我国重大疾病相关基因及蛋白功能转化研究获进展
本报吉林讯 记者白毅报道 中国科学院长春应用化学研究所在重大疾病相关基因及蛋白功能转化领域取得创新成果。日前，该所研究人员完成的“金属离子对某些重要生命过程的调控作用研究”项目通过国家自然科学基金委员会组织的专家鉴定。专家认为，该项目取得的成果为今后生物分子功能转化、药物分子设计合成及相关疾病的治疗提供了新思想。
大量研究结果表明，生物分子构象及功能转化与人类重大疾病如癌症、神经退行性疾病、糖尿病等密切有关，已成为目前生物学、化学和药学等领域的研究热点。稀土的长期使用及其生物效应是人们普遍关心的课题。研究发现，稀土离子与体内不同氨基酸形成配合物后，结构多样化并对核酸序列具有选择性，这为进一步理解稀土离子生物学效应等提供了非常有价值的信息。研究发现，细胞外稀土离子可结合3T3细胞表面金属感应蛋白，启动ERK信号转导，进入Hela细胞，激活胞内钙调蛋白和ERK信号转导过程。研究还发现，蛋白-靶肽的作用会影响金属和蛋白的结合，从而提出了钙调蛋白通过结构域静电作用而存在的II和III金属结合位点的长程作用引起金属结合位点构象变化的全新机制。此外，研究还发现AdoHc水解酶与Cu2+具有特异性结合，确定了Cu2+结合于深入到蛋白酶中心孔道的C末端结构域上，形成类似于III型结合铜；铜配合物还通过AdoHcy水解酶影响细胞生物甲基化过程，在金属离子对ROS的作用和毒性机理、金属配合物的吸收机理等方面取得新的进展。研究人员还合成了具有氧化还原性PhOD为主要配体的一系列过渡金属配合物，并发现以PhOD为配体的体系可以作为模拟质子传输与氧化还原相偶联的模拟体系，金属配合物直接与细胞的相互作用显著改变了胞内pH值。
研究人员考察了配体对DNA序列选择性以及邻近碱基序列如何影响配体结合和电荷传递过程。他们与国外学者合作，根据DNA构象转化构建了一种新型的E-DNA分子阵列，可高选择性实现在血清中检测并很容易再生。研究还发现，单壁碳纳米管可选择性诱导人类端粒DNA i-motif形成；促使DNA发生B-A转化，并具有序列选择性；能有效驱使单链RNA形成双链结构，为研究生理条件下核酸过渡态形成及功能以及纳米管作为药物治疗试剂、基因载体及器件等方面的应用提供了实验依据。研究人员构建并表达了与癌症诊断密切相关细胞周期蛋白Cyclin A，并利用siRNA技术，以碳纳米管为基因载体，高效抑制Cylin A在癌细胞K562的表达，诱导细胞凋亡。研究人员还设计合成了具有抗癌活性的新型锗类化合物，探讨了该类化合物结构与DNA序列选择性及功能间的关系。这些研究成果为治疗慢性白血病、克服长期服用药物导致的抗药性问题奠定了基础。
此外，研究还发现，能够引起老年痴呆症的病变蛋白Amyliod作为聚集核可以有效诱导DNA发生聚集，但一些金属离子如Zn2+、Cu2+可以通过改变Amyliod蛋白结合水分子阻止这样的聚集过程。这为认识不同金属离子在老年痴呆症Aβ蛋白病变过程中所起的不同作用提供了新思路。, http://www.100md.com
大量研究结果表明，生物分子构象及功能转化与人类重大疾病如癌症、神经退行性疾病、糖尿病等密切有关，已成为目前生物学、化学和药学等领域的研究热点。稀土的长期使用及其生物效应是人们普遍关心的课题。研究发现，稀土离子与体内不同氨基酸形成配合物后，结构多样化并对核酸序列具有选择性，这为进一步理解稀土离子生物学效应等提供了非常有价值的信息。研究发现，细胞外稀土离子可结合3T3细胞表面金属感应蛋白，启动ERK信号转导，进入Hela细胞，激活胞内钙调蛋白和ERK信号转导过程。研究还发现，蛋白-靶肽的作用会影响金属和蛋白的结合，从而提出了钙调蛋白通过结构域静电作用而存在的II和III金属结合位点的长程作用引起金属结合位点构象变化的全新机制。此外，研究还发现AdoHc水解酶与Cu2+具有特异性结合，确定了Cu2+结合于深入到蛋白酶中心孔道的C末端结构域上，形成类似于III型结合铜；铜配合物还通过AdoHcy水解酶影响细胞生物甲基化过程，在金属离子对ROS的作用和毒性机理、金属配合物的吸收机理等方面取得新的进展。研究人员还合成了具有氧化还原性PhOD为主要配体的一系列过渡金属配合物，并发现以PhOD为配体的体系可以作为模拟质子传输与氧化还原相偶联的模拟体系，金属配合物直接与细胞的相互作用显著改变了胞内pH值。
研究人员考察了配体对DNA序列选择性以及邻近碱基序列如何影响配体结合和电荷传递过程。他们与国外学者合作，根据DNA构象转化构建了一种新型的E-DNA分子阵列，可高选择性实现在血清中检测并很容易再生。研究还发现，单壁碳纳米管可选择性诱导人类端粒DNA i-motif形成；促使DNA发生B-A转化，并具有序列选择性；能有效驱使单链RNA形成双链结构，为研究生理条件下核酸过渡态形成及功能以及纳米管作为药物治疗试剂、基因载体及器件等方面的应用提供了实验依据。研究人员构建并表达了与癌症诊断密切相关细胞周期蛋白Cyclin A，并利用siRNA技术，以碳纳米管为基因载体，高效抑制Cylin A在癌细胞K562的表达，诱导细胞凋亡。研究人员还设计合成了具有抗癌活性的新型锗类化合物，探讨了该类化合物结构与DNA序列选择性及功能间的关系。这些研究成果为治疗慢性白血病、克服长期服用药物导致的抗药性问题奠定了基础。
此外，研究还发现，能够引起老年痴呆症的病变蛋白Amyliod作为聚集核可以有效诱导DNA发生聚集，但一些金属离子如Zn2+、Cu2+可以通过改变Amyliod蛋白结合水分子阻止这样的聚集过程。这为认识不同金属离子在老年痴呆症Aβ蛋白病变过程中所起的不同作用提供了新思路。, http://www.100md.com