Sp1鋅指蛋白與鉑類抗腫瘤藥物的相互作用研究.pdf

1、盡管DNA被普遍認為是鉑類抗腫瘤藥物的作用靶點，然而越來越多的研究結果表明，蛋白質可能通過改變鉑類藥物的細胞攝取，胞內傳遞路徑以及鉑損傷DNA修復等方式影響著腫瘤細胞對鉑類抗腫瘤藥物的敏感性。蛋白質組學研究結果表明，腫瘤細胞在鉑類抗腫瘤藥物的培養(yǎng)下，細胞內一系列蛋白質的表達水平發(fā)生了變化，表明鉑類藥物很可能通過影響基因的轉錄調控過程而影響腫瘤細胞內相關蛋白質的表達水平，進而調節(jié)腫瘤細胞對順鉑藥物的敏感性。這一實驗現(xiàn)象也預示著鉑類抗腫瘤藥

2、物與轉錄因子之間存在著潛在作用，即鉑類抗腫瘤藥物通過直接或間接影響細胞內一系列轉錄因子的功能，進而引發(fā)其下游基因轉錄表達過程的改變。由于鋅指蛋白家族作為細胞內最大的轉錄因子成員以及鋅指在結構上的特殊性，使得鋅指蛋白很可能是鉑類抗腫瘤藥物的潛在作用靶點。
　　 本論文圍繞Sp1鋅指蛋白與不同鉑配合物相互作用的研究，以及這種作用對Sp1鋅指蛋白結構和功能的影響。研究內容涉及以下幾個方面:(1)比較了不同鉑化合物與Sp1鋅指蛋白反應活

3、性的差異，研究構型和配體對鉑化合物與Sp1鋅指蛋白反應活性的影響;(2)我們在發(fā)現(xiàn)配體具有調控鉑化合物與Sp1鋅指蛋白反應活性這一現(xiàn)象的基礎上，進一步討論了噻唑配體(Thiazole/Tz)調節(jié)鉑化合物對Sp1反應活性的可能分子機制;(3)我們研究反應體系微環(huán)境對順鉑與Sp1鋅指蛋白反應過程的影響，系統(tǒng)研究了還原劑Tris-(2-carboxyethyl)phosphine(TCEP)小分子促進順鉑與Sp1鋅指蛋白反應的分子機理。

4、>　　 第一章主要是對鋅指蛋白以及鉑類抗腫瘤藥物作用機理的綜述，內容主要涉及鋅指蛋白在細胞內分布的廣泛性和功能的重要性，鉑類抗腫瘤藥物的結構活性關系，蛋白在鉑類抗腫瘤藥物中的重要性，以及鋅指蛋白可能是鉑類抗腫瘤藥物在生物體內的潛在作用靶點。
　　 第二章是Sp1鋅指蛋白與不同鉑化合物相互作用的研究。通過對Sp1鋅指蛋白與不同鉑化合物相互作用的研究，我們發(fā)現(xiàn)反式鉑噻唑化合物（trans-PtTz）對Sp1鋅指蛋白具有很強的反應活

5、性，而其它鉑化合物對Sp1鋅指蛋白的反應活性較弱。CD光譜和核磁共振實驗表明，反式鉑噻唑化合物可以有效破壞Sp1蛋白的鋅指結構。由于Sp1鋅指結構是Sp1轉錄因子結合DNA并執(zhí)行基因轉錄調控的前提，我們進一步研究發(fā)現(xiàn)，反式鉑噻唑化合物通過破壞Sp1蛋白的鋅指結構而抑制了Sp1轉錄因子與DNA的結合。此外，我們在細胞水平上證明了反式鉑噻唑化合物與Sp1轉錄因子之間相互作用的可能性，由于Sp1轉錄因子鋅指結構的完整性是 Sp1蛋白從細胞質到

6、細胞核穿梭過程所依賴的，我們在細胞水平上證實了反式鉑噻唑化合物通過破壞Sp1轉錄因子的鋅指結構而抑制了Sp1蛋白從細胞質到細胞核的穿梭過程。這些發(fā)現(xiàn)表明鉑化合物可能通過干擾細胞內轉錄因子的功能而影響其下游基因的表達，這個過程可能與反式鉑噻唑化合物的抗癌機理相關。
　　 第三章我們進一步討論了配體對鉑化合物與Sp1鋅指蛋白反應活性的影響。我們在研究不同配體的鉑化合物與Sp1鋅指蛋白反應活性差異的過程中發(fā)現(xiàn)，反式鉑噻唑化合物與Sp1

7、鋅指蛋白具有很強的反應活性，而含其它配體的鉑化合物對Sp1鋅指蛋白的反應活性較弱。這實驗現(xiàn)象充分表明配體可能在很大程度上調控鉑化合物對蛋白的反應活性。首先，我們考查了配體在π堆疊效應對鉑化合物與Sp1鋅指蛋白反應活性的影響，發(fā)現(xiàn)噻唑配體與吡啶配體對Sp1鋅指蛋白的π堆疊作用上具有類似的效應。這說明反式鉑噻唑化合物對Sp1鋅指蛋白的高反應活性并不是由噻唑配體對Sp1鋅指蛋白的π堆疊效應所導致。我們進一步考察了芳香配體上游離的原子對鉑化合物

8、與Sp1鋅指蛋白反應活性的影響。實驗結果表明，芳香配體上游離原子的存在確實能很大程度上促進鉑化合物與Sp1鋅指蛋白之間的反應。這些發(fā)現(xiàn)一方面解釋了反式鉑噻唑化合物對Sp1鋅指蛋白具有高的反應活性的原因，另一方面為通過改變鉑化合物的配體來設計一些對某些腫瘤蛋白具有較高選擇性的鉑化合物提供了思路。
　　 第四章我們研究了反應體系微環(huán)境對順鉑(cisplatin)與Sp1鋅指蛋白反應的影響。已有一些文獻報道，順鉑可有效破壞鋅指蛋白的鋅

9、指結構域，并導致其鋅指結構域內Zn2+的逐出和鋅指結構的喪失。然而我們在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，順鉑對Sp1鋅指蛋白的反應活性很弱。我們對比已有報道文獻的反應過程與自己的實驗過程，并通過實驗證明了反應體系中添加Tris-(2-carboxyethyl)phosphine(TCEP)還原劑可以在很大程度上促進了順鉑與Sp1鋅指蛋白之間的作用。我們對反應機理進一步研究發(fā)現(xiàn)，TCEP還原劑通過磷原子取代順鉑上的Cl-，極大活化順鉑反位上NH3并導致N