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活性中药自然产品土荆皮乙酸靶点卵白的研究

发布时间:2017-11-21 00:00

天然产物是抗肿瘤等药物的重要来源之一。土荆皮乙酸(Pseudolaric acid B, PAB)是从金钱松根皮中提取出来的一种具有很强抗癌、抗真菌活性的复杂天然产物。尽管十多年前已有报道 PAB 通过抑制微管聚合抑制癌细胞的增殖,但并不能完全解释其生理活性机制。肖友利研究组一直致力于通过化学蛋白质组学策略解析天然产物的生物合成以及分子活性机制方面的研究。在前期发展该策略解析一系列中药天然产物靶点蛋白的基础上,该课题组在进一步的研究中综合运用多项蛋白质质谱技术,深入开展了 PAB 靶标蛋白和分子活性方面的研究。

首先,利用经典的化学蛋白质组学技术,他们在土荆皮乙酸母核分子中引入含有光亲和基团和端炔基团的双功能标签,其中光亲和基团双吖丙啶经紫外光照射可以使土荆皮乙酸与作用靶标蛋白形成共价键,从而便于通过经典的炔基 - 叠氮点击化学反应对靶蛋白进行检测、富集和鉴定。他们进一步结合 TMT 标记的定量质谱,在验证微管蛋白 tubulin 的同时,发现了一个膜蛋白 Basigin,或称 CD147 是另一个潜在的 PAB 靶点蛋白。

其次,在通过 Western-blot 和重组蛋白标记等实验验证 CD147 是其特异性靶点后,他们利用高分辨质谱成功地鉴定出 PAB 与 CD147 的胞外免疫球蛋白 IgC2 区域结合。鉴于该区域与 CD147 的聚合及后续细胞功能 - 基质金属蛋白酶的表达和转运直接相关,他们进一步通过体内体外实验验证了 PAB 抑制 CD147 聚合,并抑制 MMP-2、MMP- 7 和 MMP- 9 的表达。siRNA 敲除实验也验证了 CD147 是 PAB 的生理靶点之一。

最后,通过定量比较蛋白质组学技术,他们在全蛋白质组层面检测 PAB 处理前后 HeLa 细胞蛋白的表达谱变化情况。利用经典的超滤辅助溶液酶切(FASP)及离线分级技术,他们鉴定了将近 6000 个蛋白,其中包含 39 个显著上调和 13 个显著下调的蛋白。值得注意的是,微管蛋白 tubulin 在 PAB 处理后显著下调,而一个与 CD147 功能类似的蛋白,CYR61 则显著上调。研究人员推测,PAB 结合后可能导致 tubulin 的降解,而 CD147 被 PAB 抑制后,MMP 的表达受到抑制,因此细胞通过过量表达 CYR61 来抵御这样的抑制。

相关成果已发表在 Chem. Commun. 上,该研究得到国家自然科学基金(21572243,21502206)、中科院上海植物生理生态研究所代谢组学与蛋白质互作技术平台以及上海维基生物科技有限公司等的支持。

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2017/CC/C7CC04345G#!divAbstract

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