【摘要】：脂質(zhì)是生物體中一類非常重要的化合物。磷脂是一種含有磷酸的脂質(zhì),是以甘油三酯,或鞘鞍醇為骨架,結(jié)合親水性的含有磷酸的取代基集團和疏水性的脂肪酸鏈組成。根據(jù)磷酸上不同的取代基和脂肪酸鏈的多樣化構(gòu)成了不同種類的磷脂類化合物。磷脂可根據(jù)骨架的不同分為甘油磷脂和鞘磷脂,甘油磷脂又可根據(jù)其頭部的不同區(qū)分為:磷脂酰膽堿(PC)、溶血磷脂酰膽堿(LPC)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰絲氨酸(PS)等。其中磷脂酰膽堿(phosphatidylcholines,PCs)和溶血磷脂酰膽堿(lysophosphatidylcholines,LPCs)是構(gòu)成細胞膜的基礎(chǔ)成分之一,擔(dān)負著能量代謝、信號傳導(dǎo)以及蛋白質(zhì)錨定等重要的生理和生化功能。許多疾病中可以看到血漿中磷脂類成分升高,如:代謝綜合征、糖尿病、腦梗塞和動脈粥樣硬化等。有研究表明,PCs和LPCs還可能通過影響體內(nèi)藥物代謝的酶,如:細胞色素P450酶,從而影響藥物的代謝。有研究表明不飽和脂肪酸對UGT酶有抑制作用,推測磷脂類化合物也可以影響UGT酶的代謝。尿苷二磷酸葡醛酸轉(zhuǎn)移酶(UDP-glucuronosyltransferase,UGT)家族所催化的葡萄糖醛酸化反應(yīng)是所有脊椎動物體內(nèi)清除內(nèi)源性物質(zhì)和外源性物質(zhì)的重要途徑之一。UGT酶位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,活性部位朝向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,作為II相藥物代謝的重要酶,它催化的葡萄糖醛酸結(jié)合反應(yīng)占所有藥物II相代謝的35%左右。臨床上許多重要的藥物依靠UGTs家族代謝清除。如:伊立替康的活性代謝產(chǎn)物7-乙基-10-羥基喜樹堿(SN-38)主要由UGT1A1參與代謝;UGT2B7和UGT2B15在體內(nèi)參與非甾體類抗炎藥的代謝。此外,對內(nèi)源性物質(zhì)的代謝也是UGT酶的重要的功能。如:膽紅素需要UGT1A1代謝清除,該酶活性降低會影響膽紅素體內(nèi)的清除。體內(nèi)一些激素也需要UGT酶代謝才能終止活性和作用。某些病理狀態(tài)下,UGT酶擔(dān)負著毒性代謝產(chǎn)物的清除,如:膽道梗阻時,血漿中各種膽汁酸的濃度升高,需要UGT酶的代謝清除。因此UGT酶對內(nèi)源性物質(zhì)的及時代謝和清除是保持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素。在代謝體內(nèi)內(nèi)源性物質(zhì)的同時,UGT酶活性也可以被內(nèi)源性物質(zhì)抑制,已經(jīng)有一些這方面的報道。我們曾經(jīng)報道過人體膽汁酸對UGT酶的抑制作用。本研究目的是關(guān)注另一種內(nèi)源性物質(zhì),磷脂類系列化合物對UGT酶的作用。我們考察考察了28種PCs和14種LPCs對常見的UGT酶的抑制作用。使用已知的UGT酶底物為探針,采用高效液相的方法,考察磷脂類化合物對UGT酶的抑制4作用,并對其中強烈抑制UGT酶的磷脂做抑制動力學(xué)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)相對于PCs,LPCs更容易對UGT酶產(chǎn)生抑制。并且相對于短鏈的LPCs,長鏈的LPCs抑制作用更強。從UGT酶來看,UGT1A6和UGT1A8容易受到磷脂類化合物的抑制。其中進一步做動力學(xué)研究明確了PC 16:0 2:0和LPC 15:0對UGT1A6,以及LPC18:0對UGT1A8的抑制屬于競爭性抑制。PC 16:0 2:0對UGT1A8,LPC 18:0對UGT1A6屬于非競爭性抑制;同時根據(jù)測定的抑制常數(shù)Ki值,PC 16:0 2:0、是UGT1A8的強抑制劑,LPC 18:0是UGT1A8的弱抑制劑,PC 16:0 2:0、LPC 15:0、LPC 18:0是UGT1A6的中等程度的抑制劑。容易受到磷脂類化合物影響的UGT1A6和UGT1A8是人體內(nèi)重要的UGT酶:UGT1A6能代謝內(nèi)源性物質(zhì)5-羥色胺,還能代謝煙草中的苯并芘類化合物,其活性降低和肺癌的發(fā)生相關(guān)。UGT1A8能代謝甲狀腺激素、雌激素等內(nèi)源性物質(zhì),同時UGT1A8是腸道表達的UGT酶之一,參與構(gòu)成機體代謝外源性物質(zhì)的第一道屏障。因此磷脂類成分攝入過多時,可能會影響UGT1A6和UGT1A8參與的體內(nèi)代謝過程。為進一步探討磷脂類化合物抑制UGT酶的機制,我們使用了計算機輔助分子對接的手段考察了LPCs和UGT1A6的相互作用。我們知道,受益于人類基因組計劃,許多蛋白質(zhì)的一級序列已經(jīng)被人類所知。然而,對于蛋白質(zhì)而言,僅僅知道一級序列對蛋白質(zhì)的功能的了解和研究是遠遠不夠的,因為蛋白質(zhì)的功能很大程度上取決于空間構(gòu)型。由于技術(shù)的瓶頸,許多蛋白質(zhì)的空間構(gòu)型還不為人所知,例如:UGT1A6。為解決這一問題,我們使用了同源模建的方法,即利用相似度高的已知晶體結(jié)構(gòu)的蛋白,對只知道一級序列但晶體結(jié)構(gòu)未知的蛋白進行模擬,再利用計算機技術(shù)對模擬蛋白的鍵長鍵角、分子間相互碰撞、自由能等各方面進行優(yōu)化,得到未知晶體結(jié)構(gòu)的蛋白的空間構(gòu)象,用于蛋白質(zhì)的研究。在此基礎(chǔ)上,利用計算機技術(shù)虛擬蛋白與蛋白之間,蛋白質(zhì)與小分子之間的相互作用,并給出打分和評價。使用這種技術(shù)能夠直觀的顯示分子之間相互作用的位點并由計算機給出相應(yīng)參數(shù)(如:結(jié)合自由能等)。能夠?qū)Ψ肿娱g相互作用做出科學(xué)客觀的評價。我們首次使用上述方法構(gòu)建了UGT1A6的晶體結(jié)構(gòu),并使用分子對接的手段評價了LPCs和UGT酶的相互作用。發(fā)現(xiàn)UGT酶存在LPCs結(jié)合位點,LPCs結(jié)合后UGT酶后能以長鏈脂肪酸阻擋另一個天然底物:尿苷二磷酸葡萄糖與UGT酶的結(jié)合。從Chemscore打分來看,隨著脂肪酸鏈的增長,其Chemscore打分更優(yōu)。這提示了含有長鏈脂肪酸的LPC與UGT1A6結(jié)合更好,可能也導(dǎo)致對UGT酶的抑制作用越強,這與試驗中長鏈的LPCs對UGT酶有強抑制的現(xiàn)象相吻合。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R96

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本文編號：2319648