腎素前體受體調控血壓的結構生物學機制研究

《腎素前體受體調控血壓的結構生物學機制研究》是依託上海交通大學，由周愛武擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：腎素前體受體調控血壓的結構生物學機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周愛武
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

人體血壓主要是受腎素-血管緊張素系統（RENIN-ANGIOTENSIN SYSTEM）的調節。這個系統通過多個密切相關蛋白的協同作用來控制血管緊張素的釋放。該系統的不平衡往往導致高血壓疾病和相關的心血管疾病。本研究項目計畫通過結構生物學和生物化學的手段來研究這個系統中血管緊張素(ANGIOTENSIN)產生和釋放的生理機制,著重研究腎素前體受體(PRORENIN RECEPTOR)是如何在細胞表面激活腎素前體（PRORENIN），以及促進腎素(RENIN)和血管緊張素原(ANGIOTENSINOGEN)之間的相互作用的。對這些參與血壓調節的蛋白質結構的深入了解,將提高我們對血壓調控機制的認識,為設計出新型的抗高血壓,抗心血管疾病的藥物打下堅實的基礎。

結題摘要

腎素-血管緊張素系統是血壓調控的中心, 對該系統分子機制的研究對高血壓心血管疾病的防治有重要的指導意義.本項研究計畫主要包含四個目標：1。製備並結晶重組PRR和PRR片斷，並研究其特性；2。獲得腎素原及其和PRR的晶體結構；3。獲得高解析度的腎素/血管緊張素原複合物的晶體結構；4。嘗試獲得PRR/腎素/ 血管緊張素原三聯體複合物的晶體結構。在研究過程中針對我們這四個目標做了系統研究，基本完成了前3個目標，用多種重組表達體系製備了PRR和PRR片斷，並研究了其與腎素及腎素原的相互作用；解析了3個腎素原（人源，小鼠，大鼠）晶體結構； 獲得高解析度的人源糖基化的血管緊張素原晶體結構以及腎素/血管緊張素原複合物的晶體結構；但由於重組的PRR在體外不能和腎素原形成穩定複合物，我們沒有完成目標4。 本項研究的主要主要進展和成果： 1.我們獲得高解析度的腎素/血管緊張素原複合物的晶體結構。在我們的前期研究結果中獲得了一個血管緊張素原（3.1埃）以及一個低解析度的複合物晶體結構（4.5埃）1，在本項研究中我們製備了真核細胞表達的血管緊張素原和腎素，獲得高解析度的人源糖化的血管緊張素原晶體結構（2.3埃）以及它和腎素複合物的晶體結構（2.55埃）。這兩個結構闡明血管緊張素原Asn14位是糖基化的（Fig1B）且在複合物形成過程中N端肽段發生較大構象變化及位移。同時複合物晶體結構也闡述了精細的分子間相互作用界面（Fig1）。 在這基礎上我們也對糖基化位點以及界面的參與相互作用的胺基酸基團做了突變研究，檢測其是否影響腎素對血管緊張素原的切割（Fig 2）。這些結果的獲得具體闡述了在人體內腎素和血管緊張素原是如何相互作用的以及他們的相互作用受到哪些因素的調節，這為設計新型的干預血管緊張素I的釋放從而治療高血壓疾病的小分子化合物提供了靶標。相關文章投稿中。 2．我們解析了三個物種的腎素原晶體結構， 闡述了它們的體外結合機制的異同。相關文章待投稿。 3. 我們系統地嘗試用原核和真核表達體系表達純化重組腎素受體（PRR）並鑑定其與腎素原的相互作用。根據我們現有的研究結果發現PRR在體外以二聚體的形式存在，但PRR在體外和腎素的親和力較低，因吃我們推測它在人體內可能不是有效的腎素受體。我們的這些發現與一些質疑該蛋白是否在體內通過結合腎素原起作用的文獻相吻合。