开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
抗肿瘤多肽HPRP-A1的靶向性设计及构建
一、研究目的
癌症已成为世界范围内人口死亡的主要原因之一,然而手术和化疗这样的传统治疗策略疗效低、副反应毒性高,因此探索新的癌症治疗药物和策略迫在眉睫。本课题就旨在通过对抗肿瘤多肽HPRP-A1的靶向性设计,使其浓集于肿瘤区域,从而达到特异性杀伤癌细胞的作用。
二、文献综述
抗癌肽(ACP)作为一种新型的抗肿瘤药物,由于其高活性和独特的靶向细胞机制而备受关注。HPRP-A1是一种来自幽门螺旋杆菌核糖体蛋白N端的alpha;-螺旋抗癌肽,由15种具良好抗癌活性的氨基酸组成[1-2],因为具有抗癌活性区域,HPRP- A1可以破坏细胞膜、诱导细胞凋亡从而杀伤癌细胞[3]。抗癌肽由于其具有广谱的抗癌活性、杀灭癌细胞迅速、不受传统化疗耐药突变的影响、与传统抗肿瘤药物具有良好的协同效应、有一定的选择性以及突出的组织渗透性等特点[4-5],使其具备开发成为高活性、低毒性、高组织渗透性的新一代抗肿瘤药物的潜质,然而,ACP的作用不具有选择性,因此如何进一步提高其针对肿瘤的靶向性仍叩待解决。
细胞穿膜肽(CPPs)是一类可以穿过细胞膜的短肽(一般不超过30个残基),其毒性低,且通过独立的机制或依赖能量穿过细胞膜,也不需要通过特定的受体来手性识别[6]。CPPs可以共价或非共价键方式连接货物,从而在活细胞内运输多种物质,如纳米粒子肽,多肽,反义寡核苷酸,小干扰RNA,双链DNA和脂质体[7]。然而,细胞穿膜肽的这种穿入作用缺乏选择性,阻碍了它们在体内的应用。为了提高它们的特异性,Jennica L. Zaro等[8]设计了一种高pH敏感性的组氨酸-谷氨酸融合肽(HE-MAP)。在中性pH下,(HE)10中带负电荷的谷氨酸残基可以与MAP中带正电荷的赖氨酸残基相互作用,从而掩盖MAP对细胞的非特异性杀伤作用;在弱酸性pH下,部分组氨酸残基被质子化,破坏了(HE)10与MAP的结合,从而暴露MAP与细胞的结合作用。也就是说,融合肽在pH 6.5或以下时可以有效地传递货物GST给细胞,而在pH 7.0或以上时其传递效率较低。其研究表面了融合肽HE-MAP在靶向酸性肿瘤微环境[9-10]的诊断和治疗方面的潜力。
基于此设计出一种pH敏感性重组多肽(HE-MAP)[11],该多肽由3部分组成,即(1)含有10个组氨酸-谷氨酸重复序列的肽链((HE)10),(2) 由5个甘氨酸残基组成的柔性肽链(G5),和(3) CPP(MAP)。其中,HE为pH敏感基团,E为带负电的谷氨酸,H在生理pH条件下不带电,在弱酸性pH条件下带正点;MAP为含有5个赖氨酸残基的两亲性CPP,二级结构为alpha-helix,而5个赖氨酸残基均位于其空间结构的同一侧面;G5为柔性连接将HE与MAP相连,使(HE)10和MAP能够通过静电作用相互吸附。同时,MAP为富赖氨酸的两亲性细胞穿膜肽,与两亲性细胞穿膜肽相比,阳离子细胞穿膜肽,尤其是富精氨酸阳离子细胞穿膜肽的研究和应用更为广泛[12-16]。
三、研究内容
本课题拟以寡聚精氨酸为细胞穿膜肽,通过HE修饰使其具有酸敏性,同时,以HPRP-A1 (Ac-FKKLKKLFSKLWNWK-amide)为抗肿瘤多肽,构建HPRP-A1-HE-CPP融合蛋白,该重组蛋白可以表现出高度的pH敏感性,即pH 7.4时,MAP所带正电被HE中和而表现为非激活状态,HPRP-HE-MAP的细胞摄取和膜结合能力均处于较低水平;pH 6.8时,H被质子化干扰HE与MAP静电结合的稳定性导致HE与MAP分离使MAP恢复激活状态,HPRP-HE-MAP的细胞摄取和膜结合能力均处于较高水平。利用HE-CPPs来修饰HPRP-A1,以减少正常组织细胞对HPRP-A1的摄取,使其特异性浓集于肿瘤区域,从而实现HPRP-A1对肿瘤的靶向作用。
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