人胰島淀粉樣多肽的聚集機(jī)制研究

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1、分類號(hào)學(xué)號(hào)D201078129學(xué)校代碼10487密級(jí)博士學(xué)位論文人胰島淀粉樣多肽的聚集機(jī)制研究學(xué)位申請(qǐng)人：張?chǎng)螌W(xué)科專業(yè)：藥理學(xué)指導(dǎo)教師：黃昆教授答辯日期：2013年5月AdissertationsubmittedtoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyfortheDegreeofDoctorTheaggregationmechanismofhumanisletamyloidpolypeptideD.Candidate:XinZhangMajor:PharmacologySupervisor:KunHuangHuazhongUniversit

2、yofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2013獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明，本學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果的總結(jié)。盡我所知，除文中已經(jīng)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本人將承擔(dān)本聲明引起的一切法律后果。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本

3、人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文摘要淀粉樣蛋白疾病是一類由正常的蛋白質(zhì)單體錯(cuò)誤折疊和自組裝后所形成的不溶性淀粉樣蛋白纖維所導(dǎo)致的疾病，目前已發(fā)現(xiàn)超過(guò)20種淀粉樣蛋白疾病。蛋白質(zhì)聚集是受多種因素影響的復(fù)雜過(guò)程，人胰島淀粉樣多肽（humanisletamyloidpolypeptide,hIAPP）錯(cuò)誤折疊所產(chǎn)生的聚集被認(rèn)為是導(dǎo)致2型糖尿

4、病病變及胰島移植失敗的重要因素。hIAPP的聚集機(jī)制研究不但對(duì)深入了解包括2型糖尿病在內(nèi)的眾多淀粉樣疾病的病理過(guò)程有重大意義，而且對(duì)研發(fā)基于抑制hIAPP的聚集為靶點(diǎn)的新型抗2型糖尿病藥物具有重要指導(dǎo)意義。研究表明，豬胰島淀粉樣多肽(porcineIAPP,pIAPP)在生理?xiàng)l件下并不具有hIAPP所擁有的聚集性。序列對(duì)比發(fā)現(xiàn)強(qiáng)聚集性的hIAPP與不具有聚集的pIAPP共有10個(gè)氨基酸殘基差異，其中7個(gè)位于IAPP的聚集核心區(qū)域，即片段（17-29）。因此，基于IAPP(17-29)以及IAPP(20-29)，我們合成了26條相關(guān)的13肽和10肽突變體，并研究了其二級(jí)結(jié)構(gòu)、聚集性及細(xì)

5、胞毒性。結(jié)果顯示pIAPP片段肽較對(duì)應(yīng)的人片段肽具有更低的聚集性及毒性，其中hIAPP片段中20位的絲氨酸突變?yōu)榫彼岷蟮?0肽及13肽的聚集性和毒性都顯著降低，表明20位殘基對(duì)hIAPP的聚集起重要作用，是抑制pIAPP片段聚集的主要?dú)埢?。分子排阻色譜法分析發(fā)現(xiàn)，pIAPP(20-29)在緩沖液液中主要以穩(wěn)定的二聚體形式存在，而hIAPP(20-29)則以單體和三聚體的混合形式存在，這可能也是pIAPP與hIAPP間聚集行為差異的分子基礎(chǔ)。hIAPP的聚集受細(xì)胞內(nèi)多種因素的影響，如pH、金屬離子及細(xì)胞膜。在這些18因素與hIAPP的交互作用過(guò)程中，hIAPP的組氨酸His扮演重要角

6、色，但其作用方式仍不明確，為了研究組氨酸的側(cè)鏈咪唑環(huán)在hIAPP聚集過(guò)程中的重要作用及作用方式，在保留咪唑環(huán)的前提下，本文利用焦碳酸二乙酯(DEPC)對(duì)咪唑環(huán)進(jìn)行了化學(xué)修飾，合成了乙酯?；膆IAPP類似物，命名為DMI。采用ThT熒光、熒光素泄漏、圓二色光譜、等離子體耦合質(zhì)譜及計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算等系列方法對(duì)I華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文hIAPP及DMI的結(jié)構(gòu)和分子特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)咪唑環(huán)可以通過(guò)影響hIAPP分子內(nèi)部與分子間的氫鍵的形成，最終影響hIAPP的聚集過(guò)程，以及在此過(guò)程中hIAPP與金屬離子和細(xì)胞膜的相互作用。關(guān)鍵詞：胰島淀粉樣多肽；聚集；片段肽；分子排阻色譜；咪唑環(huán)；化學(xué)修

7、飾II華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文AbstractTheprocessofproteinaggregationisconsideredasanimportantcausalfactorforover20diseases.Themisfoldingofhumanisletamyloidpolypeptide(hIAPP)isregardedasanimportantfactorthatleadstotype2diabetesandislettransplanta