生物小分子釩、銅、鋅配合物抑制PTP1B的研究.pdf

1、糖尿病及其并發(fā)癥嚴(yán)重影響了人類的健康。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對糖尿病的認(rèn)識逐步加深。糖尿病主要分為Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅱ型糖尿病約占90％，是一種常見的慢性疾病，是由于胰島素分泌相對不足或胰島素抵抗引起的。近些年研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)在胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起負(fù)調(diào)控作用，抑制PTP1B酶的活性可以有效地提高胰島素的敏感性、增加血糖代謝，還可以抵抗由于食用高脂肪的食物引起的肥胖。因此，抑制PTP1B已經(jīng)成為一種新型、

2、有發(fā)展前景的治療Ⅱ型糖尿病的方法之一。釩是人體必需的微量元素之一，具有類胰島素性質(zhì)，可以有效的降糖、降脂。然而無機(jī)釩酸鹽不利于胃與腸的吸收而且在人體內(nèi)會產(chǎn)生副作用，相比之下，有機(jī)釩配合物比無機(jī)釩配合物有更強(qiáng)的親脂性，有利于提高釩的生物利用度，而且有些有機(jī)釩配合物的生物活性比無機(jī)釩離子強(qiáng)。由于人體內(nèi)存在大量氨基酸和其他有機(jī)小分子，進(jìn)入人體的釩配合物可能與這些氨基酸或其他有機(jī)小分子發(fā)生配體交換，形成氨基酸或其他有機(jī)小分子釩配合物。對這些生物

3、小分子釩配合物抑制PTP1B酶活性進(jìn)行研究，有助于我們評估有機(jī)釩配合物在體內(nèi)產(chǎn)生生物活性的效果。從這個目的出發(fā)，我們以一些氨基酸以及體內(nèi)有機(jī)小分子為配體，模擬體內(nèi)環(huán)境中這些生物小分子大大超過釩濃度的情況，與硫酸氧釩作用得到所需的配合物，研究其對PTP1B的抑制作用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴合成了Na2[VO(Glu)2(CH3OH)]·H2O配合物，運(yùn)用元素分析、紅外光譜、電噴霧質(zhì)譜、電位滴定等方法對其固體結(jié)構(gòu)和溶液組成進(jìn)行了

4、表征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，生理pH溶液中配合物組成的主要物種與固體粉末分析組成是一致的，并推測出配合物的可能結(jié)構(gòu)。⑵研究了氧釩配合物對PTP1B酶活性抑制和選擇性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，氨基酸-氧釩配合物的IC50值在0.13～1.05μM之間，具有高效的抑制作用，其抑制作用的大小主要受空間位阻和電子效應(yīng)的影響;與HePTP、TCPTP、SHP-1的抑制作用相比，配合物對PTP1B有適當(dāng)?shù)倪x擇性。雖然有機(jī)小分子-氧釩配合物的IC50值在0.29～21

5、.49μM之間，與氨基酸-氧釩配合物抑制能力相比有所降低，但整體抑制效果還是比較強(qiáng)的。以Glu-VO(Ⅳ)為例進(jìn)行抑制動力學(xué)，初步探索了Glu-VO(Ⅳ)與PTP1B酶的作用機(jī)理類型。結(jié)果表明，Glu-VO(Ⅳ)對PTP1B酶表現(xiàn)為競爭型抑制。另外，熒光實(shí)驗(yàn)揭示出，結(jié)合常數(shù)隨著溫度的升高而降低，證明形成非熒光復(fù)合物引起靜態(tài)猝滅，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)van't Hoff方程計算得到熱力學(xué)參數(shù)表明，Glu-VO(Ⅳ)與PTP1B酶形成的復(fù)合物是

6、疏水力和靜電引力共同作用的結(jié)果。⑶選取相同配體與鋅、銅分別形成配合物，研究其對PTP1B的抑制作用，并與釩配合物的抑制作用作比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明amino acids-Cu(Ⅱ)配合物的抑制能力略低于釩配合物但明顯強(qiáng)于鋅配合物。進(jìn)一步的作用機(jī)理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雖然Glu-Zn(Ⅱ)與PTP1B酶之間的猝滅屬于靜態(tài)猝滅作用，但是結(jié)合位點(diǎn)數(shù)是1，結(jié)合常數(shù)的數(shù)量級是106，這說明Glu-Zn(Ⅱ)和Glu-VO(Ⅳ)與PTP1B酶的結(jié)合模式可能是