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甘草次酸(Glycyrrhetinic acid,GA)是甘草中所含三萜类化合物甘草甜素(即甘草酸,GL)水解后脱去两分子葡萄糖醛酸的产物。GA具有抗炎、抗溃疡、抗过敏、降血脂、镇咳、平喘、祛痰、防治病毒性肝炎、抗癌、清除自由基,增强免疫力和抗艾滋病等主要的药理作用;在食品工业中可以作为食品添加剂,在保健品和化妆品中也有广阔的用途。
本文以18 β-甘草次酸为研究对象,根据利用已知药物筛选药物靶点蛋白这一新思路,利用噬菌体随机十二肽库,淘洗甘草次酸的结合蛋白。
首先,为了使甘草次酸能够固定在酶标板上,合成了生物素化的甘草次酸(BGA)。因为生物素和链霉亲和素具有强力的结合作用,而链霉亲和素可以吸附在酶标板上。我设计了三条反应路线,确定了目标产物BGA的合成途径如下:
在这个反应中,BGA的产率是38%。用硅胶柱层析的方法,分离纯化了目标产物BGA,并用高效液相色谱测定了它的纯度大约为94.64%,达到了实验的要求。并用DR显色剂鉴定了BGA分子上的咪唑基的存在,因为咪唑基是生物素和链霉亲和素结合的部位。通过质谱、核磁共振谱鉴定了BGA结构的正确性。
为了了解生物素对甘草次酸活性的影响,接下来研究了纯度为94.64%的BGA对BEL7402人原发性肝癌细胞株和B16小鼠黑色素瘤细胞株的作用。用MTT法发现BGA有着与GA相似的对两种肿瘤细胞增殖的抑制作用。而且BGA象GA一样,可以引起上述两种细胞的凋亡。而GA引发的BEL7402肝癌细胞的凋亡大体上是BGA的两倍,说明BGA上的生物素基团对GA的抗BEL7402肝癌细胞的效果产生了一定的负面影响,影响了GA的药效。并对BGA的稳定性进行了研究,发现它的稳定性要好于GA。以上研究表明,BGA保持了GA的生物活性,可以进行下面的研究。
对噬菌体随机十二肽库进行生物淘洗的策略是:在淘洗过程中,加入等量的BGA,并且逐轮增加TBST洗脱液的强度,使与BGA结合的阳性克隆比例增高,尽量避免阳性克隆丢失的情况发生。通过4轮淘洗发现,随着淘洗次数的增加,噬菌体出现了富集,第4轮比第一轮的产量高出0.93×102倍。第五轮筛选是扣除可能与链霉亲和素结合的噬菌体。然后从第五轮的阳性洗脱液中随机挑选了20个分隔好的蓝斑进行扩增,并测定了它们的滴度。然后用ELISA方法检测了二十个单克隆噬菌体对甘草次酸的亲和力大小,发现G2,G5,G9,G10,G11,G12,G13,G17和G20与甘草次酸的结合力较强。竞争性ELISA实验的结果也得到了同样的结论。
然后提取了二十个噬菌体的DNA,用PCR的方法扩增外源DNA目的片段,通过
测序得到了二十个噬菌体的外源插入肽段的序列。两两比对的结果,发现7号噬菌体和20号噬菌体的插入序列中有四个氨基酸残基是相同的,即是“PRHL”,而且它们的前一个氨基酸残基都是极性氨基酸。最后利用http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast网站,把“PRHL”序列分别与库中人类蛋白质数据库和人类病毒数据库作了比对,得到了一些候选蛋白,主要是信号途径相关蛋白、酪氨酸蛋白激酶相关蛋白、免疫球蛋白受体、离子通道和转录相关蛋白、RNA聚合酶、肝糖原磷酸化酶、脂蛋白代谢蛋白和肿瘤相关蛋白等。我的实验结果只是初步得到了这些候选蛋白,对它们进行进一步的研究和验证,就能够确证甘草次酸的靶点蛋白,这对甘草次酸药理机制的阐述具有重要的意义,同时也能够对相关疾病的病因有更进一步的了解。