布氏錐蟲(chóng)組蛋白去乙酰化酶功能研究及抑制劑篩選.pdf

1、布氏錐蟲(chóng)主要分布于撒哈拉沙漠以南的廣大非洲地區(qū),引起人的非洲錐蟲(chóng)病和家畜的那加納病,約有6000萬(wàn)人受到非洲錐蟲(chóng)病的危脅。由于布氏錐蟲(chóng)具有抗原變異的能力,目前仍沒(méi)有有效疫苗預(yù)防非洲錐蟲(chóng)病,僅有少數(shù)幾種抗錐蟲(chóng)藥物,但均對(duì)人有較大的副作用,因此需尋找新的藥物靶點(diǎn)來(lái)開(kāi)發(fā)抗錐蟲(chóng)藥物。組蛋白去乙酰化酶是重要的蛋白轉(zhuǎn)錄后修飾調(diào)控酶,且已作為癌癥治療的藥物靶點(diǎn),并具有開(kāi)發(fā)成抗寄生原蟲(chóng)藥物的潛力。
　　 布氏錐蟲(chóng)存在四個(gè)經(jīng)典類(lèi)型的組蛋白去乙酰化

2、酶即DAC1-DAC4,其中的DAC1和DAC3為布氏錐蟲(chóng)所必須的蛋白。我們重點(diǎn)研究了DAC1和DAC3蛋白的生物學(xué)特征和功能,以及體外表達(dá)具有酶活性的重組DAC1和DAC3蛋白用于DAC1和DAC3蛋白抑制劑的篩選。我們的研究目的是為抗錐蟲(chóng)藥物的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)和方法。通過(guò)熒光定位分析,我們發(fā)現(xiàn)DAC1在血流期主要定位于細(xì)胞核,而在前循環(huán)期則定位于細(xì)胞質(zhì),因此DAC1在生活史不同的時(shí)期,具有不同的細(xì)胞定位；而DAC3在血流期和前循環(huán)期

3、都定位于細(xì)胞核。進(jìn)一步的DAPI和流式細(xì)胞儀分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)DAC1和DAC3具有不同的細(xì)胞周期功能:DAC1和DAC3都參與細(xì)胞周期,DAC1影響DNA復(fù)制,而DAC3影響細(xì)胞質(zhì)分離。盡管我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)DAC1和DAC3的特異性修飾底物,但DAC1和DAC3影響H4K10ac修飾位點(diǎn)。我們也分析了另一非必須組蛋白去乙?；窪AC4的生物學(xué)特征,發(fā)現(xiàn)DAC4分布于整個(gè)細(xì)胞質(zhì),參與了整個(gè)細(xì)胞周期。盡管DAC4為分布于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的HDAC蛋白,但其

4、不修飾微管蛋白。
　　 此外我們還發(fā)現(xiàn)DAC1和DAC3具有特異性功能,分別參與了端粒沉默和VSG ES沉默,而布氏錐蟲(chóng)的抗原變異機(jī)制則依賴(lài)VSG ES沉默機(jī)制。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),在VSG ES沉默上,不同的組蛋白去乙?；钢g沒(méi)有協(xié)同作用,DAC1和Sir2rp1不與DAC3共同作用于VSG ES沉默；但不同的組蛋白修飾酶之間存在協(xié)同作用,組蛋白甲基化酶DOT1B和組蛋白去乙酰化酶DAC3協(xié)同作用于VSG ES沉默。我們的研究結(jié)

5、果表明DAC3是迄今發(fā)現(xiàn)的,與抗原變異相關(guān)的,并具有藥物開(kāi)發(fā)潛力的蛋白。
　　 為了體外篩選DAC1和DAC3蛋白的抑制劑,我們利用大腸桿菌體表達(dá)DAC1和DAC3蛋白,獲得了大量具有酶活的重組DAC1和DAC3蛋白,且它們的活性能被小分子酶抑制劑Trichostatin A(TSA)所抑制。我們利用點(diǎn)突變的方法證實(shí)DAC3鋅離子結(jié)合殘基對(duì)于酶活性是必須的,突變鋅離子結(jié)合殘基組氨酸使DAC3蛋白失去酶活性。由于重組DAC3蛋白相

6、對(duì)于重組DAC1蛋白具有較高的HDAC活性,便于進(jìn)行酶抑制劑篩選,因此我們著重對(duì)DAC3蛋白的組蛋白去乙?；敢种苿┻M(jìn)行了篩選,其結(jié)果表明羥虧酸類(lèi)抑制具有較好的抑制效果,具有較好的藥物開(kāi)發(fā)前景。
　　 總之,我們的研究揭示了布氏錐蟲(chóng)DAC1和DAC3的生物學(xué)特征以及發(fā)現(xiàn)了它們的特異性功能,獲得了大量具有組蛋白去乙酰化酶活性的重組DAC1和DAC3蛋白,建立了布氏錐蟲(chóng)組蛋白去乙?；钚詸z測(cè)方法和體外HDAC抑制劑篩選方法,這為后續(xù)