核受体PPARγ与一种新型选择调控剂的结构和功能研究

摘要

目的：研究核受体PPARγ与一种新型选择调控剂的结构和功能。
　　方法：通过前期筛选实验发现一种天然产物白屈菜红碱(Chelerythrine，CHE)是PPARγ的特异性配体。以PPARγ的完全激动剂TZD类药物作为实验对照，发现CHE对PPARγ亲和力介于罗格列酮(rosiglitazone，Rosi)与吡格列酮(piglitazone，Pig)之间，而不同于两者的是其转录激活作用微弱，显示出CHE与TZD类药物相比对PPARγ调节机制的不同。通过对PPARγ/CHE复合物晶体进行三维结构解析，并且与PPARγ/Rosi复合物三维结构进行比较，从结构生物学的角度揭示了CHE和PPARγ的特殊结合模式。与Rosi相比，CHE和PPARγ的结合导致了PPARγ第十二条螺旋结构即AF-2结构的松散，这种构象上的变化直接影响了CHE介导的PPARγ对辅因子的结合，产生了不同于TZD类药物的辅因子结合模式，主要表现在辅激活因子的募集能力以及辅抑制因子的解离能力都减弱。另外，在肥胖型糖尿病小鼠db/db小鼠中，CHE能在不引起小鼠体重增加等副作用的情况下降低小鼠血糖、提高小鼠体内胰岛素敏感性，这体现了CHE作为PPARγ选择性调控剂相较于Rosi的优势。
　　结果：体内外磷酸化实验证明了CHE是通过抑制PPARγ第273位丝氨酸的磷酸化作用来改善糖尿病小鼠体内的胰岛素敏感性。
　　结论：天然产物CHE是PPARγ的选择调控剂，能够有效改善Ⅱ型糖尿病并且降低副作用，这也为将来开发以PPARγ为靶标的Ⅱ型糖尿病治疗药物提供了一种新的更加安全有效的模板。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 PPARγ的亚型和分布

1．2 PPARγ的结构

1．2．1 氨基端(A／B)结构域

1．2．2 DNA结合结构域(DBD)

1．2．3 铰链区

1．2．4 配体结合结构域(LBD)

1．2．5 AF-2结构域

1．2．6 PPARγ-RXR-DNA复合物结构

1．3 PPARγ的激活

1．4 PPARγ的配体

1．5 PPARγ的生理功能

1．5．1 PPARγ与脂肪分化和脂类代谢

1．5．2 PPARγ与糖类代谢和胰岛素抵抗

1．5．3 PPARγ与炎症反应

1．5．4 PPARγ与癌症

1．6 PPARγ的翻译后修饰

1．6．1 PPARγ的磷酸化

1．6．2 PPARγ的其他转录后修饰

1．7 白屈菜红碱(Chelerythrine)简介

1．7．1 CHE的抗菌作用

1．7．2 CHE的抗炎作用

1．7．3 CHE的抗肿瘤作用

1．7．4 CHE的其他作用

1．8 研究目的和意义

第二章 材料和方法

2．1 药品与试剂

2．2 主要实验仪器

2．3 实验方法

2．3．1 重组质粒的构建

2．3．2 细胞水平实验

2．3．3 分子水平实验

2．3．4 重组蛋白的表达与纯化

2．3．5 动物实验

第三章 实验结果

3．1 Chelerythrine是PPARγ的一种选择性调控剂

3．2 Chelerythrine调控PPARγ辅因子募集

3．3 Chelerythrine和PPARγ的复合物晶体结构

3．3．1 Chelerythrine和PPARγ LBD的特殊结合模式

3．3．2 Chelerythrine作为部分激动剂的结构机制

3．4 Chelerythrine能够改善db／db小鼠的胰岛素抗性

3．4．1 Chelerythrine不会导致实验小鼠的体重增加

3．4．2 Chelerythrine能够降低血糖，改善db／db小鼠的胰岛素敏感性

3．5 Chelerythrine能够抑制CDK5介导的PPARγ磷酸化

第四章 讨论

4．1 天然小分子药物用途的再定位

4．2 PPARγ选择性调控剂的特殊结合模式

4．3 PPARγ磷酸化在改善胰岛素敏感性的作用

4．4 转录活性或是转录后修饰?

4．5 实验中的不足

4．6 总结

附录 缩略语及中英文对照表

参考文献

致谢