也显著降低,分别下降25.58%、41.94%和21.23%,28.16%、15.90%和24.66%以及16.65%、12.78%和18.50%。这些结果说明,高原鼠兔在低氧环境中,其心肌、肝脏和脑组织通过LDH-C4催化无氧糖酵解获得部分ATP,增强对低氧环境的适应能力。     

人精子特异性乳酸脱氢酶结构和功能的计算生物学分析

精子特异性乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）,又称乳酸脱氢酶C4（lactate dehydrogenase C4,LDH-C4）,特异性地存在于哺乳动物发育成熟的睾丸组织中,与精子的生成、代谢、获能等有密切关系. 根据GenBank数据库中人LDH-C4氨基酸序列（P07864）,利用PROSITE数据库预测人LDH-C4的功能基序|利用Clustalw2、TreeView1.6.6进行LDH-C4进化树的构建|利用I-TASSER软件预测人LDH-C4的二、三、四级结构以及功能位点. 结果表明：在190~196位有1个LDH活性位点,该位点为脊椎动物各亚型乳酸脱氢酶共有的催化位点,为进化中的1个保守序列|从进化树来看,LDHC和LDHB的亲缘关系比较近|人LDH-C4与小鼠LDH-C4的二级、三级结构具有很高的相似性|LDH-4属乳酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶（LDH-MDH）超家族中的LDH-(cd05293）家族的成员,属于NAD依赖性酶,拥有LDH-1家族具备的基本结构特点. 以上结果为研究LDH-C4基因突变对其功能的影响打下基础.     

不明原因男性不育人群中睾丸特异性乳酸脱氢酶基因突变的发现及其意义

为了研究睾丸特异性乳酸脱氢酶,即乳酸脱氢酶C4(LDH-C4)基因突变在男性不育发病中的作用,利用LDH-C4特异性底物对100名不明原因男性不育症患者的精子LDH-C4进行活性显色,用变性高效液相色谱(DHPLC)技术对LDH-C4活性低下的患者进行LDHC基因PCR产物的突变筛查,对DHPLC峰形异常的PCR产物进行序列测定.筛选到一组精子LDH-C4活性明显下降的患者,其中1名患者的LDHC基因PCR产物在DHPLC中呈异常洗脱峰.对这一PCR产物进行序列测定,发现患者LDHC基因第5外显子的115位碱基发生了T→A的杂合改变(GenBank登录号GU479375),该突变使LDHC基因的178位密码子由原来的TTG(编码亮氨酸)变为TAG(终止密码子),形成截短的C亚基.T克隆-测序进一步证实了该无义突变的杂合状态.这是在人类LDHC基因上发现的第一个突变,提示LDHC基因突变可能是男性不育发病的原因之一.     

合成的哌啶并噻吩类化合物抑制肺癌细胞生长的初步研究

为了发现新的可用于肺癌治疗的小分子药物,从实验室现有的小分子化合物库中,选取13个未见报道的新型哌啶并噻吩类化合物,对其抑制肺癌A549细胞生长的作用进行初步评价。通过体外培养A549细胞,应用WST-1法检测小分子化合物(终浓度为10μmol/L)处理后细胞存活率的变化,发现化合物11(噻吩并[2,3-c]哌啶-3-甲酰胺-2-[(3-甲氧基-萘-2-羰基)-氨基]-6-苄基-,盐酸盐)能显著抑制A549细胞的生长,抑制率可达到(71.34±0.96)%。对小分子化合物结构与活性关系的分析发现苯并结构可能是增强化合物对A549细胞生长的抑制作用的关键结构基团。随后,进一步分析了化合物11(终浓度分别为1、2.5、5、10μmol/L)对A549细胞和正常人胚肺成纤维MRC-5细胞生长的抑制作用。结果表明,随着该化合物浓度增加,对A549细胞生长的抑制率逐渐增大,用GraphPad Prism软件计算出该化合物的IC50为2.407μmol/L;而该化合物对MRC-5细胞生长的抑制率显著低于对A549细胞生长的抑制率,当作用终浓度为10μmol/L时,其对MRC-5细胞生长的抑制率也只有30.41%。这些研究结果初步显示化合物11是一种新的较为理想的治疗肺癌药物先导化合物的候选分子。     

田基黄体外抗乙型肝炎病毒活性成分的研究

为了研究田基黄抗HBV活性成分,采用硅胶、Sephadex LH-20及薄层色谱等方法从田基黄60%乙醇提取物中筛选、分离纯化抗乙型肝炎病毒的活性成分,通过波谱解析和理化鉴别进行结构鉴定。以HepG 22.2.15细胞株为筛选工具,用MTT法检测药物的细胞毒性;以酶联免疫法(ELISA)检测细胞培养上清液的乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)和乙型肝炎病毒e抗原(HBeAg)的滴度。从乙酸乙酯的活性部位分离得到槲皮素-7-O鼠李糖苷(1)、(2R,3R)双氢槲皮素-7-O-α-L鼠李糖苷(2)、槲皮苷(3)和1,3,6,7-四羟基咕吨酮(4)4种化合物,其中化合物4是体外抗乙型肝炎病毒活性最高的化合物,其对HepG22.2.15细胞HBeAg分泌的抑制率最高,为67.66%,IC50值为40.25μg/mL,治疗指数TI2。     

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。     

以番茄斑萎病毒核蛋白为靶点的荧光偏振药物筛选体系的建立及应用

目的:基于荧光偏振技术建立靶向番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)核蛋白(NP)与核酸相互作用的药物筛选体系,并应用该体系展开药物筛选。方法:将目的基因克隆到pGEX-6p-1表达载体上,并采用大肠杆菌表达系统进行目的蛋白的异源表达。建立靶向TSWV NP与核酸相互作用的荧光偏振药物筛选体系,对体系的结合时间、DMSO耐受、变异性和稳定性进行研究,并展开药物筛选。结果:成功构建重组质粒pGEX-6p-1-NP,在大肠杆菌中表达并分离纯化出高质量的核蛋白。基于荧光偏振技术建立了信噪比为8∶1,Z因子为0. 82的稳定的靶向TSWV NP与核酸相互作用的药物筛选体系,并对化合物库中1 000种化合物展开药物筛选,经过初步筛选获得了1种IC_(50)为4. 15μmol/L的化合物。结论:建立了稳定的荧光偏振筛选体系,适用于靶向NP与核酸相互作用的药物的筛选。筛选到的化合物为番茄斑萎病毒的预防和控制提供参考。     

以STAT3为靶标的抗肿瘤药物高通量筛选模型的建立和应用

旨在建立稳定可靠的以转导与转录激活子(STAT3)为靶标的抗肿瘤高通量筛选模型,应用该模型筛选潜在的抗癌药物。利用基因重组、蛋白表达纯化技术,获得STAT3目的蛋白,使用酶联免疫吸附法(ELISA)进行高通量药物筛选,将筛选出的抑制剂在细胞水平上利用MTT比色法测定化合物对癌细胞增殖的影响。结果显示,成功构建表达载体pET-28a-STAT3;所建立的模型稳定可行,可用于以STAT3为靶标的抗肿瘤药物的高通量筛选;用该模型对8 248个样品进行筛选,在500μmol/L药物浓度下,化合物MDC6抑制率为92%,另外,进行IC50值的测定时,分子水平上最低达到3.37μmol/L,在细胞水平上可达到15.92μmol/L。建立的高通量药物筛选模型,具有操作方便、成本低、结果稳定等特点,可用于STAT3抑制剂的大规模筛选。     

以MIF为靶标的抑制剂药物高通量筛选模型的建立和应用

旨在以巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)为靶标,采用紫外-分光光度法建立高通量药物筛选体系。对目的基因进行分子克隆,利用大肠杆菌原核表达系统进行纯化得到高纯度的目的蛋白,利用紫外-分光光度法构建酶活体系,并优化体系条件,建立合适的高通量药物筛选模型,最终从384种小分子中筛选出潜在的酶抑制剂。筛选模型构建成功,并筛选出酶活抑制率较高的小分子2种,测得半数抑制浓度IC50分别为59.07μmol/L、44.12μmol/L。针对MIF蛋白,建立了较理想的高通量药物筛选模型,适用于MIF蛋白酶活抑制剂的筛选,有利于后期的药物研发。     

中国达乌尔鼠兔染色体G、C带图形与Ag-NORs特征

高原的鼠兔耐低氧、血管脆性大,是研究高山生理、运动医学及老年医学的良好动物模型。同时,鼠兔对药物敏感,繁殖力强,在医学遗传学研究方面也有广阔的前景。日本鼠兔(O.hyperborea)、美洲鼠兔(O.perinceps)和阿富汗鼠兔(O.refescens)的核型已有报道[11],但未作带型分析。1984年,Kimura等报道了阿富汗鼠兔的染色体G.C带图形[13]。本文报道中国达乌尔鼠兔(O.daurica)染色体的带形与核仁形成区(NOR)活性,并讨论鼠兔的进化位置。