《核磁共振研究金屬藥物的細胞攝取與轉運的分子機制》是依託中國科學技術大學，由劉揚中擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：核磁共振研究金屬藥物的細胞攝取與轉運的分子機制
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：劉揚中
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鉑類藥物已成功地套用於腫瘤的臨床治療，其作用靶點是DNA。然而，蛋白質在鉑類藥物的細胞攝取與泵出、胞內傳遞、DNA損傷修復等方面發揮關鍵的作用，這些作用決定了腫瘤細胞對鉑類藥物的敏感性和耐藥性。. 本課題將以核磁共振為主要手段，採用1H、13C、15N、195Pt的一維和多維NMR技術，研究鉑配合物與相關蛋白質的反應與轉運過程的物理化學問題，通過藥物反應動力學、藥物結合位點與結合方式、蛋白質對不同金屬配合物的選擇性、以及蛋白質結構變化等研究，從金屬藥物的胞內轉運到細胞泵出、蛋白質對Pt-DNA 複合物的識別等方面，探討蛋白質與金屬藥物的作用機理；通過研究金屬藥物對蛋白質功能影響，掌握蛋白質在藥物作用機理中的貢獻；通過比較不同配位結構的活性與非活性鉑類藥物與蛋白質作用，探討蛋白質的作用方式與金屬藥物的活性之間的關係，為新型金屬抗腫瘤藥物的設計提供理論依據。
結題摘要
蛋白質在金屬抗腫瘤藥物的細胞攝取與泵出、胞內傳遞、DNA損傷修復等方面發揮關鍵的作用，這些作用決定了腫瘤細胞對鉑類藥物的敏感性和耐藥性，然而目前對金屬藥物與蛋白質的作用掌握甚少。本課題通過多種核磁共振技術研究了鉑類、砷類金屬藥物與金屬蛋白的作用，對不同種類的鉑類藥物的反應活性與差異進行了分析，包括順式鉑配合物（順鉑、奧沙利鉑）、反式鉑配合物（trans-DDP、trans-EE、trans-PtTz等）、單功能鉑以及四價鉑配合物等。系統研究各種金屬藥物與銅蛋白、鋅指蛋白等DNA結合蛋白的作用，獲得有關反應速度、結合位點、產物的配位結構等信息；分析具有不同配位結構的鉑配合物與蛋白質的作用差異、配位結構與配位性質對蛋白質反應的影響，通過藥物與金屬伴侶蛋白的複合物與上游、下游蛋白的反應，細胞內生物小分子和金屬離子對反應活性的影響，掌握金屬蛋白對不同活性鉑配合物的作用機理的貢獻。研究結果表明，鉑類金屬藥物利用銅的細胞代謝途徑實現藥物的攝取與外排，這一過程與細胞的耐藥機制相關；發現Cox17可以將順鉑轉運至線粒體，而且這一過程對順鉑的細胞毒性有貢獻；金屬藥物對各種蛋白質具有不同的選擇性，並且細胞溶液條件可以改變金屬藥物的反應活性與蛋白質的選擇性，而通過調控細胞中相關蛋白表達水平可以提高順鉑的細胞活性；As2O3可以與不同的鋅指蛋白作用、並導致蛋白質的鋅逐出、構象改變、破壞DNA識別等，不同類型的鋅指蛋白的反應活性不同，而生物小分子和溶液環境可以促進蛋白質的反應；此外，建立了蛋白質中特定胺基酸的選擇性標記方法用於研究細胞內藥物作用的NMR研究方法，通過非天然胺基酸標記方法研究藥物與蛋白質在細胞原位條件下的作用。本課題的研究詳細分析了細胞內蛋白質與金屬藥物的作用，有助於從分子水平理解鉑藥物的細胞攝取、胞內轉運和泵出機制，為掌握蛋白質在細胞內轉運鉑藥物的原理、理解金屬藥物的耐藥性、以及金屬抗腫瘤藥物設計提供理論依據。
