葡萄糖转运蛋白4功能调节信号通路及其在药物研发中的应用

葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,GLUT4)是胰岛素响应组织骨骼肌和脂肪组织内负责葡萄糖吸收的转运蛋白,它与生物体糖代谢过程密切相关.在肥胖或以胰岛素抵抗为特征的2型糖尿病等代谢性疾病中,GLUT4功能受损;反之,GLUT4功能的变化也能影响整体的糖代谢水平.本文概述了GLUT4的功能、组织分布、功能调节方式以及调控GLUT4功能的小分子化合物的研究进展,讨论了GLUT4在其他疾病中的应用,并展望了其未来研究方向.     

细胞松弛素B对葡萄糖/质子共转运蛋白GlcPSe的抑制机理

通过分子动力学对细胞松弛素B与葡萄糖/质子共转运蛋白的两种质子化状态进行了模拟, 发现细胞松弛素B对处于去质子化阶段的葡萄糖转运蛋白具有更好的抑制效果. 结果表明, 357号色氨酸和117号脯氨酸是葡萄糖转运蛋白结合细胞松弛素B的关键氨基酸; 并且当抑制剂与受体蛋白结合时, 位于第10号跨膜螺旋上的357号色氨酸与细胞松弛素B的相对位置对抑制剂的结合有重要意义.     

靶向葡萄糖转运蛋白(GLUTs)抗癌药物的开发

基于肿瘤细胞与正常细胞葡萄糖代谢差异的肿瘤沃伯格效应,是目前新型靶向抗肿瘤药物开发的研究热点之一。本文以沃伯格效应的代谢特征和特异性生物标识物为出发点,从靶向葡萄糖转运蛋白(GLUTs)生物靶点和利用肿瘤葡萄糖代谢亢进的生物特征这两个层面,综述了具有代表性的GLUTs抑制剂以及GLUTs靶向型糖偶联抗肿瘤药物的研发现状,讨论并解析通过靶向沃伯格效应开发抗肿瘤药物的设计思路、实施策略与推广前景。     

天花粉蛋白一级结构的修正及不同产地天花粉蛋白的研究

胰蛋白酶酶解天花粉蛋白, 用高效液相色谱分离酶解肽段, 用顺序仪测定其有关肽段的顺序。用羧肽酶A, B, Y测定了天花粉蛋白C-端和天花粉蛋白溴化氰降解肽CB1的C-端顺序, 修正了我们1985年测定的天花粉蛋白一级结构, 证明天花粉蛋白由246(7)氨基酸残基所组成, 除C-端微观不均一外, 与Collins结果一致。同时比较了芜湖产天花粉蛋白一级结构与平湖产的天花粉蛋白一级结构, 没有发现两者的一级结构有差别。     

葡萄糖转运蛋白显像剂6-~(18)FDG的制备及在小鼠体内的分布

为了研究正电子核素18F标记的葡萄糖转运蛋白显像剂6-18氟-6-脱氧葡萄糖的制备及在小鼠体内的生物学分布, 以D-葡萄糖为起始原料, 经过丙酮和苯甲醛对1,2,3,5位羟基的定位保护, 然后用对甲苯磺酰氯和6位的羟基反应得到能被18F-进攻的离去基团, 最后用18F-离子通过亲核取代反应实现对葡萄糖6位的氟代标记; 反应中间体用NMR和MS表征, 最终产物用标准品6-19FDG在HPLC下对照确认, 测定放化纯度, 观察其在小鼠体内的生物学分布. 6-18氟-6-脱氧葡萄糖的放射性标记过程需35 min(从加速器轰击结束算起), 放化产率70%±5%(校正后, n=5), 放化纯度>95%. 小鼠体内的生物学分布表明, 各个器官在1.0 min达到峰值, 然后逐渐平衡. 初步研究结果表明, 6-18FDG是一种很有价值的葡萄糖转运蛋白显像剂, 为以后的体内外研究及活体显像奠定了基础.     

柞蚕丝蛋白/桑蚕丝蛋白共混支架的制备及性能研究

众多研究表明,含有三肽基序即精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）的材料有助于细胞在其上的粘附和生长.尽管作为天然蛋白质的柞蚕丝蛋白同样具有RGD序列,但其从柞蚕丝纤维中的再生过程复杂且不易加工成型,因此对此类蛋白质材料的研究较少.我们以水溶液共混的方式,在再生柞蚕丝蛋白中引入了更为常用的桑蚕丝蛋白,通过对桑蚕丝蛋白水溶液特殊有效的醇诱导和冻融方法,成功制备了非水溶性的柞蚕丝蛋白/桑蚕丝蛋白复合支架材料.研究结果显示,随着柞蚕丝蛋白含量增加,共混支架的孔径和强度均有所下降,但其热稳定性上升;FTIR测试表明,尽管柞蚕丝蛋白和桑蚕丝蛋白的一级结构完全不同,但其二级结构在以此方法制备的支架材料中均以β-折叠构象为主.体外细胞培养实验证实,小鼠成纤维细胞和成骨细胞都能在支架上增殖生长,并且共混支架较纯桑蚕丝蛋白支架具有更高的细胞增殖速率,表明其不仅具有良好的生物相容性,而且可能更适用于组织工程领域.     

生物铵转运蛋白对NH3/NH4+作用机理研究

铵转运蛋白广泛存在于细菌、真菌、植物以及动物等各种生命体中。生物铵转运蛋白对NH₃/NH₄⁺的传输作用已被广泛研究,然而,对于通过铵转运蛋白疏水性孔腔的物种是带电荷的NH₄⁺离子还是电中性的NH₃分子,仍存在很大争议。本文综述了近年来生物铵转运蛋白对NH₃/NH₄⁺作用机理的研究进展,主要包括NH₃或NH₄⁺的传输及NH₃和H⁺共传输等机理。     

基于弹性网络模型的麦芽糖转运蛋白功能残基的识别

基于弹性网络模型的热力学方法, 识别出麦芽糖转运蛋白质体系中的关键残基, 探讨了麦芽糖转运蛋白内长程协同效应, 研究结果有助于更好地理解该转运体系发挥生物学功能的分子机制.     

SARS冠状病毒E蛋白的结构研究及功能预测

结合生物信息学方法及分子模拟手段,选择较高准确度的方法,预测了SARSE蛋白的分子结构并探讨其潜在的生物学活性和功能.研究结果表明,SARSE蛋白跨膜区25个疏水的氨基酸形成α-螺旋结构,包埋于病毒外壳磷脂双分子层中;N端10个氨基酸残基位于膜外;C端41个残基则附着于磷脂双分子膜内侧.同时发现,C端由9个氨基酸组成的劈裂是一个可能的活性部位.对分子进行进一步静电势分析证实,E蛋白C端可能的活性部位具有较大的静电势,可能的活性残基具有最大电荷密度,故有较强的结合受体或与其它蛋白相互作用的能力.     

铜转运蛋白C端金属结合域与Ag+及Hg2+的相互作用

铜转运蛋白(CTR1)不仅参与铜的细胞摄取,而且在其它重金属离子的摄取过程中也发挥重要作用. 本文采用紫外-可见(UV-Vis)光谱,核磁共振(NMR)和质谱(MS)的方法,研究了人源CTR1 (hCTR1)的C端金属结合域(C8)与Ag⁺和Hg²⁺的相互作用. 研究表明,Ag⁺和Hg²⁺都能与C8结合,但二者与C8的结合机制明显不同. 每个C8分子可以结合两个Ag⁺离子,但一个Hg²⁺却可以与两个C8形成桥联. 此外,Ag⁺离子与C8的配位是一个中等速度的交换过程,而Hg²⁺离子则为快速交换过程. C8的半胱氨酸残基是两种离子的重要结合位点,同时组氨酸残基也参与两种金属离子的配位,其中Ag⁺优先结合组氨酸,而Hg²⁺则对半胱氨酸的结合具有显著的优势. 虽然HCH基序对C8 与金属配位至关重要,一些远端的其它氨基酸也可以参与C8 与银离子的配位,这可能与CTR1 在摄取Ag⁺过程中的金属转移机制相关. 这些结果为理解hCTR1 蛋白摄取重金属离子的作用机制提供了必要的信息.     

铜转运蛋白C端金属结合域与Ag~+及Hg~(2+)的相互作用

铜转运蛋白(CTR1)不仅参与铜的细胞摄取,而且在其它重金属离子的摄取过程中也发挥重要作用.本文采用紫外-可见(UV-Vis)光谱,核磁共振(NMR)和质谱(MS)的方法,研究了人源CTR1(hCTR1)的C端金属结合域(C8)与Ag+和Hg2+的相互作用.研究表明,Ag+和Hg2+都能与C8结合,但二者与C8的结合机制明显不同.每个C8分子可以结合两个Ag+离子,但一个Hg2+却可以与两个C8形成桥联.此外,Ag+离子与C8的配位是一个中等速度的交换过程,而Hg2+离子则为快速交换过程.C8的半胱氨酸残基是两种离子的重要结合位点,同时组氨酸残基也参与两种金属离子的配位,其中Ag+优先结合组氨酸,而Hg2+则对半胱氨酸的结合具有显著的优势.虽然HCH基序对C8与金属配位至关重要,一些远端的其它氨基酸也可以参与C8与银离子的配位,这可能与CTR1在摄取Ag+过程中的金属转移机制相关.这些结果为理解hCTR1蛋白摄取重金属离子的作用机制提供了必要的信息.     

葡萄糖衍生物的手性膦化合物的合成及结构研究

研究葡萄糖吡喃环上同时含有官能团环氧乙烷基和对甲苯磺酸酯时与二苯基膦锂的反应, 一种新的手性膦被得到。它的膦氧化物的晶体结构被测定, 构象为椅式(1C4), 吡喃环上的五个取代基均在直立键上。     

硒蛋白S的结构、功能及与疾病的关系

硒是一种人体必需的微量营养元素,其主要生物功能是通过硒蛋白实现。硒蛋白S （SELENOS）是一种主要存在于内质网膜的硒蛋白,参与了内质网相关蛋白降解过程。SELENOS主要是通过胞质中的卷曲螺旋结构域和C-端含硒代半胱氨酸残基的无规结构区发挥生物功能的。大量体外研究结果显示,SELENOS有调节氧化应激、内质网应激、炎症等功能,进而可能影响心血管疾病、2型糖尿病、阿尔茨海默症等疾病的发生发展。此外,流行病学观察研究发现SELENOS基因的多种单核苷酸多态性与心血管疾病、癌症等疾病密切相关。本文综述了SELENOS结构、功能及与疾病的关系,总结了SELENOS研究中尚待解决的问题,并对其未来的发展方向进行了展望。     

葡萄糖衍生物的手性膦化合物的合成及结构研究

研究葡萄糖吡喃环上同时含有官能团环氧乙烷基和对甲苯磺酸酯时与二苯基膦锂的反应, 一种新的手性膦被得到。它的膦氧化物的晶体结构被测定, 构象为椅式(1C4), 吡喃环上的五个取代基均在直立键上。     

基于VHSE结构表征的TAP亲和活性预测及选择特异性分析

应用氨基酸描述子VHSE(Principal component score vector of hydrophobic, steric, and electronic properties)对613个抗原9肽进行结构表征, 在此基础上, 采用支持向量机结合逐步回归变量筛选方法, 成功建立了抗原肽抗原处理相关转运蛋白(Transporter associated with antigen processing, TAP)亲和活性预测模型, 最优线性支持向量机模型的R2, Q2和R2ext分别为0.7386, 0.7270和0.6057. 模型结果分析表明, 影响TAP亲和活性的首要因素是电性, 其次是立体和疏水性质; 底物9肽的P1(N端)及P2, P7和P9(C端)位氨基酸物化性质对TAP亲和活性有重要影响, 而P3, P4, P5和P6位对模型贡献相对较小, P8位则与活性无关. 依据最优模型对模拟点突变9肽的TAP亲和活性的预测结果, 并结合变量载荷分析, 对TAP底物选择特异性进行了分析和总结.     

细胞死亡蛋白的三维结构及活性位点的理论研究

利用同源模建和分子动力学模拟方法,构建了细胞死亡蛋白（CED-10）的三维结构,并预测了其可能的活性位点,为细胞死亡蛋白家族催化机理的深入研究提供了、重要的参考信息．     

圆二色光谱法研究环境因素对细胞红蛋白二级结构的影响

采用远紫外圆二色光谱法系统地研究了细胞红蛋白(cytoglobin, Cygb)的浓度、环境温度、溶液的pH值和溶剂性质对细胞红蛋白二级结构的影响.结果表明: 当Cygb浓度<1 μmol/L时,它主要以α-螺旋形式存在,其α-螺旋含量>60%; 当Cygb浓度从0.3 μmol/L增大到2.0 μmol/L时,其α-螺旋含量迅速降低;当Cygb浓度>2.0 μmol/L时,其α-螺旋含量随浓度的增大变化很小(约30%).随着温度的升高,Cygb的α-螺旋含量逐渐减小,但既使温度达到368 K,它仍保持有20%的α-螺旋结构,说明该蛋白具有较高的热稳定性.在弱酸性和弱碱性溶液中,Cygb的二级结构都会有不同程度的破坏.在甲醇和乙醇中,Cygb的α-螺旋含量明显增加,这说明醇类可以诱导其α-螺旋的生成.     

碳苷研究 XXIII. 三-O-乙酰基葡萄糖和半乳糖碳苷的合成及结构的测定

本文报道了葡萄糖和半乳糖碳苷的选择性乙酰化。通过比较四-O-乙酰基和三-O-乙酰基碳苷的^1H NMR谱证明糖环的2位羟基没有发生乙酰化。三-O-乙酰基半乳糖碳苷的构型用^1^3C NMR进行了鉴定。由其^1H NMR谱与通常规律相反的原因, 讨论了乙酰化的机理。     

碳苷研究 XXIII. 三-O-乙酰基葡萄糖和半乳糖碳苷的合成及结构的测定

本文报道了葡萄糖和半乳糖碳苷的选择性乙酰化。通过比较四-O-乙酰基和三-O-乙酰基碳苷的^1H NMR谱证明糖环的2位羟基没有发生乙酰化。三-O-乙酰基半乳糖碳苷的构型用^1^3C NMR进行了鉴定。由其^1H NMR谱与通常规律相反的原因, 讨论了乙酰化的机理。     

藻胆体核心复合物结构与功能的研究(Ⅱ)──4种变藻蓝蛋白复合物发色团相互作用机制

从螺旋藻藻胆体中分离出4种不同结构和光谱形式的变藻蓝蛋白复合物APⅠ、APⅡ、APⅢ和APB, 利用吸收光谱、荧光光谱比较了三聚体和单体的光谱特性, 通过对吸收光谱的光谱解曾以及各组分的归属, 研究了变藻蓝蛋白复合物内各色团间相互作用的性质和在能量传递中的功能.结果表明, 复合物内色团间的作用关系可以用Forster偶极-隅极作用机制来解释, 由于连接蛋白和同源亚基的存在影响其结构的对称性, 进而影响各色团间相互作用的形式和性质.