脂類小分子ETI對γ-分泌酶活性調(diào)控作用的研究及該酶新底物AXL剪切位點的發(fā)現(xiàn).pdf

1、研究目的：
　?。?）研究生物活性脂類及其類似物對γ-分泌酶的活性調(diào)控作用，以期篩選出抑制效果較好的γ-分泌酶抑制劑（γ-secretase inhibitor，GSI），并初步探討其作用機制，為阿爾茨海默癥（Alzheime's disease，AD）的新型藥物治療提供實驗基礎(chǔ)；
　?。?）通過研究γ-分泌酶對新底物AXL的剪切作用，確定其對AXL的剪切位點，為γ-分泌酶的剪切機制以及確定AXL剪切產(chǎn)物提供理論基礎(chǔ)；

2、>　　研究方法：
　?。?）體外表達并純化γ-分泌酶的底物C100（APP截短形式）、N100（Notch的截短形式）；表達γ-分泌酶的四個亞基，并提取γ-分泌酶純酶；
　?。?）建立γ-分泌酶體外酶切模型，通過剪切產(chǎn)物AICD/NICD的積累量來判斷γ-分泌酶的活力；
　?。?）測試脂類物質(zhì)ETI對γ-分泌酶的調(diào)節(jié)作用，Western blot檢測剪切產(chǎn)物AICD/NICD的表達量；Wiltfang blot檢測Aβ

3、40、Aβ42的表達量；
　?。?）采用磷脂競爭實驗及分子模擬初步闡述ETI對γ-分泌酶的作用機制；
　?。?）設計引物并進行PCR，將野生型AXL跨膜區(qū)中相應位置的氨基酸進行定點突變，經(jīng)過抗性篩選出單克隆，擴大培養(yǎng)并提取質(zhì)粒后進行DNA測序，確定突變成功；
　?。?）將突變后的AXL質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到HEK293T細胞中，加入γ-分泌酶抑制劑處理過夜，裂解細胞，用Western blot檢測底物CTF的積累情況，間接判斷γ-

4、分泌酶對AXL的剪切作用。
　　實驗結(jié)果：
　?。?）以pET-21b為載體，成功提取了γ-分泌酶相關(guān)底物N100、C100；培養(yǎng)穩(wěn)轉(zhuǎn)了γ-分泌酶PS1、PEN2-Flag、Aph1-HA、NCT-V5/His四個亞基的S20細胞，并提取了γ-分泌酶；
　?。?）通過體外酶活測試發(fā)現(xiàn)了一種長鏈脂肪酸類似物二十碳三炔酸（5，8，11-Eicosatriynoic acid，ETI）對γ-分泌酶具有抑制作用，并在細胞水平驗

5、證其對γ-分泌酶同樣具有抑制效果；
　?。?）探討了以底物N100、C100為研究對象時ETI對γ-分泌酶的作用效果。發(fā)現(xiàn)以C100為底物時，ETI對γ-分泌酶的抑制效果明顯，而以N100為底物時，ETI對γ-分泌酶的活性沒有影響；
　?。?）磷脂競爭實驗表明高濃度的磷脂分子能夠減弱或抵消ETI對γ-分泌酶的抑制作用，而低濃度的磷脂分子不能影響ETI對γ-分泌酶的抑制作用；通過分子模擬，預測了ETI與γ-分泌酶相互作用機制，

6、發(fā)現(xiàn)ETI與γ-分泌酶亞基存在結(jié)合位點；
　?。?）AXL跨膜區(qū)單個氨基酸突變或缺失后γ-分泌酶對底物AXL依然發(fā)揮剪切作用；AXL跨膜區(qū)靠近胞內(nèi)的6個氨基酸突變后γ-分泌酶對底物AXL依然發(fā)揮剪切作用；當靠近胞外的前8個氨基酸和靠近胞內(nèi)的后6個氨基酸均突變后，γ-分泌酶對底物AXL不能發(fā)揮剪切作用；而僅對AXL跨膜區(qū)靠近胞外的前8個氨基酸突變，γ-分泌酶對底物AXL仍不能發(fā)揮剪切作用；
　?。?）僅突變跨膜區(qū)上述前8個氨基

7、酸中的前4個或者后4個氨基酸后，γ-分泌酶依然能夠?qū)Φ孜顰XL進行剪切。
　　結(jié)論：
　　（1）一種含有20個碳原子及3個碳碳三鍵的長鏈脂肪酸類似物二十碳三炔酸（5，8，11-Eicosatriynoic acid，ETI）對γ-分泌酶有選擇性抑制作用，并能同時抑制γ-分泌酶剪切產(chǎn)物Aβ40、Aβ42的產(chǎn)生。ETI可能通過置換γ-分泌酶復合物中的兩個磷脂分子而抑制其酶活力；
　?。?）γ-分泌酶能夠識別并剪切底物AXL