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《中国人民解放军军事医学科学院》 2009年
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作用于乙酰胆碱受体α_9α_(10)亚型α型芋螺毒素的构效关系研究

徐宁  
【摘要】: 烟碱型乙酰胆碱受体nAChR为离子通道型受体,在肌肉、中枢神经系统和外周神经系统广泛分布。研究证明,人类几种常见的神经系统疾病是nAChR基因遗传突变的结果,如先天性肌无力、常染色体显性夜发癫痫等。对该家族的结构功能研究一直是神经生物学领域的热点之一。α9α10亚型是近年来新发现的nAChR家族成员之一,被认为与形成正常的听觉系统有关。最新的研究发现该亚型的拮抗剂α型芋螺毒素(Vc1.1,RgIA)在多个大鼠慢性疼痛模型(CCI model,PSL model,Diabetic Neuropathy model)中表现出较好的镇痛活性,提示该亚型很可能是疼痛研究的新靶点。 本课题以α型芋螺毒素Vc1.1和RgIA的作用机理和结构特点为基础,设计了一系列α型芋螺毒素突变体。设计思路如下:(1)通过大量的文献调研和对作用于各类乙酰胆碱受体芋螺毒素的序列特性分析,α型芋螺毒素Vc1.1和RgIa的loop I在识别乙酰胆碱受体中可能发挥巨大的作用,而loop II,尤其是第9-11位的氨基酸残基,则很可能通过氨基酸侧链基团不同的化学特性,决定配体-受体亲和力的高低,诱导受体五聚体通道的构象变化,进而发挥其拮抗作用。通过改变该类肽的关键氨基酸的性质,可能提高其与受体结合位点的亲和力,进而提高镇痛活性;(2)在筛选到活性更强的突变体后,对其进行N末端化学集团的修饰,增强其抗酶解能力,以获得更长的作用半衰期;(3)基于最新报道的对于乙酰胆碱受体α9α10亚型有极高亲和力的新型抑制剂[V11L;V16D]ArIB(序列:DECCSNPACRLNNPHDCRRR)及筛选得到突变体,设计合成两条杂合体肽。 按照上述思路,设计合成了17条α型芋螺毒素突变体。根据最大程度保留外周神经损伤引起的病理性疼痛,操作简易性、可靠性、可重复性、有效性及实用性的标准,选择了两种经典的动物慢性疼痛模型:大鼠坐骨神经半切模型和坐骨神经松扎模型,评价该系列多肽的镇痛活性。同时,我们采用了同源模建技术构建了乙酰胆碱受体α9α10亚型的五聚体复合物模型,运用计算模拟研究的手段方法,以求在微观层面上阐释α型芋螺毒素Vc1.1和RgIA不同位点氨基酸突变与其镇痛活性间的关系,并且找到两者相互作用的关键位点氨基酸。结论总结如下: 1、用PSL模型筛选发现了二条镇痛活性显著高于对照肽Vc1.1的突变体HS-2和HS-10,在25μg/kg左右的剂量下即可表现出强烈的镇痛作用,且作用时间比较长,肌肉注射3个小时后活性仍然很强。剂量关系活性试验表明,HS-2和HS-10的镇痛活性呈显著的剂量依赖关系,随着注射剂量升高,HS-2和HS-10的镇痛活性明显增强,表现出正相关性,且在相同的剂量下,HS-2和HS-10的镇痛活性显著高于对照肽Vc1.1。当给药量为3nmol时,HS-2可使大鼠的痛阈值提高87.2±30.4%,比Vc1.1(52.7±16.1%)的镇痛效果提升了约65%,而HS-10可使大鼠痛阈值提高79.3±17.3%。相似的活性结果在CCI模型中得到了验证。而且,HS-10的N端为苯甲酰基团保护,抗酶解能力增强,显示了良好的药物发展前景。 2、初步得到了一些Vc1.1特定位点残基与镇痛活性的关系。(1)Vc1.1第九位氨基酸Asn9用Arg取代后,镇痛活性显著提高,用中性氨基酸Ala取代后镇痛活性下降大约一半,而若用负电荷氨基酸Asp取代后,镇痛活性急剧下降,结果表明第九位残基侧链电荷性质对其功能非常重要。(2)Tyr10也是功能关键氨基酸,用Val或者Ser取代后,镇痛活性大幅下降,推测Tyr的苯环很可能与受体结合区形成了氢键相互作用。但是同时用两个强亲水性的氨基酸取代Tyr10和Asp11,则活性只降低一半左右,猜测很可能是该突变体与Vc1.1在靶位结合位置上有差别。(3)loop I中DPR三联体在靶位识别的重要作用得到了一定的验证,将D突变为H后(HS-8),活性几乎丧失。 3、运用同源模建技术构建了乙酰胆碱受体α9α10亚型的五聚体复合物模型,并研究了该复合物模型与Vc1.1、RgIA相互作用的分子机制。结果表明:(1)Vc1.1的Arg7、Asp11、、Glu14是关键位点氨基酸,它们通过静电作用、氢键与受体结合。(2)RgIA与受体结合与Vc1.1显著不同。RgIA的Tyr10与受体的多个残基形成的氢键作用,而Vc1.1的Tyr10与受体形成的氢键作用较少。(3)RgIa与受体产生的静电相互作用中,引力和斥力共存,从而使得静电作用力削弱,而且氢键数目远较Vc1.1多,推测氢键相互作用更为重要。(4)二者在与(+)α10(-)α10界面的作用中显著不同。Vc1.1的Arg7、Glu4与受体形成了很强的静电作用,而RgIA则与受体形成了静电排斥作用,推测RgIA可能不与该界面结合。
【学位授予单位】:中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:R914

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘娜;中国南海新型芋螺毒素的化学合成、活性测定及表达条件初探[D];山东科技大学;2011年
2 赵重甲;作用于nAChR α3β2亚型特异α-芋螺毒素的设计合成及该靶点的功能研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李晓玲,戴秋云,黄培堂;织锦芋螺毒素研究进展[J];军事医学科学院院刊;2001年01期
2 魏娟娟;戴秋云;;α-芋螺毒素构效关系的研究进展[J];军事医学科学院院刊;2006年04期
3 陈伟华;王志强;韩禹宏;;A-超家族芋螺毒素研究进展[J];生命科学;2006年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邴晖;高炳淼;于海鹏;胡远艳;朱晓鹏;长孙东亭;罗素兰;;海洋生物毒素研究新进展[J];海南大学学报(自然科学版);2011年01期
2 李晓玲,戴秋云,刘风云,周晓巍,黄培堂;一种增强神经元钙电流的新型织锦芋螺毒素[J];中国海洋药物;2003年02期
3 肖彩;包锐;林原斌;戴秋云;;中国南海织锦芋螺毒素的分离及鉴定[J];中国海洋药物;2006年03期
4 魏娟娟;戴秋云;;α-芋螺毒素构效关系的研究进展[J];军事医学科学院院刊;2006年04期
5 冯桂学;雒飞飞;戴秋云;;钠通道芋螺毒素研究进展[J];军事医学科学院院刊;2007年06期
6 孙婷;刘珠果;吴传侠;赵玉娥;戴秋云;;新的M家族芋螺毒素的克隆及进化分析[J];军事医学;2011年04期
7 刘娜;刘珠果;孙婷;崔志芳;戴秋云;;中国南海新型α-芋螺毒素Im1.6的克隆及合成[J];军事医学;2011年08期
8 郑晓冬;高炳淼;李宝珠;彭超;吴爱银;朱晓鹏;陈心;长孙东亭;罗素兰;;新型α-芋螺毒素基因克隆的引物筛选[J];生物技术;2011年04期
9 李宝珠;郑晓冬;高炳淼;陈琴;陈心;长孙东亭;胡碧煌;温珍昌;张英霞;李军;罗素兰;;芋螺毒素基因资源研究进展[J];生物技术通报;2011年01期
10 郑晓冬;李宝珠;彭超;高炳淼;朱晓鹏;陈心;长孙东亭;罗素兰;;PCR技术在海洋生物多肽毒素研究中的应用[J];生物技术通报;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 刘凤云;李晓玲;周晓薇;戴秋云;黄培堂;;一种新型织绵芋螺毒素可增强神经元钙电流[A];2004年全国有机质谱学术交流会论文集[C];2004年
2 李宝珠;高炳淼;郑晓冬;吴爱银;陈心;吴勇;长孙东亭;罗素兰;;芋螺毒素多样性概述[A];海南省药学会二○一○年学术年会会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邹望远;PKCγ调控神经病理性疼痛的蛋白质组学研究[D];中南大学;2011年
2 王瑞珂;神经病理性疼痛中TNF-a诱生晚期炎性介质的机制研究[D];中南大学;2011年
3 周军利;腰5后根部分损伤诱发大鼠痛行为的模型的建立及其病理生理机制的研究[D];中国协和医科大学;1999年
4 张秀琳;慢性神经痛的初级感觉神经元膜表面糖基化机制[D];中国协和医科大学;2003年
5 徐晖;慢性压迫损伤背根节神经元的肾上腺素能敏感性及其细胞内机制[D];第四军医大学;1999年
6 岳建英;神经病理性疼痛形成过程中脊髓和海马PSD相关基因表达水平变化的研究[D];中国协和医科大学;2006年
7 高云;川芎嗪对初级感觉神经元P2X_3受体介导的痛觉传递的影响和机制研究[D];南昌大学;2007年
8 顾斌;脂多糖诱发急性牙髓炎致敏的三叉神经节功能蛋白质组学研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2008年
9 马国平;血小板活化因子在脊髓水平的疼痛调控作用[D];华中科技大学;2009年
10 徐昌水;葛根素对初级感觉神经元P2X_3受体介导的痛觉传递的影响和机制研究[D];南昌大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘娜;中国南海新型芋螺毒素的化学合成、活性测定及表达条件初探[D];山东科技大学;2011年
2 周亮;5-羟色胺受体亚型mRNAs在神经病理性痛模型大鼠背根神经节及脊髓背角内的表达变化[D];第四军医大学;2005年
3 肖彩;芋螺多肽conantokins构效关系研究及中国南海织锦芋螺毒素的分离鉴定[D];湘潭大学;2006年
4 陈文颖;抗肿瘤药羧胺三唑的镇痛抗炎作用[D];中国协和医科大学;2006年
5 魏娟娟;芋螺多肽conantokin及其类似物的戒毒功能研究以及SO-3的结构与镇痛关系研究[D];华中科技大学;2006年
6 金海燕;神经病理性疼痛大鼠脊髓背角P2X_3受体的表达与感觉神经元变化的研究[D];兰州大学;2008年
7 顾楠;神经保护策略治疗病理性疼痛的基础研究[D];第四军医大学;2009年
8 朱雅斌;病理性疼痛对老龄雄性大鼠海马细胞凋亡和CHAT的影响[D];兰州大学;2009年
9 白洁;氯胺酮和可乐定联合应用对神经病理性痛大鼠脊髓P2X_4受体mRNA表达影响的实验研究[D];兰州大学;2009年
10 黄志毅;钩吻素子治疗神经病理性疼痛的作用[D];福建医科大学;2010年
【同被引文献】
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1 王建华,黄培堂,黄翠芬;芋螺毒素分子生物学研究进展[J];中国海洋药物;1997年04期
2 权娅茹,罗素兰,林秋金,长孙东亭,张本;芋螺毒素RNA的提取及其cDNA合成的研究[J];中国海洋药物;2005年02期
3 安婷婷;吴勇;长孙东亭;罗素兰;;天然芋螺毒素肽的化学合成[J];中国海洋药物;2010年03期
4 刘晓燕,郑建全,艾平,张树卓,李立君,翁谢川;爪蟾卵母细胞双电极电压钳记录技术及其内源性外向电流的研究[J];军事医学科学院院刊;2005年05期
5 魏娟娟;戴秋云;;α-芋螺毒素构效关系的研究进展[J];军事医学科学院院刊;2006年04期
6 孙永福;王凤山;张敏;;内含肽介导的新型蛋白质纯化技术[J];生命的化学;2008年02期
7 陈伟华;王志强;韩禹宏;;A-超家族芋螺毒素研究进展[J];生命科学;2006年04期
8 黄丽君;王春光;戚正武;;I-超家族芋螺毒素研究进展[J];生命科学研究;2007年04期
9 张玲;袁多多;戚正武;;芋螺毒素的翻译后修饰[J];生命科学研究;2009年03期
10 陈心;罗素兰;张本;长孙东亭;;多肽固相合成的研究进展[J];生物技术;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 高炳淼;唐天乐;郑晓冬;李宝珠;长孙东亭;罗素兰;;新型芋螺毒素K411基因在毕赤酵母中的表达研究[A];第九届中国生物毒素学术研讨会论文摘要[C];2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘晓燕;爪蟾卵母细胞表达体系的建立及其表达的NMDA受体药理学特性的研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年
2 张伟;芋螺毒素的基因克隆、表达及分离纯化的研究[D];同济大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李晓玲,戴秋云,黄培堂;织锦芋螺毒素研究进展[J];军事医学科学院院刊;2001年01期
2 于芳,卢柏松,赵东,黄培堂;织锦芋螺ο家族芋螺毒素的序列分析[J];中国生物化学与分子生物学报;1999年06期
3 卢柏松,于芳,王建华,赵东,赵四清,黄培堂;从织锦芋螺中克隆α芋螺毒素序列[J];中国生物化学与分子生物学报;1999年03期
【相似文献】
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1 蒋兴凯;恽榴红;张城;吴宁;张树卓;李锦;郑建全;;螺环类N型钙通道阻断剂的合成及其生物活性[J];军事医学科学院院刊;2009年02期
2 赵重甲;戴秋云;;芋螺镇痛多肽研究进展[J];药学学报;2009年06期
3 李建其;黄丽瑛;陈建新;翁志洁;张椿年;;芳烷酮哌嗪衍生物的设计合成及镇痛活性[J];药学学报;2007年11期
4 陈燕;许云禄;;舟山眼镜蛇毒神经毒素的分离纯化及镇痛作用研究[J];海峡药学;2007年12期
5 王起凤;;小牛肌肉中乙酰胆碱受体一新亚单位的cDNA的克隆、测序和表达[J];医学分子生物学杂志;1986年03期
6 胡建国,李玉林,陈冀胜;4-取代芬太尼类化合物的晶体结构和构效关系[J];药学学报;1987年11期
7 王智贤,朱友成,陈新建,嵇汝运;3-甲基芬太尼立体异构体的合成、绝对构型和镇痛活性[J];药学学报;1993年12期
8 范华英;孟繁平;齐栋;魏晶;李强;李英信;李红花;;抗人乙酰胆碱受体scFv-人血清白蛋白融合蛋白的构建及在大肠杆菌中的表达[J];细胞与分子免疫学杂志;2006年04期
9 杨康鹃;孟繁平;魏晶;李强;李红花;李英信;M.Stassen;M.de Baets;;重症肌无力致病性自身抗体的人工构建[J];中华微生物学和免疫学杂志;2006年08期
10 黄宁;陈开云;罗颂椒;;青春期大鼠前伸下颌后浅层嚼肌细胞膜乙酰胆碱受体研究[J];华西口腔医学杂志;2008年04期
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1 李宝珠;高炳淼;郑晓冬;吴爱银;陈心;吴勇;长孙东亭;罗素兰;;芋螺毒素多样性概述[A];海南省药学会二○一○年学术年会会议论文集[C];2010年
2 段红霞;张微微;;Binding Mode between Neonicotinoid Compounds and Insect nAChR Target:A Surflex-Dock Study[A];第十一届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2011年
3 张治国;杨仑;;芋螺毒素变体的生物合成与特性[A];全国动物生理生化第十一次学术交流会论文摘要汇编[C];2010年
4 雷露雯;王勇;;小胶质细胞α_7-nAChR表达及意义[A];广东省药学会2009学术年会论文集[C];2010年
5 郑超;汪萌芽;Jie Wu;;抗癫痫药拉莫三嗪对α4β2-N型乙酰胆碱受体的作用[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
6 周文华;杨国栋;姚新民;;吸烟成瘾的N-乙酰胆碱受体机制[A];第七次全国莨菪类药研究学术交流会论文汇编[C];2001年
7 高炳淼;彭超;郑晓冬;长孙东亭;罗素兰;;作用于离子通道的芋螺毒素研究[A];海南省药学会二○一○年学术年会会议论文集[C];2010年
8 张旭;Mario Losen;Marc De Baets;;受体相关蛋白对实验性自身免疫性重症肌无力的乙酰胆碱受体的作用[A];浙江省免疫学会第五次学术研讨会论文汇编[C];2004年
9 王湛;王建刚;郭直岳;王亚莉;李晓娟;路承彪;;细胞内钙对烟碱型受体激活诱导网络振荡的调控[A];中南地区第八届生理学学术大会论文摘要汇编[C];2012年
10 彭超;唐天乐;陈心;高炳淼;吴勇;朱晓鹏;郑晓冬;邴辉;罗素兰;;多种芋螺PDI酶基因的克隆[A];第九届中国生物毒素学术研讨会论文摘要[C];2009年
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1 杜精锐;重症肌无力发病机理有新发现[N];中国医药报;2004年
2 徐铮奎;生物毒素类新药开发新进展[N];中国医药报;2001年
3 记者 刘云涛;军事医科院合成新镇痛活性分子[N];中国医药报;2005年
4 徐荣谦;重症肌无力[N];中国中医药报;2003年
5 ;重症肌无力与自身免疫[N];大众卫生报;2003年
6 ;眼镜蛇毒不死同类源于特殊氨基酸[N];新华每日电讯;2004年
7 徐亚静;站在命运的十字路口[N];中国医药报;2005年
8 艾平 编译;蛇毒致命解药价廉[N];大众科技报;2003年
9 本报记者 唐夏;肖丹:戒烟门诊个性化设计帮您戒烟[N];中国消费者报;2010年
10 马艳红;生物技术必将推动天然药物和中药创新[N];中国医药报;2002年
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1 刘颍凤;α7nAChR在尼古丁相关性牙周炎中的作用及其信号转导机制研究[D];第四军医大学;2011年
2 王岩丽;昆虫烟碱乙酰胆碱受体及乙酰氨基已糖苷酶靶标特性的理论研究[D];华东理工大学;2012年
3 李通;迷走神经及乙酰胆碱受体对实验性关节炎的作用及机制研究[D];中南大学;2010年
4 肖华玲;靶向nAChR激动剂和基于骨架迁跃的新型EGFR/HER-2抑制剂的设计合成和活性评价[D];中国海洋大学;2010年
5 邱高辉;麦长管蚜对吡虫啉的抗性及其机理研究[D];南京农业大学;2007年
6 李晶;眼镜王蛇三指毒素新基因的克隆、表达及重组长链神经毒素的功能研究[D];中国科学技术大学;2006年
7 封云涛;B型烟粉虱入侵种群对噻虫嗪抗性机理的研究[D];中国农业科学院;2009年
8 吴爱群;食管神经和递质对食管癌细胞增殖与分化的作用及其机制[D];郑州大学;2007年
9 姜昊;粒细胞集落刺激因子治疗阿尔茨海默病抗炎机制的研究[D];山东大学;2010年
10 刘会宁;胸腺瘤在重症肌无力发病机制中的作用分析[D];山东大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐宁;作用于乙酰胆碱受体α_9α_(10)亚型α型芋螺毒素的构效关系研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2009年
2 何跃军;人脑内尼古丁乙酰胆碱受体(nAChR)的表达及其分布的三维重建研究[D];南华大学;2010年
3 刘根炎;烟碱乙酰胆碱受体的分子模拟[D];武汉工程大学;2010年
4 赵重甲;作用于nAChR α3β2亚型特异α-芋螺毒素的设计合成及该靶点的功能研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2010年
5 刘娜;中国南海新型芋螺毒素的化学合成、活性测定及表达条件初探[D];山东科技大学;2011年
6 陈前;中国人群常染色体显性遗传夜发额叶癫痫的nAChR基因突变筛查及cSNP研究[D];南方医科大学;2012年
7 倪敏;阿托品减轻肝脏缺血再灌注损伤的α7nAChR机制[D];第二军医大学;2011年
8 李海鹰;芋螺毒素cDNA文库的建立及转录组学的研究[D];河北大学;2011年
9 王昊飞;α7胆碱能受体激动剂DMXB对Aβ损伤认知功能的影响及其分子机制[D];南京医科大学;2009年
10 陈永对;1、重组蓖麻毒素A链蛋白的表达、纯化及生物学活性的测定 2、芋螺毒素M Ⅶ A基因的融合表达及其镇痛活性的测定[D];浙江大学;2004年
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