FeTPPS与血清白蛋白及人胰岛淀粉样多肽相互作用的研究

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1、分类号学号D201477083学校代码10487密级博士学位论文FeTPPS与血清白蛋白及人胰岛淀粉样多肽相互作用的研究学位申请人：张鹏飞学科专业：化学生物学指导教师：高中洪教授答辩日期:2018年8月30日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinScienceStudyontheinteractionofFeTPPSwithserumalbuminandhumani

2、sletamyloidpolypeptidePh.D.Candidate:PengfeiZhangMajor:ChemicalBiologySupervisor:Prof.ZhonghongGaoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei,P.R.ChinaJun.2018华中科技大学博士学位论文摘要5,10,15,20-四（4-磺酸基苯基）卟啉氯化铁(5,10,15,20-tetrakis(4-sulfonatophenyl)porphyrinato

3、iron(III)chloride,FeTPPS)是常用的过氧亚硝酸盐清除剂，对内源性和外源性过氧亚硝酸盐引起的损伤有很好的保护作用。但是FeTPPS是血红素(heme)的水溶性衍生物，拥有和血红素相同的卟啉环和铁中心，因此FeTPPS可能具有和游离血红素类似的生物效应。事实上，血红素在体内可以发挥双重作用。作为血红素蛋白(hemeproteins)辅基时，血红素可以在很多生理进程中起到至关重要的作用。但是高浓度的游离态血红素会通过Fenton反应催化自由基的产生并引起严重损伤。在H2O2和NaNO2存在条件下

4、，血红素还可以催化蛋白质酪氨酸硝化，但迄今为止研究却未发现FeTPPS会对细胞和组织产生明显的损伤，这与血红素显著不同。因此，研究FeTPPS对细胞和组织相对无害的原因，对于正确认识FeTPPS作为药物的安全性有重要的意义。此外，由于活性氮(reactivenitrogenspecies,RNS)和人胰岛淀粉样多肽(humanisletamyloidpolypeptide,hIAPP)聚集均参与了2型糖尿病的发生和发展，有必要研究作为血红素类似物和过氧亚硝酸盐清除剂的FeTPPS是否具有和血红素类似的抑制hIA

5、PP聚集的能力，这可为将FeTPPS作为兼具清除过氧亚硝酸盐和抑制hIAPP毒性双重功效的防治2型糖尿病的潜在药物提供理论支持。为回答上述问题，本文从以下三个方面对FeTPPS展开了研究。(1)FeTPPS催化细胞蛋白质酪氨酸硝化及其对细胞活力的影响。斑点印迹(Dotblotting)结果证明FeTPPS可以在H2O2和NaNO2存在条件下引起人肝癌细胞(humanhepatocellularcarcinomacell,HepG2)蛋白质酪氨酸发生一定程度的硝化，但细胞活力检测结果显示FeTPPS可以有效地减少

6、H2O2引起的细胞损伤。免疫印迹结果表明FeTPPS不能使血红素氧化酶-1(hemeoxygenase-1,HO-1)的表达上调，这说明FeTPPS的保护作用与HO-1无关。I华中科技大学博士学位论文(2)牛血清白蛋白(bovineserumalbumin,BSA)与FeTPPS的结合特性及其对FeTPPS促氧化活性的抑制作用。荧光猝灭实验结果显示BSA可以以很高的亲和性与FeTPPS结合(K9-1b~10M)。同步荧光猝灭光谱结果进一步发现结合FeTPPS会增加BSA中酪氨酸残基的极性，减少其疏水性。分子模拟

7、对接结果表明FeTPPS的结合位点位于BSA的表面区域。研究发现结合BSA可以有效抑制FeTPPS的促氧化活性并且形成低反应活性的FeTPPS-BSA复合物。另外，BSA可以保护FeTPPS免受氧化分解，避免铁离子的释放。这些发现在一定程度上解释了FeTPPS可以在体内安全使用的原因。(3)FeTPPS抑制hIAPP淀粉样聚集及其对hIAPP引起的细胞损伤的影响。紫外-可见光谱显示FeTPPS可以与hIAPP单体结合。荧光探针、透射电镜(transmissionelectronmicroscope,TEM)和N

8、uPAGE®预制凝胶电泳结果显示FeTPPS可以有效地抑制hIAPP淀粉样聚集，并且FeTPPS的铁中心在其中起到了一定作用。另外，FeTPPS还具有一定的解聚hIAPP成熟纤维的能力。细胞活力实验表明了FeTPPS对hIAPP聚集诱导的细胞损伤有很强的抑制能力，并且其铁中心在该过程中起到了至关重要的作用。DCFH-DA实验表明FeTPPS可以抑制hIAPP淀粉样聚集诱导的氧化应激。本