【摘要】：hERG是從人類海馬神經(jīng)中分離得到的,其全稱為human ether-a-go-go related gene,hERG編碼形成鉀離子通道。有些藥物引起了嚴(yán)重的心肌毒性,抑制靶點(diǎn)引發(fā)長(zhǎng)QT綜合癥;hERG基因發(fā)生突變,會(huì)引發(fā)遺傳性長(zhǎng)QT綜合癥,兩者都會(huì)使病患心率失常,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡。同時(shí),hERG通道在多種腫瘤細(xì)胞中也有分布,它與增加腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、淋巴性傳播和減小細(xì)胞分化這些進(jìn)程有著密切關(guān)系�？梢酝ㄟ^(guò)檢測(cè)hERG通道,判斷腫瘤發(fā)展進(jìn)程。目前針對(duì)hERG通道的研究方法主要有以下幾種:膜片鉗分析技術(shù)、放射性配體競(jìng)爭(zhēng)法、以及基于熒光檢測(cè)的方法。膜片鉗分析技術(shù)是研究參與電位變化的通道重要技術(shù),但膜片鉗法需要實(shí)驗(yàn)員本身技術(shù)過(guò)硬,實(shí)驗(yàn)員必須全身心投入時(shí)間較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,稍有分心就容易造成實(shí)驗(yàn)失敗;放射性配體競(jìng)爭(zhēng)法使用時(shí)需要大量的放射性物質(zhì),可能會(huì)引起輻射。利用熒光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法蓬勃發(fā)展,在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中起著舉足輕重的作用。其中小分子熒光探針合成簡(jiǎn)便、體積小、細(xì)胞透過(guò)性好、靈敏度高和特異性強(qiáng),已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)研究中,主要用于研究生物大分子的作用機(jī)制、疾病診斷以及藥物的篩選等方面。藥效團(tuán)、連接鏈和熒光團(tuán)三部分通常被包含在小分子探針的結(jié)構(gòu)中,藥效團(tuán)與特定蛋白產(chǎn)生結(jié)合,在識(shí)別基團(tuán)與靶點(diǎn)結(jié)合后,熒光團(tuán)能將此信號(hào)轉(zhuǎn)化為熒光信號(hào),連接鏈將識(shí)別基團(tuán)與熒光團(tuán)連接起來(lái)。本文在報(bào)道的hERG通道抑制劑阿司咪唑和E-4031的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了兩種具有開(kāi)關(guān)機(jī)制的特異性hERG通道探針。其中,探針M1-M3采用了環(huán)境敏感的熒光開(kāi)關(guān)機(jī)制,我們選取阿司咪唑作為識(shí)別基團(tuán),用環(huán)境敏感的熒光團(tuán)丹磺酰氯和萘二酰亞胺去替代阿司咪唑結(jié)構(gòu)中的對(duì)甲氧基苯基,識(shí)別基團(tuán)和熒光團(tuán)通過(guò)非共軛結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。此類小分子探針的熒光開(kāi)關(guān)機(jī)制為:分子處于游離狀態(tài)時(shí),熒光強(qiáng)度較弱,而與疏水性口袋結(jié)合后,其熒光強(qiáng)度明顯比游離狀態(tài)增強(qiáng);探針M4-M7采用了聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)的熒光開(kāi)關(guān)機(jī)制,此類小分子探針同樣選取阿司咪唑作為識(shí)別基團(tuán),但考慮到四苯基乙烯本身結(jié)構(gòu)有點(diǎn)大,所用也選取了體積較小的hERG通道抑制劑E-4031作為識(shí)別基團(tuán)。然后在Cu+作化下熒光團(tuán)上的疊氮基結(jié)構(gòu)與識(shí)別基團(tuán)上的炔基結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行1,3-偶極環(huán)合反應(yīng)。當(dāng)此類探針處于游離狀態(tài)時(shí),結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)可以自由的旋轉(zhuǎn),分子吸收一定能量躍遷到激發(fā)態(tài)后,大部分分子以非輻射方式釋放能量;而分子與蛋白結(jié)合后,苯環(huán)與烯烴間的單鍵旋轉(zhuǎn)受到限制,此時(shí)大部分激發(fā)態(tài)的分子將發(fā)射熒光。此后對(duì)設(shè)計(jì)合成的小分子探針進(jìn)行了一系列的評(píng)價(jià)(光學(xué)性質(zhì)、對(duì)靶點(diǎn)的親和力、細(xì)胞毒性、特異性和顯微成像),結(jié)果表明,所合成的小分子探針光學(xué)性質(zhì)較好,細(xì)胞毒性在一定時(shí)間內(nèi)可以接受,且與靶點(diǎn)的結(jié)合能力較強(qiáng),可應(yīng)用于它的標(biāo)記。在后繼研究中,我們將應(yīng)用小分子探針去探討hERG通道的表達(dá)上調(diào)與腫瘤的關(guān)系,研究hERG通道在腫瘤發(fā)生發(fā)展中可能的機(jī)制,為研究抗腫瘤藥物奠定基礎(chǔ)。同時(shí),我們還將設(shè)計(jì)合成一系列發(fā)射波長(zhǎng)在近紅外區(qū)的小分子探針,并進(jìn)行動(dòng)物水平的成像。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R91
【圖文】：

ＡＥＲＧ鉀離子通道在人多種組織中大量分布。在心臟中，它與（３亞基共同逡逑介導(dǎo)快速延遲整流鉀電流（Ｉｋｔ），主要參與心臟動(dòng)作電位逐漸下降的過(guò)程［９，逡逑１０］。近年來(lái)，一些藥物在上市之后產(chǎn)生了嚴(yán)重的不良反應(yīng)而被撤離市場(chǎng)，如氯逡逑丙嗪、特非那定、磺胺甲基異惡唑和西沙比利等。有些藥物引起了嚴(yán)重的心肌逡逑毒性，抑制靶點(diǎn)引發(fā)長(zhǎng)ＱＴ綜合癥；當(dāng)基因發(fā)生突變，會(huì)引發(fā)遺傳性的動(dòng)作電逡逑位下降延長(zhǎng)［７，邋１１，１２］。長(zhǎng)ＱＴ綜合癥臨床上表現(xiàn)為室性心律失常，是指在心電逡逑圖上ＱＴ間期延長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生昏厥甚至猝死［１３］。逡逑／ｚＥＲＧ鉀離子通道在多種腫瘤細(xì)胞中也有分布，如子宮內(nèi)膜癌［１４］、惡性逡逑膠質(zhì)瘤、結(jié)腸癌等。它與腫瘤的淋巴性傳播、增殖、侵襲、和減小細(xì)胞分化這逡逑些進(jìn)程有著密切關(guān)系丨１５－１７］�？梢酝ㄟ^(guò)檢測(cè)ＡＥＲＧ通道，判斷腫瘤發(fā)展進(jìn)逡逑程。在惡性膠質(zhì)瘤中，ＡＥＲＧ鉀離子通道能夠促進(jìn)血管生成，從而保證惡性組逡逑織生長(zhǎng)［１７，邋１８］。但ＡＥＲＧ通道具體作用機(jī)制還不明確，因此，若想以／ｚＥＲＧ鉀逡逑離子通道作為靶點(diǎn)進(jìn)行腫瘤的治療，必須了解其在腫瘤中作用。逡逑

Ｒｏｄｅｒｉｃｋ邋ＭａｃＫｉｎｎｏｎ團(tuán)隊(duì)［１９］通過(guò)冷凍電鏡方法確定了邋ＡＥＲＧ鉀離子逡逑通道的大小（３．８邋Ａ），同時(shí)他們認(rèn)為其對(duì)大多數(shù)藥物的特異靈敏性來(lái)自于結(jié)構(gòu)逡逑中體積極小的中心孔區(qū)，這個(gè)中心孔區(qū)被四個(gè)很深的疏水性口袋包圍（圖１．２）。逡逑通常，Ｔｙｒ６５２和Ｐｈｅ６５６氨基酸殘基為主要作用位點(diǎn)［２０，邋２１］，配體通過(guò)疏水作逡逑用、７ＷＩ堆積作用、ｐ－ＴＣ共軛作用或７１－陽(yáng)離子相互作用與ＡＥＲＧ通道結(jié)合［２１－逡逑２４］。現(xiàn)有的一些ＡＥＲＧ通道抑制劑，如ａｓｔｅｍｉｚｏｌｅ、ａｚｉｍｉｌｉｄｅ、索他洛爾、特非逡逑那定、磺胺甲基異惡唑和西沙比利等［２３，邋２５，邋２６］，它們的結(jié)構(gòu)如圖１．３所示。逡逑：ｔ邋ｆ：＞：｜考：逡逑Ｃｌｏｓｅｄ（Ｈｙｐｏｔｈｅｔｉｃａｌ）邐0Ｐｅｎ邋Ｄｒｕｇ邋－＾ｂｐｅｎ邋Ｏｐｅｎ逡逑圖１．２邋ＡＥＲＧ鉀離子通道對(duì)藥物特異的靈敏性的作用機(jī)制逡逑ｈ邐ｊ＾ｒＮ／°邐？Ｈ邋ｈ逡逑Ａｓｔｅｍｉｚｏｌｅ邐Ｄｏｆｅｔｉｌｉｄｅ邐Ｓｏｔａｌｏｌ逡逑Ｔｅｒｆｅｎａｄｉｎｅ邐Ｓｕｌｆａｍｅｔｈｏｘａｚｏｌｅ邐Ｃｉｓａｐｒｉｄｅ逡逑圖１．３邋ＡＥＲＧ鉀離子通道抑制劑逡逑７逡逑

Ｒｏｄｅｒｉｃｋ邋ＭａｃＫｉｎｎｏｎ團(tuán)隊(duì)［１９］通過(guò)冷凍電鏡方法確定了邋ＡＥＲＧ鉀離子逡逑通道的大小（３．８邋Ａ），同時(shí)他們認(rèn)為其對(duì)大多數(shù)藥物的特異靈敏性來(lái)自于結(jié)構(gòu)逡逑中體積極小的中心孔區(qū)，這個(gè)中心孔區(qū)被四個(gè)很深的疏水性口袋包圍（圖１．２）。逡逑通常，Ｔｙｒ６５２和Ｐｈｅ６５６氨基酸殘基為主要作用位點(diǎn)［２０，邋２１］，配體通過(guò)疏水作逡逑用、７ＷＩ堆積作用、ｐ－ＴＣ共軛作用或７１－陽(yáng)離子相互作用與ＡＥＲＧ通道結(jié)合［２１－逡逑２４］�，F(xiàn)有的一些ＡＥＲＧ通道抑制劑，如ａｓｔｅｍｉｚｏｌｅ、ａｚｉｍｉｌｉｄｅ、索他洛爾、特非逡逑那定、磺胺甲基異惡唑和西沙比利等［２３，邋２５，邋２６］，它們的結(jié)構(gòu)如圖１．３所示。逡逑：ｔ邋ｆ：＞：｜考：逡逑Ｃｌｏｓｅｄ（Ｈｙｐｏｔｈｅｔｉｃａｌ）邐0Ｐｅｎ邋Ｄｒｕｇ邋－＾ｂｐｅｎ邋Ｏｐｅｎ逡逑圖１．２邋ＡＥＲＧ鉀離子通道對(duì)藥物特異的靈敏性的作用機(jī)制逡逑ｈ邐ｊ＾ｒＮ／°邐？Ｈ邋ｈ逡逑Ａｓｔｅｍｉｚｏｌｅ邐Ｄｏｆｅｔｉｌｉｄｅ邐Ｓｏｔａｌｏｌ逡逑Ｔｅｒｆｅｎａｄｉｎｅ邐Ｓｕｌｆａｍｅｔｈｏｘａｚｏｌｅ邐Ｃｉｓａｐｒｉｄｅ逡逑圖１．３邋ＡＥＲＧ鉀離子通道抑制劑逡逑７逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 檀雅昱;陳亞?wèn)|;尤啟冬;李曼華;;不同化學(xué)結(jié)構(gòu)藥物與hERG鉀離子通道的相互作用[J];中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

本文編號(hào)：2748185