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铁螯合剂应用于肝癌治疗及黄酮类天然产物的抗疟活性研究

作 者: 金黄涛
导 师: 黄瑾
学 校: 华东理工大学
专 业: 生物化学与分子生物学
关键词: 铁螯合剂 三(4-甲基-1-吡唑基)硼氢化钾 肝癌 黄酮 疟疾
分类号: R735.7
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


铁螯合剂长久以来用来治疗体内铁过量的病人,但是关于它作为癌症的治疗药物的研究还处于初级阶段。现有的铁螯合剂药物在使用过程中不断有耐药性的产生,因此,我们需要发现新的铁螯合分子来应用于铁剥夺治疗和癌症的治疗。三(1-吡唑基)硼氢化物及其衍生物的铁螯合性能在之前的文献中已经有所报道,但是关于它们的生物活性数据几乎没有。在本文中,我们发现,三(4-甲基-1-吡唑基)硼氢化钾(KTp4-Me)在肝癌细胞中能够以铁离子螯合剂的形式发挥生物活性,在体外抑制人肝癌细胞HepG2和Hep3B的增殖. KTp4-Me处理肝癌细胞后可以降低细胞内的铁离子浓度,还能够诱导铁转运蛋白受体TfR1和乏氧诱导因子HIF-1α的表达上调,这些都是铁离子螯合剂作用于细胞后的典型反映。同时,流式细胞技术和western blot实验的结果表明KTp4-Me可以将人肝癌细胞HepG2和Hep3B的细胞周期阻滞在S期,最终诱导这些细胞的凋亡。综上所述,这些实验结果为以后KTp4-Me应用于肝癌的治疗过程中提供了理论依据。黄酮类化合物是一种自然界中存在广泛的多酚类化合物,它具有低毒、人血清中的累积浓度高和半衰期长等优点。饮食中的黄酮化合物发展成为抗疟药物或食疗药物具有很大的潜力。在本文中,我们探讨了一些饮食中常见的黄酮类化合物对两个重要的抗疟靶标天冬氨酸蛋白酶plasmepsin Ⅱ和半胱氨酸蛋白酶falcipain-2的抑制效果。研究发现,在这些黄酮化合物中,木犀草素、山奈酚、杨梅素、槲皮素、桑黄素和漆黄素对falcipain-2有抑制作用,而杨梅素和漆黄素还对plasmepsin Ⅱ具有抑制活性。随后我们使用了血红蛋白降解实验成功验证了这些活性化合物对plasmepsin Ⅱ和falcipain-2的催化活性的抑制效果。我们还利用双倒数作图法研究了杨梅素对这两个酶的抑制动力学数据。此外,分子对接技术模拟了杨梅素和漆黄素与plasmepsin Ⅱ和falcipain-2的作用方式。以上这一系列的数据说明杨梅素和漆黄素是plasmepsin Ⅱ和falcipain-2的多靶标共同抑制剂,它们应用于治疗疟疾的优势明显,并且还为今后的结构优化以找到生物活性更好的小分子抑制剂的工作提供了思路。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 铁螯合剂的研究进展  9-21
  1.1 铁在人体中的吸收  9-10
  1.2 细胞内铁的自稳过程  10-11
  1.3 铁螯合剂与相关信号通路  11-13
  1.4 铁螯合剂的应用  13
  1.5 常见的铁螯合剂  13-20
    1.5.1 来源于微生物的铁螯合剂  15-16
    1.5.2 合成型螯合剂  16-19
    1.5.3 植物多酚类化合物  19-20
  1.6 铁离子螯合剂的应用前景  20-21
第2章 铁螯合剂用于肝癌治疗的研究  21-38
  2.1 引言  21-22
  2.2 材料与方法  22-25
    2.2.1 试剂  22
    2.2.2 利用ferrozine指示剂验证化合物KTp~(4-Me)与亚铁离子螯合  22
    2.2.3 pUC19质粒扩增及提取  22-23
    2.2.4 FeSO_4/H_2O_2系统所诱导的pUC19损伤  23
    2.2.5 细胞培养  23
    2.2.6 细胞毒性实验(MTT)  23-24
    2.2.7 细胞中铁浓度的测定  24
    2.2.8 细胞周期分析  24
    2.2.9 免疫印迹实验(western blot)  24-25
    2.2.10 细胞中活性氧自由基(ROS)的检测  25
  2.3 实验结果  25-34
    2.3.1 KTp~(4-Me)具有良好的铁离子螯合能力  25-27
    2.3.2 KTp~(4-Me)能够抑制FeSO_4/H_2O_2系统所产生的ROS  27-29
    2.3.3 KTp~(4-Me)在体外抑制人肝癌细胞HepG2和Hep3B的增殖  29
    2.3.4 KTp~(4-Me)抑制铁吸收并且影响HCC细胞中的铁相关信号通路  29-31
    2.3.5 KTp~(4-Me)将肝癌细胞阻滞在S期并且能够诱导细胞凋亡  31-33
    2.3.6 化合物KTp~(4-Me)抑制细胞内的Fenton反应  33-34
  2.4 讨论  34-36
  2.5 结论  36-38
第3章 黄酮类天然产物的抗疟活性研究  38-58
  3.1 引言  38-39
  3.2 材料与方法  39-44
    3.2.1 试剂  39-40
    3.2.2 Falcipain-2的表达纯化与复性  40
    3.2.3 Plasmepsin Ⅱ的表达纯化与复性  40
    3.2.4 Falcipain-2抑制剂的筛选  40-41
    3.2.5 Plasmepsin Ⅱ的酶原自激活实验  41-42
    3.2.6 Plasmepsin Ⅱ抑制剂的筛选  42
    3.2.7 Falcipain-2和plasmepsin Ⅱ水解血红蛋白的实验  42-43
    3.2.8 抑制剂抑制falcipain-2和plasmepsin Ⅱ对血红蛋白的水解  43
    3.2.9 抑制剂类型的测定  43-44
    3.2.10 分子对接  44
  3.3 实验结果  44-54
    3.3.1 Falcipain-2及Plasmepsin Ⅱ的蛋白纯化结果  44-45
    3.3.2 Plasmepsin Ⅱ的酶原自激活实验  45-46
    3.3.3 Falcipain-2及Plasmepsin Ⅱ水解血红蛋白  46-47
    3.3.4 Falcipain-2及plasmepsin Ⅱ抑制剂的筛选  47-49
    3.3.5 抑制剂类型的测定  49-50
    3.3.6 Falcipain-2和plasmepsin Ⅱ的活性化合物抑制蛋白酶对血红蛋白的水解  50-52
    3.3.7 分子对接  52-54
  3.4 讨论  54-56
  3.5 结论  56-58
参考文献  58-69
硕士期间发表论文  69-70
致谢  70

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中图分类: > 医药、卫生 > 肿瘤学 > 消化系肿瘤 > 肝肿瘤
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