重組蓖麻毒素A鏈拮抗分子的設計.pdf

1、蓖麻毒素(ricin)是從植物蓖麻子中分離得到的一種Ⅱ型核糖體失活蛋白，其A鏈(RA)為效應鏈，具有N-糖苷酶活性，通過催化28SrRNAS/R結構域第4324位脫去一個保守的腺嘌呤，使核糖體60S亞基失活，從而阻斷蛋白質合成途徑引起細胞死亡。RA因其高細胞毒性，常常用于制備免疫毒素藥物(ITs)，尤其在惡性腫瘤的生物治療上具有誘人的應用前景；或可能被用作恐怖襲擊的生物戰(zhàn)劑。然而，由于RA對哺乳動物細胞的非特異性殺傷作用，不可避免出現(xiàn)一

2、些治療副反應，如血管滲漏綜合癥等。研制針對RA的拮抗分子，有助于緩解這些臨床副作用，并對蓖麻毒素生物恐怖襲擊的偵檢、治療及預防提供必要的理論與實驗依據(jù)。 本研究基于RA與底物相互作用復合物的晶體結構，通過計算機輔助分子設計(CAMD)的方法合理設計了兩類針對RA的拮抗分子，即拮抗肽PT，以及在CDR3區(qū)插入拮抗肽的重組人重鏈單域抗體(rVHPT)。研究內(nèi)容概要如下：1.對重組蓖麻毒素A鏈基因進行了成功的克隆、表達、純化以及功能鑒

3、定，建立了用于篩選RA拮抗分子的生物學評價平臺，即體外細胞毒性實驗與無細胞系中熒光素酶蛋白合成抑制實驗。 2.基于RA的晶體結構信息與定點突變實驗，初步確定以四個氨基酸殘基(E177，R180，Y80，Y123)為主的RA生物活性功能域。針對這一結構域，合理設計了兩類RA拮抗分子，即PT與rVHPT，理論模擬的結果顯示它們能明顯阻斷RA-rRNA相互作用。 3.分別制備合成PT、原核表達rVHPT，并進行競爭ELISA實

4、驗，結果表明二者均能顯著競爭抑制rRA與其相應抗體的結合。無細胞系中熒光素酶蛋白合成抑制實驗的結果表明，給予50％蛋白合成抑制率的rRA用量時，0.1mg/mL的PT即能使蛋白合成率恢復至80％以上。而體外細胞毒性實驗也表明，rVHPT能顯著抑制rRA對SP2/0與SKO-007等的細胞毒性效應。 本研究著重討論了運用計算機輔助分子設計的方法來設計針對RA的拮抗分子，并建立快捷、敏感、穩(wěn)定、定量的生物學評價平臺，為進一步設計更有