人参果胶与半乳凝素-3相互作用的构效关系研究

【摘要】半乳凝素-3(Galectin-3),半乳凝素家族唯一的嵌合型凝集素,由C端的糖基识别结构域(carbohydrate-recognitiondomain,CRD)和N端的一段延伸肽链组成,通过氨基酸序列高度保守的CRD特异性地识别并结合糖链中的p-半乳糖残基。Galectin-3作为一种肿瘤相关蛋白,在肿瘤的发生、发展、转移及免疫逃逸等病理过程中发挥了重要作用,是目前癌症治疗的.药物靶点之一,因此以Galectin-3为靶点的抑制剂研究是抗肿瘤药物研究的一个热点。文献报道,果胶能够通过抑制Galectin-3的功能发挥抗肿瘤活性,并且果胶水溶性好,无毒副作用,是开发Galectin-3抑制剂的重要资源库,其中研究最为广泛,活性的最好的果胶样品是酸碱修饰的柠檬果胶(ModifiedCitrusPectin,MCP).但对果胶结构和果胶抑制Galectin-3活性的关系研究鲜有报道,这与果胶的复杂结构密切相关。果胶是一种富含半乳糖醛酸的酸性杂多糖,由包括半乳糖在内的十几种单糖组成的直链或带有分支的支链,结构复杂多样。本实验对人参果胶的分离纯化进行了深入研究,得到了多种结构清晰,样品均一的果胶样品。本论文以人参果胶为研究对象,旨在探讨人参果胶对Galectin-3的抑制活性及构效关系,为Galectin-3果胶类抑制剂的研究和人参果胶的药物开发及肿瘤治疗奠定理论基础。本论文首先以Galectin-3的天然抑制剂乳糖和MCP为阳性对照,利用红细胞凝集阻抑实验比较了不同结构的人参果胶对Galectin-3的抑制活性,找到抑制效果最好的果胶级分RG-I-4,并在细胞水平上检测了RG-I-4的抑制活性,进而对RG-I-4与Galectin-3的结合进行定性和定量检测,最后对通过对RG-I-4结构的解析和修饰,探讨了RG-I-4抑制Galectin-3活性的构效关系。具体研究结果如下：(1)红细胞凝集阻抑实验结果表明,人参果胶级分RG-I-4对Galectin-3的抑制活性最强,并且RG-I-4在细胞水平上也能够有效地抑制Galectin-3介导的肿瘤细胞粘附,肿瘤细胞聚集,血管内皮细胞迁移以及Galectin-3与免疫细胞的结合,说明RG-I-4是Galectin-3的有效抑制剂。(2)荧光试验和表面等离子共振实验结果表明,RG-I-4与Galectin-3之间是CRD依赖的特异性结合,能够被Lac完全抑制,两者之间具有很高的亲和力,显著高于MCP。(3)RG-I-4的构效关系研究发现：a)RG-I-4侧链上不同位置的阿拉伯糖残基分别发挥正向或负向的调节作用；半乳糖是RG-I-4结合Galectin-3活性的关键基团。b)β1,4-galactan链是RG-I-4与Galectin-3结合的功能元件,半乳糖四聚体基本满足了β1,4-galactan链与Galectin-3最大亲和力的需要,半乳糖数目的继续增加对β1,4-galactan链与Galectin-3的亲和力影响不大；c)RG-I-4的β1,4-galactan侧链以短链为主(≤3个半乳糖残基)；d)RG-I-4与Galectin-3的结合是长β1,4-galactan(≥4个半乳糖残基)和短β1,4-galactan(≤3个半乳糖残基)侧链共同作用的结果。e)RG-I主链结构对RG-I-4与Galectin-3的结合也具有重要作用,可能在空间结构的支撑上发挥了重要作用。f)分离得到的RG-I主链与Galectin-3之间存在非CRD依赖的结合,不能被乳糖抑制。综上所述,本论文从人参果胶中找到Galectin-3的一种高效抑制剂RG-I-4；RG-I-4与Galectin-3之间是CRD依赖的特异性结合,亲和力高；RG-I-4主链和侧链结构在与Galectin-3的结合过程中分别发挥了重要作用。上述研究结果为果胶类Galectin-3抑制剂的开发奠定了理论基础,对果胶的药物开发和应用具有重要的意义。
【作者】高晓鸽；
【导师】台桂花；周义发；
【作者基本信息】东北师范大学，细胞生物学，2014，博士
【关键词】半乳凝素-3；果胶；抑制剂；β1,4-聚半乳糖；构效关系；

【参考文献】
[1]郭元芳.黑曲霉葡萄糖氧化酶在毕赤酵母SMD1168中的表达[D].山东大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[2]崔雯君.汉英口译策略研究[D].华中科技大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[3]刘旸.中美政府采购救济制度比较研究[D].湖南师范大学,经济法,2014,硕士.
[4]郑艳玲.银行审计管理系统的设计与应用[D].天津大学,软件工程,2013,硕士.
[5]袁晚晴.当代电影中的谜题叙事现象研究[D].西北大学,戏剧与影视学,2014,硕士.
[6]梁萍.超声检测颈动脉粥样硬化的临床研究[D].重庆医科大学,神经病学,2004,硕士.
[7]马媛媛.后冷战时期东亚政治格局的演变与中国的战略考量[D].西北大学,国际政治,2014,硕士.
[8]高凯.山东省城乡居民医疗保险制度一体化研究[D].山东财经大学,社会保障学,2014,硕士.
[9]方明,李天太,杨军全,黄炜.基于实例的不确定检索模型的研究[J].控制与决策,1999,01:94-97.
[10]王俊峰.急性心肌梗死PCI术中再灌注性心律失常相关因素的分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[11]张有兵,穆淼婕,翁国庆.分布式发电系统的孤岛检测方法研究[J].电力系统保护与控制,2011,01:139-146.
[12]程启智.制造业上市公司审计意见影响因素研究[D].石家庄经济学院,会计学,2013,硕士.
[13]程玉果.基于HSS模型的群体基坑开挖的性状及相互影响分析[D].华侨大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[14]刘亭秀.概念图策略与场认知风格对中学生学习效果的影响研究[D].西南大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[15]缪飞燕.信息技术环境下小学英语生态课堂研究[D].吉林大学,现代教育技术,2014,硕士.
[16]艾发智.弹头目标特性分析及特征提取技术[D].国防科学技术大学,信息与通信工程,2012,硕士.
[17]陈建,苏凯雄,王卫星,兰诚栋.基于双边信息的残差分布式压缩视频感知(英文)[J].自动化学报,2014,10:2316-2323.
[18]朱庆军.神经网络在语音质量客观评价中应用的研究[D].西南交通大学,2004.
[19]刘小燕.猪附红细胞体病临床调查与诊断分析[D].中国农业大学,预防兽医学,2004,硕士.
[20]王建军,洪志祥.马钢热轧横切线上的急停系统[J].冶金自动化,2013,02:87-88.
[21]王皓.棚车带式双向装载装置的虚拟设计[D].兰州理工大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[22]刘霜.艾灸中脘神阙涌泉结合针刺治疗急性缺血性中风临床研究[D].广州中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[23]徐娟芳.高职生自我评价与心理健康的关系[D].湖南师范大学,应用心理（专业学位）,2013,硕士.
[24]朱婵.我国政府公共工程审计现状及模式研究[D].云南财经大学,公共管理,2013,硕士.
[25]陈燕.永盛不衰的建筑装饰业[J].中国科技信息.1994(09)
[26]余省威.登封市武术馆校现状调查及发展对策研究[D].郑州大学,体育教学,2013,硕士.
[27]佟为明,张希栋,李中伟,林景波.基于椭圆曲线密码的数据集中器通信报文混合密码算法[J].电力系统自动化,2014,04:86-91.
[28]黄利华.棕榈湾房地产项目营销报告[D].广西大学,2005.
[29]侯迪波.间歇生产过程中的知识发现方法研究[D].浙江大学,2004.
[30]别毅兵.不同改良措施对烟区土壤及烤烟质量的影响[D].湖南农业大学,作物,2012,硕士.
[31]李彬.我国战略性新兴产业信息资源服务体系服务能力分析研究[D].北京交通大学,2014.
[32]李丽.瞬时波强技术在肾移植患者心血管功能评价中的应用研究[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[33]李兴营.非线性方程实根的高阶迭代和统计实验求法[D].华中科技大学,概率论与数理统计,2013,硕士.
[34]韩宝玉.电缆沟大爆炸探秘[J].安徽消防.1995(12)
[35]刘昌付.高速点磨削表面完整性影响因素与控制方法研究[D].东北大学,机械制造及其自动化,2010,硕士.
[36]窦永青.肠源性内毒素血症对实验性肝炎的影响及其治疗对策的研究[D].山西医科大学,病理生理学,2003,硕士.
[37]赵晋泉,江晓东,张伯明.用于静态稳定预防控制的新灵敏度分析法[J].电力系统自动化,2004,21:27-33.
[38]杜丹,张辉.西南地区入境旅游时空差异演变分析[J].西南交通大学学报(社会科学版),2014,01:94-100.
[39]葛菊.二维Euler方程组稀疏波的相互作用与弱间断传播[D].上海大学,计算数学,2014,博士.
[40]赵星.中国对外贸易商品流向与趋势研究[D].首都经济贸易大学,国际贸易学,2013,硕士.
[41]杨艳玲.有色企业实施CIMS的管理模式和集成技术研究[D].中南大学,2002.
[42]梁登.基于偏振光的光流导航定位方法[D].华中科技大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[43]李凯.含N、O配体在合成环状配合物中的应用研究[D].北京理工大学,化学工程与技术,2014,硕士.
[44]戴哲平.对上交叉综合症的分析及其矫正方法的研究[D].西南交通大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[45]张燕斌.稀土掺杂CaO-B_2O_3-SiO_2发光玻璃的制备及其光致发光性能研究[D].陕西科技大学,材料学,2013,硕士.
[46]彭才望.FSAE赛车用发动机进气性能研究[D].广东工业大学,车辆工程,2013,硕士.
[47]王红.文体分析在招投标文件翻译中的应用[D].河北师范大学,翻译,2013,硕士.
[48]张秀云.培养多元文化态度与美术鉴赏教学实践研究[D].山东师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[49]张明玉,倪志伟.基于机器学习的智能决策支持系统[J].淮南师范学院学报,2005,03:38-41.
[50]左伟.基于人居环境科学视角下的徽州新聚落规划设计研究[D].安徽建筑大学,城市规划与设计,2013,硕士.