脂蛋白相关的磷脂酶A<,2>蛋白表达及其抑制剂的研究

来源 :中国科学院上海药物研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:langya925
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动脉粥样硬化(atherosclerosis)是一种炎症性疾病,是心脑血管疾病的病理生理基础。脂蛋白相关磷脂酶A2(Lp-PLA2)能促进炎症发生,引起动脉粥样硬化,是动脉粥样硬化形成过程中的一个关键性酶。研究表明,Lp-PLA2是潜在的治疗动脉粥样硬化的新靶点,应用Lp-PLA2抑制剂是一种新的、非降脂策略的动脉粥样硬化治疗方法。   本文通过喂养高胆固醇饲料建立兔动脉粥样硬化模型,检测了模型兔不同组织的Lp-PLA2酶活性,并确定在动脉粥样硬化斑块处的Lp-PLA2酶活性最高,且发生动脉粥样硬化斑块血管的Lp-PLA2的酶活性比正常血管的酶活性显著升高。   笔者首次从分化的THP-1细胞中成功克隆了Lp-PLA2全长基因,并在该基因上引入提高翻译效率的Kozak序列和方便纯化的寡聚组氨酸序列。将原基因和融合基因克隆到不同的表达载体,通过昆虫细胞杆状病毒、巴斯德毕赤酵母和大肠杆菌三个不同的异源蛋白表达系统对Lp-PLA2蛋白进行表达和纯化。在昆虫细胞杆状病毒表达系统中Lp-PLA2得到高水平表达,重组蛋白的表达水平达到细胞总蛋白的8%,而Kozak序列能进一步将该表达水平提高到细胞总蛋白的15%。重组Lp-PLA2在新型的巴斯德毕赤酵母表达系统中也获得很好的表达,而在大肠杆菌表达系统中的表达水平很低,提示Lp-PLA2在原核表达系统中不能有效翻译或可能表达的蛋白对大肠杆菌宿主有毒性。   表达的重组Lp-PLA2蛋白C端包含有六个寡聚组氨酸标记,便于通过镍亲和层析对Lp-PLA2进行高效的纯化。昆虫细胞杆状病毒表达的Lp-PLA2不能直接一步通过镍亲和树脂获得纯化,在亲和层析之前需要一个起始的硫酸铵沉淀步骤。该两步纯化过程能有效纯化Lp-PLA2重组蛋白并得到比以前从人血浆中纯化更高的产率。新型巴斯德毕赤酵母表达系统表达的Lp-PLA2重组蛋白能纯化更为简单,其纯化步骤只需要一步镍亲和层析纯化过程。由于纯化操作会降低蛋白的酶活性和产率,本研究中运用的简便纯化方法比传统的多步纯化具有很大的优点。巴斯德毕赤酵母表达的Lp-PLA2蛋白产率比昆虫细胞杆状病毒表达系统的低,但也比直接从血浆中提取和纯化Lp-PLA2的收率高。   昆虫细胞杆状病毒表达的Lp-PLA2显示了很好的酶活性,特异性抑制剂SB435495对它的抑制IC50为56.8±1μM。巴斯德毕赤酵母表达的Lp-PLA2也显示了较好的酶活性,特异性抑制剂SB435495对它的抑制IC50为15.93±1μM,表明有活性的Lp-PLA2能在真核表达系统中表达。在大肠杆菌中表达的Lp-PLA2蛋白产率低且没有酶活性,表明Lp-PLA2在原核表达系统中不能获得正确的蛋白加工、折叠或翻译后修饰。   利用表达重组的Lp-PLA2蛋白建立Lp-PLA2抑制剂的筛选模型,筛选出对Lp-PLA2有抑制活性的五个新抑制剂Sxg-2、Sxg-6、Sxg-21c、Sxc-21和Sxy-18+19,化合物Sxg-2在动物实验中显示了显著的体内Lp-PLA2酶活性抑制作用。   综上所述,Lp-PLA2在动脉粥样模型兔的动脉斑块处酶活性水平很高,进一步证实Lp-PLA2与动脉粥样硬化密切相关。重组的Lp-PLA2在昆虫细胞杆状病毒表达系统中获得高水平表达,并能通过两步纯化过程有效纯化。酶活性的Lp-PLA2蛋白也能在一个新的巴斯德毕赤酵母表达系统中表达,并且在该表达系统中表达的Lp-PLA2蛋白能更简便快速的一步纯化。运用杆状病毒表达系统或巴斯德毕赤酵母表达系统获得的Lp-PLA2蛋白产率比文献报道从血浆中纯化Lp-PLA2的收率高,具有很好的酶活性并可以用于建立Lp-PLA2抑制剂的筛选模型。运用纯化的重组Lp-PLA2进行抑制剂筛选比采用LDL作粗酶筛选抑制剂具有更好的特异性。通过建立的Lp-PLA2筛选模型我们筛选出五个Lp-PLA2新抑制剂,其中化合物Sxg-2在动物实验中还显示了显著的体内抑制活性。Lp-PLA2是潜在的治疗动脉粥样硬化的新靶点,对Lp-PLA2及其抑制剂的研究将促进动脉粥样硬化的防治。
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