幾中藥物小分子與Tau蛋白多肽的相互作用研究.pdf

1、阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD),老年性癡呆的一種,屬于神經(jīng)退行性疾病,多發(fā)生于中年或老年的早期,因德國醫(yī)生阿爾茨海默(Alois Alzheimer)在1907年最先描述而得名。目前,其發(fā)病機(jī)制尚不明了,治療難度大。
　　 Tau蛋白異常聚集形成不溶性的雙股螺旋纏絲(paired helical filaments,PHF),引起神經(jīng)纖維性纏結(jié)(neurofibrillary tangles,NFT

2、s)。神經(jīng)元纖維纏結(jié)是AD的主要病理特征之一。因此,Tau蛋白的異常聚集的分子機(jī)制,成為了研究AD病理的關(guān)鍵所在。抑制Tau蛋白的異常聚集成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。先前的研究表明,成年人的腦中Tau蛋白有四個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域(R1-R4),其中R3多肽片斷是Tau蛋白的異常聚集的核心區(qū)域,是最易發(fā)生聚集的片段。因此針對(duì)R3多肽片斷性質(zhì)的研究對(duì)于解釋Tau蛋白異常聚集的機(jī)理有著重要意義。
　　 本文從對(duì)AD病人有著潛在療效的小分子出發(fā),對(duì)12

3、種小分子進(jìn)行了篩選,得出了白藜蘆醇(Resveratrol)、鹽酸小檗堿(Berberine HCl)、精胺(Spermine)、二甲基亞砜(DMSO)四種藥物小分子,重點(diǎn)研究了它們對(duì)R3多肽異常聚集的抑制作用。考慮到四種小分子對(duì)AD癥的潛在影響以及對(duì)Tau蛋白R(shí)3多肽的抑制作用,我們將兩者聯(lián)合起來,通過觀測小分子抑制R3多肽異常聚集的情況,來進(jìn)一步地了解R3多肽片段的性質(zhì)以及小分子對(duì)R3多肽二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響,進(jìn)而探討它們之問的相互作用。

4、目的是更深入的了解R3多肽,了解R3多肽聚集的影響因素,認(rèn)識(shí)抑制R3多肽聚集的相互作用情況,最終為AD癥的治療提供潛在的可能。
　　 本文實(shí)驗(yàn)所應(yīng)用的方法和結(jié)果如下。1)利用ThS熒光探針(Ths-Fluorescence)監(jiān)測自聚集過程,觀測了12種小分子對(duì)Tau蛋白R(shí)3多肽異常聚集過程的影響,發(fā)現(xiàn)白黎蘆醇、鹽酸小檗堿、精胺、二甲基亞砜(DMSO),四者對(duì)R3多肽的異常聚集均有較明顯的抑制作用,得出了白藜蘆醇、鹽酸小檗堿、精胺

5、抑制R3多肽(15μM)異常聚集的半數(shù)抑制濃度,分別為11.2μM、17.7μM、22.8μM。并且從熒光動(dòng)力學(xué)曲線上觀察到四種小分子能夠能夠較明顯地影響R3聚集的成核過程和成長過程。2)利用透射電鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)觀察了四種小分子抑制劑作用下的R3多肽異常聚集后的雙股螺旋絲PHF的微觀形態(tài),得出,在白黎蘆醇、鹽酸小檗堿、精胺和二甲基亞砜四種小分子作用下,R3多肽聚集后形成的纏

6、絲均有一定程度的變細(xì),這與前面的熒光法的表征一致。3)運(yùn)用圓二色(circulardichroism,CD)光譜檢測小分子抑制劑誘導(dǎo)下R3多肽的二級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)象,并使用Cdpro計(jì)算出了隨機(jī)盤繞、α-螺旋、β-折疊的相關(guān)含量及其變化情況。其中精胺能夠有效的保護(hù)R3多肽的隨機(jī)盤繞的二級(jí)構(gòu)象,白黎蘆醇、鹽酸小檗堿和二甲基亞砜的存在均可以引起R3多肽二級(jí)構(gòu)象的轉(zhuǎn)變,并表現(xiàn)出一定的一致性:在開始階段,隨機(jī)盤繞和β-sheet的含量急劇下降,α-he

7、lix的含量急劇上升;隨后的階段,隨機(jī)盤繞和β-sheet的含量緩慢增強(qiáng),α-helix的含量徹底下降,幅度很大:最后階段,二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)變?nèi)酢?)將對(duì)于R3多肽二級(jí)結(jié)構(gòu)的分析,小分子的藥理特性與試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果相結(jié)合,進(jìn)而推測得出它們相互作用的機(jī)理的假定結(jié)論。另外,基于DMSO對(duì)R3多肽的構(gòu)象有著靈敏的控制,可以作為R3多肽構(gòu)象的一個(gè)控制器。
　　 本文首次針對(duì)白黎蘆醇、鹽酸小檗堿、精胺和二甲基亞砜四種小分子抑制R3多肽