金属与淀粉样β肽的相互作用: 阿尔茨海默症的分子机制初探

从金属-淀粉样b肽(Amyloid-β peptide, Aβ)相互作用的角度评述了锌、铜等金属离子诱导Ab聚集、催化产生活性氧物种, 以及与Ab的类离子通道结构相互作用等的分子机理, 并简要介绍了基于这一机理的治疗药物研究. 阿尔茨海默症(AD)分子机理研究的迅猛进展, 使人们看到了最终制服AD的一线曙光.     

跟踪β-淀粉样肽聚集体的探针—1,4-二苯基三氮唑衍生物的合成

Aβ聚集体在大脑中的聚集与阿尔茨海默病的发生发展密切相关,Aβ聚集体的靶向探针对于阿尔茨海默病的诊断有着十分重要的意义.本文报道具有跟踪Aβ聚集体功能的探针——1,4-二苯基三氮唑衍生物的合成,从4-碘苯酚与4-氨基苯乙炔出发,经8步反应,以39％的总收率得到目标化合物1.本文以Salen-Cu(L1-Cu)及其类似物...     

β-淀粉样肽的结构、合成与性质及其与老年痴呆症的关系

β－淀粉样肽是β－淀粉样前体蛋白的剪切产物，分别由39－43个氨基酸残基组成。本文介绍了β－淀粉样肽的化学结构、化学合成及β－淀粉样肽与老年痴呆症的关系。     

多功能Aβ有机小分子探针的构建及诊疗应用进展

阿尔茨海默症(AD)是最主要的进行性神经类疾病之一. β-淀粉样蛋白(Aβ)的形成、 错误折叠和聚集沉积被认为是该类疾病的重要病理学标志. 近年来, 研究人员基于荧光成像灵敏度高、 操作简便及副作用小的优点, 围绕脑部特殊的血脑屏障(BBB)系统和Aβ蛋白结构, 开发了一系列多功能Aβ探针应用于AD的诊疗研究. 本文分别从检测和治疗两个角度出发, 综合评述了Aβ诊疗探针的脑靶向设计、 波长调控和诊疗一体化的化学调控策略, 并展望了功能性荧光探针在该领域的应用前景.     

定量蛋白质组学技术在阿尔茨海默症临床标志物遴选中的研究进展

阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)是一种以行为功能紊乱、神经元逐渐丢失为主要特征的退行性疾病,它对人类的生活质量和生命造成了极大威胁.随着临床标志物(clinical biomarker)概念的提出和定量蛋白质组学的研究进展,对于促进AD病诊断、监测疾病进程以及评估现有治疗手段等方面提出了新的思路,但临床标志物的遴选存在许多技术难点.定量蛋白质组学利用其能够快速分析和准确鉴定疾病中功能蛋白的特点,大大提高了遴选临床标志物的效率.本文综述了定量蛋白质组学技术在遴选AD中临床标志物的应用进展.     

截短与修饰的β-淀粉样蛋白与阿尔茨海默病

β-淀粉样蛋白(Aβ)的聚集和沉积被认为是导致阿尔茨海默病的重要因素,早前的研究多集中在全长无修饰的Aβ_1-40和Aβ_1-42上。近些年研究发现,在AD患者大脑内存在着多种截短与修饰的Aβ蛋白,它们对AD的疾病进程有不可忽视的贡献。例如,焦谷氨酸Aβ、磷酸化Aβ被认为是AD患者出现症状的标志;截短的Aβ_4-40/42在患者脑内的含量与Aβ_1-40/42接近且具有类似的聚集性质和毒性;患者脑内氧化压力升高导致的酪氨酸硝基化、二聚化和甲硫氨酸氧化形式的Aβ也具有不同的性质。本文对这些截短与修饰的Aβ蛋白的产生、结构、毒性以及和AD的关联进行了综述。     

硫黄素T对淀粉样β-蛋白质40聚集成核动力学的双重影响

荧光染料硫黄素T常用于淀粉样纤维聚集过程的定性定量检测。虽然有研究表明,某些抑制淀粉样蛋白质聚集的小分子抑制剂会与硫黄素T相互作用,影响其测试结果。但硫黄素T如何影响淀粉样蛋白质的聚集成核动力学尚不清晰。本文以淀粉样β-蛋白质40 (Aβ40)为模型,系统研究了硫黄素T对Aβ40聚集成核的影响。研究发现：硫黄素T能够显著改变Aβ40的聚集成核动力学,且影响程度与硫黄素T的浓度密切相关。即在低浓度硫黄素T存在下,Aβ40成核速率的延迟时间先随着硫黄素T浓度的升高而缩短,后随着硫黄素T浓度的升高延迟时间反而延长。但延伸的速率却随硫黄素T浓度的升高而缓慢增大。另外,硫黄素T基本不会影响Aβ40的二级结构和纤维形态。同时,等温滴定微量热实验结果表明,硫黄素T结合Aβ40之间的主要作用力为疏水相互作用。据此,本研究提出硫黄素T对Aβ40聚集成核动力学的双重影响机理。这些结果有助于进一步了解硫黄素T与淀粉样蛋白质的作用特点,为今后硫黄素T在Aβ40聚集成核动力学实验中的使用提供参考。     

电化学方法研究β-环糊精-硫堇包合物与DNA的相互作用

用电化学方法研究了β-环糊精-硫堇包合物与DNA的相互作用。结果表明,在pH7.2的PBS缓冲液中,β-环糊精以1:1包合硫堇,其包合常数为458L mol-1。β-环糊精-硫堇包合物以嵌入方式与DNA形成一种非电活性超分子化合物,包合物与DNA的结合比是1:1,结合常数为6.25×104L mol-1。     

合成受体与短肽相互作用研究进展

由于在蛋白质分离,生物传感器,疾病诊断和治疗以及基础的生物医药研究等领域的潜在重要应用,合成受体与短肽（3－20氨基酸残基）相互作用的研究已引起了人们的关注。本文综述了近年来合成受体与短肽相互作用的研究进展,介绍了小分子受体与个别氨基酸残基的相互作用,小分子受体对短肽的序列选择性识别,小分子受体对短肽二级结构的诱导与识别以及高分子受体与短肽的相互作用,并对短肽受体的设计进行了建议与展望。     

N-磷酰化肽酯及小肽与氨基酸相互作用的ESI-MS研究

采用ESI-MS研究了一系列结构具有可比性的N-二异丙氧基磷酰化肽酯及小肽同20种蛋白氨基酸及3种D型氨基酸(D-Ala、D-Ser、D-Phe)的非共价相互作用.结果表明,可形成π-π共轭体系的芳香环,可显著增强磷酰化肽酯及小肽与氨基酸的相互作用力,π-π堆积力是首要的非共价相互作用力;可形成氢键的极性基团有利于形成复合物,但能否形成氢键还要受到分子柔顺性的影响;另外,分子大小、空间位阻对复合物的形成也有影响;而氨基酸的手性对它们的相互作用在质谱条件下没有表现出影响.     

Cu(Ⅱ)离子诱导的β-淀粉样蛋白聚集抑制剂筛选及分子构效关系分析

阿尔茨海默症药物的开发对该疾病的治疗非常重要。利用纳米金为探针研究了13种化合物抑制Cu~(2+)诱导的β-淀粉样蛋白聚集的能力,筛选出了10种有效的抑制剂,并获得了抑制剂抑制能力与其分子结构间的关系,利用筛选出的抑制剂实现了β淀粉样蛋白聚集过程的抑制和H_2O_2产生量的减少,对阿尔茨海默症的研究具有重要意义。     

酪氨酸四肽与ct-DNA的相互作用

采用Fmoc固相合成法合成了酪氨酸四肽(YYYY),经液相色谱-高效液相色谱(RP-HPLC)纯化,并用电喷雾质谱(ESI-MS)表征后,得到纯度大于90%的四肽,利用紫外光谱、圆二色光谱和荧光光谱研究了肽YYYY与ct-DNA的相互作用。结果表明,随着肽浓度的增加,ct-DNA的紫外吸收产生明显的增色效应,荧光猝灭显著,圆二色光谱发生红移。研究推测酪氨酸四肽以沟槽方式与ct-DNA发生相互作用,且酪氨酸四肽与ct-DNA的作用强于酪氨酸。     

N-磷酰化肽酯及小肽与溶菌酶相互作用的ESI-MS研究

用ESI-MS研究了一系列结构具有可比性的N-磷酰化肽酯及小肽和溶菌酶的非共价相互作用, 比较了磷酰化肽酯及小肽分子中的不同基团对相互作用的影响. 结果表明—OH对其与溶菌酶的相互作用有较大贡献; 芳香环由于位阻原因, 对相互作用有促进和阻碍双重效应; 当—OH与芳香环相连时会发生协同效应, 可使相互作用显著增强. 磷酰化肽酯及小肽的体积大小、空间位阻对相互作用亦有显著影响. 磷酰化二肽中氨基酸残基的构型、顺序、碳链长短的变化(增加1～2个C)对其与蛋白溶菌酶之间的相互作用在质谱中没有表现出影响. 分子结构较为伸展、分子柔顺性好、空间位阻较小的磷酰化小肽更容易使蛋白在溶液中的构象趋于收缩, 而构象较为收缩的蛋白分子更易结合空间位阻较小的磷酰化小肽分子.     

反相离子对色谱研究铝与儿茶酚胺的相互作用

用反相离子对高效液相色谱法初步研究了铝与儿茶酚胺的相互作用。结果显示，去甲肾上腺素的峰高随加入铝的增加而线性下降，铝与去甲肾上腺素的配住比为1：1。该项研究为进一步活体测定铝提供了一条新思路。     

电化学活性的二茂铁-肽的合成及其对β-淀粉样肽聚集的抑制作用

以二茂铁甲酸、甘氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸和赖氨酸为原料,苯并三唑-1-四甲基六氟磷酸酯(HBTU)及1-羟基苯并三唑(HOBt)为缩合剂,采用固相合成法,合成了Fc-Gly-Lys-Leu-Val-Phe-Phe-Gly-Lys-OH(简称Fc-GKLVFFGK,其中Fc:ferrocenoyl,二茂铁).用HPLC分离纯化得到目标化合物,并对目标化合物进行红外、紫外、核磁和质谱表征确证其结构.Fc-GKLVFFGK的循环伏安扫描结果表明,在0.2～0.7V范围内出现了一对可逆的氧化还原峰,氧化峰和还原峰电位分别为0.464和0.396V;峰电位之差?Ep为58mV,峰电流密度之比Ipa/Ipc=1.07.采用ThT荧光探针法检测了Fc-GKLVFFGK对β-淀粉样肽(Aβ)聚集的抑制作用.实验结果表明,Fc-GKLVFFGK能有效地抑制Aβ1-42聚集,并且能有效地分解已形成的Aβ1-42纤维.     

阿尔茨海默症病理机制中的金属代谢和金属药物

随着人口老龄化进程的发展,阿尔茨海默症(AD)已成为威胁中国和世界人口健康和经济的重大疾病.本文综述了近年来AD病理的分子机制的新进展,分析了其中金属代谢的意义.研究发现,在AD进程中,围绕淀粉样斑块(AP)和神经缠绕斑(NFT)的形成,多因素相互联系并发挥作用,这些主要因素包括金属内稳态、胰岛素抵抗、神经炎症、线粒体和血脑屏障改变等.与AD病理过程密切相关的主要蛋白质均参与了金属元素的生理代谢过程,而细胞金属离子的内稳态失衡加剧了AD病理的恶化.金属药物在AD诊断和治疗中可能具有以下的发展潜力:(1)AD早期诊断探针;(2)调节金属内稳态的配体和/或微量元素补充;(3)抗糖尿病金属配合物;(4)神经元和血脑屏障(BBB)保护金属药物.     

β-酪蛋白淀粉样纤维沉淀的形成及影响因素

利用硫磺素T(ThT)荧光分析法和透射电子显微镜检测β-酪蛋白形成淀粉样纤维沉淀(Fibril)的动力学过程,研究了磷脂和硫酸肝素对其Fibril形成的影响.实验结果表明,β-酪蛋白在65℃下,pH值为5.4~9.0的范围内,加热252 h以上,并未形成Fibril,说明β-酪蛋白是一种很好的分子伴侣,在高温、弱酸和弱碱条件下均不形成淀粉样纤维沉淀.甘油磷酸胆碱D6PC和D9PC可以显著地促进β-酪蛋白的Fibril的形成,说明一定条件下蛋白质可能与细胞膜之间存在相互作用而导致其二级构象的转变.硫酸肝素对β-酪蛋白形成Fibril具有促进作用,在炎症组织中,硫酸肝素表达量的增加有可能促进β-酪蛋白形成Fibril,说明乳腺炎与乳腺中的Corpora Amylacea的形成存在一定的联系.     

微悬臂梁检测三肽Gly-Gly-His与Cu2+的相互作用过程

将三肽Gly-Gly-His(GGH)共价键合到MPA修饰的微悬臂梁表面,研究了肽与Cu2+的相互作用过程.研究发现,在Cu2+浓度较高时,Cu2+能快速与不同肽链上的羧基和咪唑环配位,并通过连锁反应诱导悬臂梁向镀金面偏转;而后肽链上的氮原子与Cu2+配位,同时构象发生变化,由直链转变成折叠状,进而增加链间的作用力使悬臂梁反向偏转;而Cu2+浓度低时不能实现连锁反应诱导悬臂梁表面快速的形成向内的拉力,直接通过构象变化推动悬臂梁反向偏转.考察了溶液pH值、Cl-浓度对GGH与Cu2+作用的影响,结果表明,在pH 7.0的条件下GGH与Cu2+作用导致悬臂梁偏转最大.Cl-的存在会与Cu2+形成CuCl2–xx配合物不易与肽链结合.     

铝在阿尔茨海默氏病和帕金森氏病及透析病发病中的毒性及减轻铝负荷的药物研究进展

本文综述了近年来铝在阿尔茨海默氏病和帕金森氏病及透析脑、骨及血病发病中的毒性及减轻人体铝负荷的药物研究的进展。介绍了该类病的病理学及病源学的研究成果。减轻铝负荷的药物主要涉及了去铁胺、羟基吡啶酮、儿茶酚类、肌醇或其衍生物等铝的螫合剂。讨论了血中铁转移蛋白在铝的存储及传输中的作用。