【摘 要】
:
缓激肽受体(bradykinin receptors)属于G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)家族成员,是激肽释放酶-激肽系统(kallikrein-kinin system,KKS)的重要组成部分。缓激肽受体包含B1R和B2R两个亚型,天然配体为血液中的激肽类物质,比如缓激肽(bradykinin)和kallidin等。B2R在人体各组织中均有表达,B
论文部分内容阅读
缓激肽受体(bradykinin receptors)属于G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)家族成员,是激肽释放酶-激肽系统(kallikrein-kinin system,KKS)的重要组成部分。缓激肽受体包含B1R和B2R两个亚型,天然配体为血液中的激肽类物质,比如缓激肽(bradykinin)和kallidin等。B2R在人体各组织中均有表达,B2R被激活后主要介导下游Gαq蛋白信号通路,引发磷脂酶C(phospholipase C,PLC)的激活及钙动员过程。在生理状态下,B2R参与调节人体血液循环和肾脏功能,引发炎症反应和疼痛。而在病理状态下,B2R功能异常将引起心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)、肾脏疾病、呼吸道疾病、癌症和遗传性血管水肿(hereditary angioedema,HAE)等。B2R作为药物靶点,在炎症、心血管疾病、神经痛等领域具有十分广阔的应用前景。虽然有不少靶向B2R的配体进入了临床研究,但至今只有一个肽类药物艾替班特(icatibant)成功上市,用于治疗遗传性血管水肿。其他配体比如用于治疗脑肿瘤的肽类激动剂Labradimil、治疗疼痛的肽类拮抗剂Deltibant和治疗骨关节炎的小分子拮抗剂Fasitibant等均在Ⅱ期和Ⅲ期临床试验阶段宣告失败。靶向B2R的药物研发进展缓慢,一是因为传统药物筛选方法成本高、耗时长、效率低,二是在缺乏B2R结构数据的情况下不能确定参与配体结合和受体激活的关键位点。因此,亟需B2R跨膜信号复合物的结构数据以及高通量筛选技术来助力靶向B2R的新型药物研发工作,用于心血管疾病、炎症及神经痛的治疗。本课题的研究目标是应用结构生物学的方法解析药物靶点B2R跨膜信号复合物的结构,揭示激动剂结合——B2R激活——Gq蛋白偶联的分子机制,加快基于结构的新型药物研发进程。通过对B2R进行N/C末端截短筛选、融合蛋白类型及融合位点筛选、定点突变筛选,成功得到了高表达量、高纯度、均一性良好的单体蛋白。通过热稳定性测试发现拮抗剂icatibant与B2R所形成复合物的热稳定性最高,并用于脂立方相(lipidic cubic phase,LCP)结晶实验。同时又对B2R-Gq蛋白复合物进行研究,为了获得稳定的复合物样品,B2R和Gαq蛋白均进行了改造。在缓冲液组分优化过程中,发现相较于DDM/CHS去垢剂组合,LMNG/CHS能更好地将B2R从细胞膜中提取到胶束(micelle)中,且在冷冻制样阶段能帮助复合物保持稳定、不易解离。在300 k V冷冻电镜下收集数据后,成功解析出了3.0(?)分辨率的B2R-Gq-bradykinin和2.9(?)分辨率的B2R-Gq-kallidin复合物结构。经过对复合物结构进行分析,发现在配体结合口袋中,激动剂呈现“S”形的结合构象,口袋入口处存在大量Asp和Glu,通过与激动剂末端的Arg和Lys形成静电相互作用来阻止激动剂的解离。此外,P3B/P4K-I213ECL2和G4B/G5K-R1964.64两对氢键将激动剂稳稳地锚定在配体口袋内,提高了两者间的亲和力。激动剂C末端的Phe诱发toggle switch、PIF、DRY和NPxx Y等分子开关的构象变化,导致TM6胞内侧外移及Gq蛋白结合。Gq蛋白通过与B2R的TMs2-3、TMs5-7、ICLs2-3和helix 8形成大量的氢键、极性相互作用、静电相互作用和疏水相互作用而稳定复合物的结构。通过解析B2R跨膜信号复合物的结构,揭示了药物靶点B2R在激动剂结合、受体激活和Gq蛋白偶联时的分子机制,结合基于结构的药物设计(structure-based drug design,SBDD)方法,将为靶向B2R的新型药物研发提供帮助。
其他文献
高功率微波(HPM)技术在民用领域和军事领域中均具有广泛应用,随着HPM系统实用化的推进,HPM器件的紧凑化和小型化研究日益受到关注。通过降低HPM器件的工作磁场,进而实现HPM器件的永磁包装,是实现HPM产生系统轻小型化的重要技术手段。然而现有的永磁包装HPM器件其磁体体积、质量仍然较大,给HPM技术的实际应用带来一定限制。为了进一步降低HPM器件的磁引导系统质量,本文探索研究了周期永磁体(PP
本论文围绕量子多体物理以及其中的时间物理展开研究工作。我们的目的是揭示问题的本质、发现新现象和提出新物理。在研究工作中,我们重视对基本概念的理解与阐述。这些概念包括相、周期、对偶、临界行为和几何等。关于与时间相关的量子多体物理,我们对其多个主题进行了研究。量子多体物态的分类是量子物理中的一个基本问题。我们提出时间序概念,透过时间观察量子多体物态,并以此对量子相进行分类。时间序提供了一种分类量子多体
本研究以保留传统榫卯结构精髓为前提,以适应现代数控加工、提高加工效率和精度、实现数控加工零编程、降低成本为目的,采用力学对比试验和参数化设计思想,对基于数控加工的榫卯优化设计、榫卯尺寸的智能化确定方法及榫卯数控加工代码的智能化生成方法进行了研究。在此基础上,开发了榫卯智能化加工代码生成系统。主要研究结果如下:(1)榫卯加工发展经历了如下四个阶段:纯手工加工阶段、机械与手工相结合的加工阶段、数控与手
翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)(下文简称“鳜”),隶属鲈形目、鮨科、鳜亚科、鳜属。自古至今,鳜鱼都因肉味鲜美而被视为席上珍品。上世纪70年代我国突破了鳜人工繁殖难题并很快在全国多个省市开展养殖。2010年全国年养殖产量突破25万吨,2018年产量超过31万吨,产值200多亿元。但由于长期人工繁殖忽视亲本选育,导致其种质退化,出现生长速度下降、性成熟提前与抗病力差等问题,严重影响养殖效
随着社会老龄化形势加剧,养老助老已成为我国亟待解决的重大民生问题之一。年龄的增加导致人体神经、骨骼、肌肉系统的功能均产生不同程度的退化,并且由于免疫系统功能下降,使得老年人容易受到疾病困扰,其中脑卒中是老年人群中的高发疾病,并会造成患者不同程度的下肢运动功能障碍,对患者心理和生理的影响巨大。近年来,为帮助下肢运动功能障碍患者实现康复训练和自由行走,开发了较多的医疗辅助设备,其中康复外骨骼机器人成为
研究背景结直肠癌是我国最常见的恶性肿瘤之一,40-50%患者首诊时已为转移性结直肠癌(metastatic colorectal cancer,mCRC),预后不佳。以表皮生长因子受体(epithelial growth factor receptor,EGFR)为靶点的靶向药物成为 mCRC 治疗的重要基石,针对EGFR的IgG1单克隆抗体西妥昔单抗(cetuximab,Cet)是其中最具代表性
第一章 黑斑息肉综合征患者的临床表现及诊治情况背景与目的:黑斑息肉综合征(Peutz-Jeghers syndrome,PJS)是一种罕见的常染色体显性遗传病,以口唇皮肤黏膜黑斑、胃肠道多发错构瘤息肉以及多器官的癌症易感性等为主要临床特征。目前认为丝氨酸/苏氨酸激酶11(STK11)/肝激酶B1(LKB1)基因发生胚系突变是该病的主要遗传学病因。PJS患者特征性的错构瘤息肉可分布于除食管外的全消化
无线传感器网络(WSN)在各领域都有着广泛的应用,是现代社会不可或缺的一员。对于WSN来说,定位技术是构建网络的起点,因此它也成为了众多学者的研究热点。本文的主要工作是对DV-Hop算法进行分析改进,具体的工作如下:1.研究了WSN的架构、特点和关键技术,并对定位技术重点研究,包括两类典型定位算法和三种节点估算方法等。详细研究了DV-Hop算法原理,对算法误差进行了分析,并通过仿真来总结算法缺陷的
将冶金渣用于制备建筑胶凝材料是资源化利用废渣的重要途径。科学地评估胶凝材料中重金属元素(简称重元素)的浸出风险是安全利用含冶金渣胶凝材料的前提。实现科学评估的关键是理解重元素的结合机理和浸出规律。基于结合机理和浸出规律,定量表达胶凝材料硬化浆体对重元素的固化能力,从而科学评价含冶金渣胶凝材料硬化浆体的浸出风险,对冶金渣的资源化利用具有重要意义。本文首先系统表征不同有色金属冶金渣中重元素的存在形式和
土地利用的空间分异诱发了交通需求,引导交通供给建设;交通条件是决定土地利用性质的重要影响因素,二者存在紧密的互动关系。近年来,兴趣点等城市大数据逐步累积,使得网格层面交通与土地利用指标间的非线性关系解读成为可能,但大数据也为系统建模带来了挑战。以往的研究对城市建设滞后性、潜在空间传递、多类用地共同影响交通需求、交通供给设施沿道路和轨道交通站点聚集等重要现象的忽视导致模型精度受限,影响了城市发展规律