【摘要】：阿爾茨海默病(Alzheimer‘s disease,AD),是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。大腦胞外淀粉樣沉積(老年斑,senile plaque SP)是AD的一種重要病理標(biāo)志物,主要成分為高度聚集的β-淀粉樣蛋白(amyloidβ,Aβ),一種由39-43個(gè)氨基酸組成的多肽。Aβ在腦部代謝紊亂被認(rèn)為與AD的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),但是具體分子機(jī)制尚不清楚。Aβ的N端含有多個(gè)組氨酸,這些組氨酸能與血紅素(heme),銅離子等發(fā)生配位作用,使得Aβ與血紅素和銅離子有較強(qiáng)親和力,且形成的金屬復(fù)合物具有較強(qiáng)過氧化物酶活性。蛋白質(zhì)酪氨酸硝化修飾是一種重要的蛋白質(zhì)翻譯后修飾,硝化修飾會(huì)導(dǎo)致酪氨酸苯環(huán)空間位阻增加,p K_a下降,蛋白質(zhì)負(fù)電荷增加并最終影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。有意思的是,Aβ的氨基酸序列中含有唯一一個(gè)酪氨酸殘基(Y10),十分接近其金屬離子結(jié)合位點(diǎn),應(yīng)該極易發(fā)生硝化修飾。因此,在過氧化氫和亞硝酸鹽存在的條件下,Aβ有可能發(fā)生硝化修飾,然而對(duì)于硝化Aβ結(jié)構(gòu)和功能的相關(guān)研究依然處于空白。探究酪氨酸硝化修飾對(duì)Aβ的結(jié)構(gòu)和功能的影響可以更加深入了解Aβ在AD發(fā)生發(fā)展過程中所扮演的角色,為AD的預(yù)防和治療提供新的思路和治療靶標(biāo)。本文通過定制硝化修飾的系列Aβ及截短的Aβ,采用多種現(xiàn)代分析測試技術(shù),系統(tǒng)研究了酪氨酸殘基硝化修飾對(duì)Aβ結(jié)構(gòu)和功能的影響,獲得了以下研究成果:(1)酪氨酸硝化修飾降低Aβ_(1-40)聚集和減少細(xì)胞毒性:通過采用人工合成的Aβ_(1-40)和Aβ_(1-40)NT(10號(hào)位酪氨酸突變?yōu)?-硝基酪氨酸)作為研究對(duì)象,避免化學(xué)修飾方法得到硝化Aβ_(1-40)所造成的氨基酸氧化、雙酪氨酸化的問題。結(jié)果顯示heme-NO_2~--H_2O_2體系能夠硝化Aβ_(1-40),硝化Aβ_(1-40)仍然能與血紅素結(jié)合,兩者復(fù)合物依然具有很強(qiáng)的過氧化物酶活性,可以繼續(xù)催化硝化其它未硝化的Aβ_(1-40)。進(jìn)一步檢測發(fā)現(xiàn)酪氨酸硝化修飾能夠顯著降低Aβ_(1-40)聚集并抑制纖維的生成。Aβ_(1-40)酪氨酸硝化修飾后能夠顯著降低Aβ_(1-40)的細(xì)胞毒性。這些研究結(jié)果表明細(xì)胞有可能通過硝化修飾Aβ_(1-40),降低其聚集和細(xì)胞毒性從而防止Aβ_(1-40)大量分泌所導(dǎo)致的聚集和細(xì)胞毒性。(2)酪氨酸硝化修飾抑制Aβ_(1-42)聚集和細(xì)胞毒性的機(jī)理研究:選取Aβ_(1-42)和Aβ_(1-42)NT作為研究對(duì)象,證明了heme-NO_2~--H_2O_2體系能夠硝化Aβ_(1-42),Aβ_(1-42)NT-heme復(fù)合物具有很強(qiáng)的過氧化物酶活性能夠繼續(xù)催化硝化Aβ_(1-42)。熒光光譜,原子力顯微鏡(atomic force microscope,AFM)和透射電鏡(transmission electron microscope,TEM)的結(jié)果都表明酪氨酸硝化修飾顯著降低Aβ_(1-42)聚集并抑制纖維的生成。圓二色光譜結(jié)果表明酪氨酸硝化修飾并不影響Aβ_(1-42)自身折疊,表明酪氨酸硝化修飾有可能是通過抑制Aβ_(1-42)分子之間的相互作用達(dá)到抑制聚集目的。此外,采用氯化Aβ_(1-42)作為對(duì)照,發(fā)現(xiàn)Aβ_(1-42)Cl的聚集程度也顯著低于Aβ_(1-42)。這些結(jié)果提示酪氨酸硝化修飾可能是通過增加酪氨酸苯環(huán)上的空間位阻達(dá)到抑制聚集的目的。最后,細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Aβ_(1-42)NT的細(xì)胞毒性顯著低于Aβ_(1-42),表明酪氨酸硝化修飾能夠顯著抑制Aβ_(1-42)聚集并降低其細(xì)胞毒性,該機(jī)制可能對(duì)Aβ_(1-42)行使正常生理功能至關(guān)重要。(3)酪氨酸硝化修飾抑制Cu~(2+)誘導(dǎo)的Aβ_(1-42)聚集和細(xì)胞毒性:選取Aβ_(1-42)、Aβ_(1-42)NT、Aβ_(1-16)和Aβ_(1-16)NT作為研究對(duì)象,結(jié)果表明Cu~(2+)-NO_2~--H_2O_2體系能夠硝化Aβ_(1-42)。酪氨酸硝化修飾對(duì)于Aβ和Cu~(2+)的結(jié)合以及兩者復(fù)合物的過氧化氫酶活性沒有影響。有意思的是,Cu~(2+)能夠顯著改變Aβ_(1-42)的二級(jí)結(jié)構(gòu)并加速Aβ_(1-42)聚集成為毒性寡聚體,而這一作用在Aβ_(1-42)NT上沒有任何體現(xiàn)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示無論是否存在Cu~(2+),Aβ_(1-42)NT對(duì)細(xì)胞的毒性都顯著低于Aβ_(1-42)。此外,Aβ_(1-42)NT能夠通過螯合Cu~(2+)減弱它對(duì)細(xì)胞的損害。這些結(jié)果提示,Aβ_(1-42)可能具有保護(hù)細(xì)胞免受Cu~(2+)毒性損害的能力,而酪氨酸硝化修飾有可能是Aβ_(1-42)正確行使該功能的一種重要的保護(hù)機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R749.16;O641.4
【圖文】：

圖 1.1 a 老年斑；b 神經(jīng)原纖維纏結(jié)[13]Fig 1.1 a senile plaques; b neurofibrillary tangles.阿爾茨海默病茨海默病是一種神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。該疾病最先于 1906 年 11 月由德AloisAlzheimer 發(fā)現(xiàn)并報(bào)道了該病的主要臨床特征以及組織病理改變，隨姓氏為這種病命名[14]。AD 與年齡高度相關(guān)，且隨著年齡的增長，其發(fā)。隨著科學(xué)技術(shù)和醫(yī)療水平的不斷進(jìn)步，人類平均壽命不斷延長，相應(yīng)問題也日益嚴(yán)峻，隨之而來是 AD 患病人數(shù)與日俱增。據(jù)統(tǒng)計(jì) 2010 年60 萬 AD 患者，預(yù)計(jì)到 2040 年，這一數(shù)字將翻一番。我國是人口大國，的人口老齡化問題。據(jù)推算，中國 2040 年 AD 患者人數(shù)將達(dá)到 2200 萬

淀粉級(jí)聯(lián)假說[13]

圖 1.3 APP 蛋白水解過程[40]Fig 1.3 A schematic view of APP proteolytic cleavage.圖 1.4 Aβ1-40和 Aβ1-42的氨基酸序列Fig 1.4 The amino acid sequence of Aβ1-40and Aβ1-42.Aβ1-40和 Aβ1-42不但聚集能力不同，兩者的聚集方式，蛋白纖維結(jié)構(gòu)也存在著大差異。如圖 1.5 所示，Aβ1-40在聚集的初期會(huì)以單體，二聚體，三聚體，四聚體形式存在，并迅速達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，而 Aβ1-42在聚集初期則能快速形成穩(wěn)定的五聚體者六聚體，隨后這些聚集體能夠進(jìn)一步聚集成為更大的寡聚體、原纖維、成熟纖維[41Bernstein 等發(fā)現(xiàn) Aβ1-40在初期聚集達(dá)到平衡之后緩慢地通過不斷添加單體或者二聚體的方式形成更大的聚集體直至形成成熟纖維；而 Aβ完成初期聚集之后迅速形成 1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳lN;;靜脈輸液配置中心細(xì)胞毒性藥品的配置管理研究[J];中國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)管理;2016年36期

2 盧英,周運(yùn)琴,宋淑華,史弘道;五種國產(chǎn)醫(yī)用嵌段聚醚聚氨酯的細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)[J];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);1988年04期

3 崔明珍,肖白,楊華,寧燕;鉈的細(xì)胞毒性研究[J];衛(wèi)生毒理學(xué)雜志;1988年01期

4 焦慶安;;HIV血清陽性個(gè)體中HIV特異性的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞[J];國外醫(yī)學(xué)(免疫學(xué)分冊(cè));1988年05期

5 高乃莊;;GIBCO Opti-MEM培養(yǎng)液中形成的同種特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞可殺死鼠滋養(yǎng)層細(xì)胞[J];國外醫(yī)學(xué).婦產(chǎn)科學(xué)分冊(cè);1989年05期

6 馮閣;姚依蘭;黃鳳華;舒暢;張西鋒;;納米氧化鋅細(xì)胞毒性的研究[J];武漢輕工大學(xué)學(xué)報(bào);2017年02期

7 李英,張秀清;MTT法評(píng)價(jià)鑄造鈦的細(xì)胞毒性[J];現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志;2003年06期

8 李春英;惡性黑素瘤細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞治療研究現(xiàn)狀[J];國外醫(yī)學(xué)(皮膚性病學(xué)分冊(cè));1998年05期

9 ;細(xì)胞毒性T細(xì)胞的作用原理[J];中華內(nèi)科雜志;1995年03期

10 劉蔚楠;林翔;張俐;;谷氨酸誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞毒性對(duì)脊髓缺血再灌注損傷的作用研究[J];中國中醫(yī)骨傷科雜志;2010年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 吳超;李菁;陳俊;David Oupicky;;還原降解性聚陽離子的細(xì)胞毒性的機(jī)理研究[A];中國毒理學(xué)會(huì)第七次全國毒理學(xué)大會(huì)暨第八屆湖北科技論壇論文集[C];2015年

2 奚晶;欒洋;任進(jìn);;兩種體外檢測細(xì)胞毒性方法的結(jié)果比較[A];中國毒理學(xué)會(huì)第三屆中青年學(xué)者科技論壇暨2011年全國前列腺藥理毒理學(xué)研討會(huì)論文集[C];2011年

3 李煌元;吳思英;林煒;王章敬;葉鵬凌;韓秋鳳;;叔丁基對(duì)苯二酚對(duì)百草枯神經(jīng)細(xì)胞毒性和氧化應(yīng)激的保護(hù)作用[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)（第三卷）[C];2010年

4 賈文英;程琳;史弘道;;丙烯酰胺與醫(yī)用聚丙烯酰胺水凝膠細(xì)胞毒性研究(摘要)[A];醫(yī)用聚丙烯酰胺水凝膠（奧美定）論文匯編（第二輯）[C];2002年

5 張丹;朱本占;;秦皮乙素可保護(hù)鐵引起的細(xì)胞毒性[A];第五屆全國環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

6 李煌元;吳思英;林煒;王章敬;葉鵬凌;;叔丁基對(duì)苯二酚對(duì)百草枯神經(jīng)細(xì)胞毒性和氧化應(yīng)激的保護(hù)作用[A];全國生化/工業(yè)與衛(wèi)生毒理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

7 鄭艇;徐世元;賴露穎;李樂;李亞文;周樹勤;;煙酰胺腺嘌呤二核苷酸對(duì)布比卡因所致神經(jīng)細(xì)胞毒性的影響[A];中國中西醫(yī)結(jié)合麻醉學(xué)會(huì)[CSIA]年會(huì)暨第二屆全國中西醫(yī)結(jié)合麻醉學(xué)術(shù)研討會(huì)、江蘇省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)麻醉專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)論文匯編[C];2015年

8 曹紅英;楊曉芳;奚廷斐;;聚丙烯酰胺水凝膠的細(xì)胞毒性研究[A];21世紀(jì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要匯編[C];2001年

9 吳婕;孫皎;;氧化鐵納米顆粒對(duì)PC12細(xì)胞細(xì)胞毒性的機(jī)制研究[A];生物材料與再生醫(yī)學(xué)的現(xiàn)狀與未來——2010年第十屆上海地區(qū)醫(yī)用生物材料研討會(huì)論文摘要匯編[C];2010年

10 關(guān)迪;張傳敏;崔韶暉;陳會(huì)英;張樹彪;;陽離子類脂CPA12的細(xì)胞毒性研究[A];第八屆全國化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 關(guān)歆;對(duì)注射器用活塞細(xì)胞毒性項(xiàng)目檢測有關(guān)問題的建議[N];中國醫(yī)藥報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 趙杰;酪氨酸硝化修飾對(duì)Aβ的結(jié)構(gòu)和功能的影響[D];華中科技大學(xué);2018年

2 劉志偉;銅的腸道上皮細(xì)胞毒性和對(duì)大鼠的亞急性毒性研究[D];復(fù)旦大學(xué);2004年

3 于光艷;甲醛聯(lián)合苯對(duì)幼鼠骨髓細(xì)胞毒性及其相關(guān)機(jī)制的研究[D];吉林大學(xué);2008年

4 王從綱;金屬離子和抑制劑對(duì)淀粉樣β肽聚集及其細(xì)胞毒性的影響研究[D];大連理工大學(xué);2017年

5 王曉慧;Cirbp在鉛誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性中的作用及其分子機(jī)制[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年

6 侯劍峰;低能激光照射提高骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療心肌梗死療效的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2009年

7 張琰君;左旋苯甲酰脯氨醇自由基的細(xì)胞毒性及其分子機(jī)制研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2011年

8 史宸菲;樹脂基磁性活性炭的制備及其對(duì)水源水中典型污染物的去除研究[D];南京大學(xué);2014年

9 祝東梅;團(tuán)頭魴三種細(xì)胞系的建立、鑒定及其初步應(yīng)用[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

10 周亞平;基于壓電電化學(xué)和色譜電化學(xué)的生化分析[D];湖南師范大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李正;杭州市某區(qū)PM_(2.5)的季節(jié)性污染特和細(xì)胞毒性研究[D];浙江大學(xué);2019年

2 伍歡;碘代乙酰胺對(duì)HepG-2細(xì)胞毒性及相關(guān)機(jī)制研究[D];浙江師范大學(xué);2018年

3 李聰慧;粘接樹脂材料細(xì)胞毒性的體外評(píng)價(jià)[D];鄭州大學(xué);2018年

4 吳清安;清道夫受體B族Ⅰ型抑制高價(jià)鐵誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性的研究[D];泰山醫(yī)學(xué)院;2010年

5 鄧建軍;工業(yè)常用礦物粉塵表面理化特性對(duì)肺泡巨噬細(xì)胞細(xì)胞毒性的實(shí)驗(yàn)研究[D];四川大學(xué);2003年

6 戈弋;三種修復(fù)粘結(jié)材料對(duì)L929細(xì)胞毒性的研究[D];昆明醫(yī)科大學(xué);2017年

7 都業(yè)弘;兩類金（Ⅰ）配合物的合成及抗腫瘤活性研究[D];云南師范大學(xué);2017年

8 姚卓;PM2.5對(duì)ECV304的細(xì)胞毒性及其介導(dǎo)的HIF-1α與IL-6表達(dá)調(diào)控[D];廣州醫(yī)學(xué)院;2012年

9 周偉;L-DOPA的細(xì)胞毒性及其機(jī)理研究[D];華東師范大學(xué);2015年

10 蘭欣;擬除蟲菊酯類殺蟲劑氯氰菊酯和氰戊菊酯對(duì)牙鲆鰓細(xì)胞系FG的細(xì)胞毒性研究[D];中國海洋大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2791778