天然植物提取物对胰淀素(Amylin)纤维化过程的影响开题报告
2020-05-02 17:58:04
1. 研究目的与意义(文献综述)
目前糖尿病已经成为了一个重大的人类健康问题,每年都有大量的新增病例。目前的研究表明,糖尿病患者90%以上属于二型糖尿病[1]。糖尿病对患者,家属和护理人员以及全球卫生保健系统造成巨大损失,t2d占所有病例的90%以上。可用的疗法并没有阻止受影响人数惊人的增加,同意需要有效的方法可以抑制致病机制(疾病改变治疗)。人胰岛淀粉样多肽是t2dm患者胰岛淀粉样蛋白的主要成分。它是一种小的蛋白质,可以自发错误折叠和聚集,形成结构,通过凋亡凋亡细胞b细胞引起死亡,以及b细胞/胰岛变性和动物模型中胰岛素分泌的失败。胰岛淀粉样多肽介导的细胞毒性被鉴定为开发新的抗糖尿病分子的潜在靶标,其通过抑制b细胞死亡而起作用。一个例子,四环素显示与抑制ha错误折叠和聚集的能力有关的抗糖尿病活性。然而,四环素具有与慢性用于治疗糖尿病不相容的副作用特征[2],并且口服活性分子可用于抑制迄今为止缺乏的分组的临床研究。
蛋白质错误折叠疾病(pmd)与淀粉样蛋白原蛋白有关;正常单体蛋白错误折叠和自组装成不溶性淀粉样蛋白原纤维的疾病[3],超过二十种淀粉样蛋白已经与pmd相关联,例如阿尔茨海默病(ad)中的蛋白和淀粉样蛋白β(aβ),帕金森病(pd)中的α-突触核蛋白(α-syn),人溶菌酶蛋白肾衰竭,胰岛淀粉样蛋白多肽(iapp)在2型糖尿病(t2dm)和polyq疾病(一组包括亨廷顿疾病(hd)在内的神经变性疾病,由异基因突变引起,即扩展cag重复(n40)编码polyq拉伸)。大量证据表明淀粉样蛋白生成蛋白的自组装通常通过以下步骤发生:(i)形成错误折叠的中间体; (ii)将错误折叠的中间体自组装成低聚物;和(iii)将低聚物原纤化成具有作为种子起作用的低聚物的成纤维原纤维[4]。已经显示出几个因素影响这些步骤,包括温度,压力,金属离子和二硫键。然而,淀粉样蛋白原蛋白错误折叠的确切机制仍不清楚。众所周知,蛋白质错误折叠和自组装伴随着蛋白质的构象变化。包括aβ,α-syn,iapp和亨廷顿蛋白在内的淀粉样蛋白生成蛋白的自组装研究都表示在形成中间体或寡聚体期间的α-螺旋组装,其最近被报道为淀粉样蛋白抑制剂的结合靶之一。纤维生成,低聚物进一步组装成成熟的原纤维,其特征在于通过电子显微镜,nmr和x射线纤维衍射测定的富含β-折叠的结构。已经提出了两种主要模型用于蛋白质自组装过程。一个涉及π-π相互作用,其中淀粉样蛋白形成蛋白的芳香族残基与其他残基通过π堆叠,导致淀粉样蛋白形成。 该模型由几个研究支持,例如,aβ中的热结合区域[5],片段16-20(klvff),形成类似于由全长aβ形成的成熟原纤维,而用ala取代的芳香族phe20的突变体不形成淀粉样蛋白原纤维。 第二个模型涉及疏水相互作用,这也得到了多项研究的支持。 sinha及其同事发现,aβ中赖氨酸残基介导的疏水相互作用的破坏大大降低了aβ肽的组装和毒性。
在我国有着悠久的利用天然植物治病的历史,现代技术表明很多天然植物提取物对很多疾病有着很好的治疗和抑制作用。对于糖尿病,我国自古以来就有相关记载,例如人参,黄芪[6]等植物都有相当好的治疗作用。我们利用目前现有的技术可以从天然植物中获得具有生物活性的提取物,然后进行蛋白质与天然提取物之间的相互作用动力学监测。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备:将amylin蛋白在超声下分散,溶于磷酸盐缓冲溶液,获得10μm的蛋白质溶液。将tht溶液溶于pbs溶液中,避光保存。称取一定量的天然植物提取物,在乙醇中溶解,并按照实验计划配各实验组与对照组溶液。
材料表征:利用酶标仪对amylin蛋白与天然植物提取物的相互作用进行动力学表征,利用cd(圆二色谱仪)进行结构学表征,利用afm(原子力显微镜)进行作用前后的微观形貌表征以印证实验结论。
3. 研究计划与安排
第1-4周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第5-9周:按照设计方案,准备蛋白质和相关天然提取物。
第10-15周:采用酶标仪,AFM,DLS等对蛋白质的纤维化过程,具体的表面形貌等进行测试。
第15-17周:总结实验数据,完成并修改毕业论文。
第18周:论文答辩。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]johngrizzanti,hyoung-gon lee,antoni camins,merce pallas,gemma casadesus. thetherapeutic potential of metabolic hormones in the treatment of age-relatedcognitive decline and alzheimer's disease[j]. nutrition research,2016,:.
[2] xie jing-tian,aung han h,wu ji an,attel a s,yuan chun-su. effectsof american ginseng berry extract on blood glucose levels in ob/ob mice.[j].theamerican journal of chinese medicine. 2002(2-3)
[3] wu qiao-min,ni hai-xiang,lu xiao. changes of adipocytokineexpression after diabetic rats received sitagliptin and the molecularmechanism.[j].asian pacific journal of tropical medicine. 2016(9)