血清白蛋白的功能化修饰及其对β-淀粉样蛋白聚集的抑制作用

摘要

阿尔茨海默症（AD）是临床中常见的神经退行性疾病，其患者会出现记忆力减退等症状。研究表明，β-淀粉样蛋白（Aβ）的聚集是AD的主要致病机理。此外，金属离子可以促进Aβ聚集，形成细胞毒性更大的聚集体。因此，开发既可以结合金属离子，又可以抑制Aβ聚集的多功能抑制剂成为了目前的研究热点。
　　本论文首先研究了酸化血清白蛋白对Aβ聚集的抑制作用。前人研究表明，血清白蛋白（BSA/HSA）既可结合金属离子，又可抑制Aβ聚集，然而其作用效果较低，不足以构成有效的抑制剂。本论文在BSA/HSA表面修饰二甘醇酐，提高其表面负电荷量，得到酸化血清白蛋白（A-BSA/A-HSA）。分析表明 A-BSA可有效抑制Aβ42聚集，并降低细胞毒性。此外，A-HSA还可以减弱Zn2+对Aβ42聚集的影响，从而抑制Zn2+诱导下的Aβ42聚集过程。机理分析发现，Aβ42与A-BSA/A-HSA间存在疏水结合和静电排斥两种相反作用力。当这两种作用力趋于平衡时，Aβ42在 A-BSA/A-HSA表面保持为伸展状态，这有利于抑制其聚集形成毒性聚集体。同时，A-HSA表面更多的负电荷不仅可以增加对 Zn2+的亲和力，还有利于降低Aβ42与Zn2+间的结合作用。
　　其次，本论文研究了A-HSA对弱酸性条件下Cu2+介导的Aβ42聚集和毒性的抑制作用。AD患者脑内常出现酸中毒症状，而在弱酸性条件下，Cu2+-Aβ42更容易形成毒性聚集体。因此，本研究在 pH6.6条件下，探究了 A-HSA对Cu2+-Aβ42聚集的影响。结果表明，A-HSA改变了Cu2+-Aβ42的聚集路径，形成细胞毒性较低的不定型聚集体。此外， A-HSA在偏酸性条件下，可以改变Cu2+-Aβ42的结合方式，从而降低Cu2+-Aβ42的聚集速率，有效抑制聚集。
　　最后，本论文设计了金属螯合剂修饰的HSA。由于脑脊液中存在的金属离子浓度较高，而现有抑制剂结合金属离子的能力有限，本研究在HSA表面修饰强金属螯合剂亚氨基二乙酸（IDA），得到 IDA-HSA（I-HSA）。研究表明，I-HSA不仅可以更加有效地抑制Aβ42聚集，还可以结合更多的金属离子，有效抑制高浓度金属离子对Aβ42聚集的影响，降低聚集产生的细胞毒性和活性氧水平。此外，I-HSA还可以通过螯合金属离子，重塑金属-Aβ42聚集体，降低其细胞毒性。
　　本研究通过对血清白蛋白进行功能化修饰，提高了其在不同生理环境下对Aβ42聚集的抑制效果。研究工作为进一步探索和开发 Aβ42聚集的多功能抑制剂提供了理论基础。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 阿尔茨海默症

1.3 金属离子对Aβ的影响

1.4 Aβ聚集抑制剂

1.5 主要检测手段

1.6 本文的研究意义和内容

第二章 酸化牛血清白蛋白抑制Aβ42聚集的研究

2.1 引言

2.2 材料和方法

2.3 结果与讨论

2.4 A-BSA对Aβ42聚集的作用机理解析

2.5 小结

第三章 酸化人血清白蛋白对Zn2+-Aβ42聚集的影响

3.1 引言

3.2 材料和方法

3.3 结果与讨论

3.4 A-HSA对Zn2+诱导下Aβ42聚集抑制的作用机理解析

3.5 小结

第四章 A-HSA在酸性条件下对Cu2+-Aβ42聚集的影响

4.1 引言

4.2 材料和方法

4.3 结果与讨论

4.4 酸性条件下A-HSA对Cu2+-Aβ42聚集抑制的作用机理解析

4.5 小结

第五章 亚氨基二乙酸修饰HSA对金属离子诱导Aβ42聚集的影响

5.1 引言

5.2 材料和方法

5.3 结果与讨论

5.4 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 创新点

6.3展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢