【摘 要】
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组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylases,HDACs)负责催化组蛋白的水解,与多种细胞进程密切相关,是抗癌药物研究的重要靶点,建立准确高效的HDACs抑制剂筛选方法对于新药开发具有十分重要的现实意义。毛细管电泳(Capillary electrophoresis,CE)作为高效、快速的微量分析技术,具有分离效率高、检测时间短、样品消耗量少、自动化程度高等突出优点。因此本论文建立了
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组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylases,HDACs)负责催化组蛋白的水解,与多种细胞进程密切相关,是抗癌药物研究的重要靶点,建立准确高效的HDACs抑制剂筛选方法对于新药开发具有十分重要的现实意义。毛细管电泳(Capillary electrophoresis,CE)作为高效、快速的微量分析技术,具有分离效率高、检测时间短、样品消耗量少、自动化程度高等突出优点。因此本论文建立了基于CE的研究方法,主要内容如下:(1)本文建立了用于HDACs动力学参数测定及抑制剂筛选的基于毛细管的固定化酶(CE-IMER)方法。利用聚多巴胺(Polydopamine,PDA)易沉积到毛细管内壁的特性,将毛细管内壁上涂覆上聚多巴胺涂层并对其进行表征,酶与聚多巴胺间通过弱作用力连接进而被固定在毛细管内壁上,证明了 IMER的成功构建,并进一步优化了多巴胺的浓度、酶固定化时间、底物与酶孵育时间以及多巴胺的修饰时间等条件,在建立好的方法上重复进样底物40次以上时,该固定化酶活性依然能保持初始活性的90%以上,表明了建立的CE-IMER具有良好的稳定性。用所建立的方法测定了固定化酶的动力学参数(Km和Vmax)及其抑制剂的IC50值,与荧光法测定的游离酶结果接近,证实了方法的可靠性,最后将CE-IMER应用到抑制剂筛选中,成功从十多种化合物中筛选出了几种有潜力的抑制剂。(2)为进一步从对HDACs靶点有活性的化合物中筛选出异构体选择性抑制剂,开发了用于HDAC8动力学参数测定及抑制剂筛选的电泳调控微分析(EMMA)方法学。我们考察了电泳分析的最佳条件,最终的实验条件为:贝克曼电泳仪配备二极管阵列检测器,检测波长为327 nm,柱温37℃,熔融石英毛细管(内径75 μm,有效长度为50 cm),Tris-HCl(100 mM,pH=8.0)为背景缓冲溶液,孵育缓冲溶液为Tris-HCl(25 mM,pH=8.0,137 mM NaCl,2.7 mM KCl,1 mM MgCl2,1 mg/mL BSA)溶液,分离电压为 15 kV,底物和酶在3 kV的混合电压下混合0.2 min,孵育时间为5 min。酶解反应后的产物和未反应的底物在毛细管电泳中得到分离检测,利用建立的方法测定了 HDAC8的动力学参数(Km和Vmax)及其两种代表性抑制剂伏立诺他(SAHA)与PCI-34051的IC50值,此方法与传统的荧光分析法相比具有自动化程度高、操作简便、不受假阳性结果干扰等突出优点。总而言之,基于毛细管电泳,本研究开发了两种不同方法用于HDACs的活性分析及抑制剂筛选。其中CE-IMER方法制备的固定化酶微反应器稳定性好,酶经多次重复运行依然保持良好活性,能大大节省酶的使用量,这对于尤其昂贵稀缺的酶样本来说具有十分重要的现实性意义;EMMA法的突出优点在于能够在线进行抑制剂筛选及酶活性检测,将酶促反应的发生场所及底物产物的分离检测场所都集中在了一根毛细管柱内,大大减少了人工误差,这种高度自动化的研究方法充分满足现代药物学高速发展的需求。
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