人胰岛淀粉样多肽的聚集机制研究

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1、分类号学号D201078129学校代码10487密级博士学位论文人胰岛淀粉样多肽的聚集机制研究学位申请人：张鑫学科专业：药理学指导教师：黄昆教授答辩日期：2013年5月AdissertationsubmittedtoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyfortheDegreeofDoctorTheaggregationmechanismofhumanisletamyloidpolypeptideD.Candidate:XinZhangMajor:PharmacologySupervisor:KunHuangHuazhongUniversit

2、yofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2013独创性声明本人郑重声明，本学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果的总结。尽我所知，除文中已经明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本人将承担本声明引起的一切法律后果。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本

3、人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月华中科技大学博士学位论文摘要淀粉样蛋白疾病是一类由正常的蛋白质单体错误折叠和自组装后所形成的不溶性淀粉样蛋白纤维所导致的疾病，目前已发现超过20种淀粉样蛋白疾病。蛋白质聚集是受多种因素影响的复杂过程，人胰岛淀粉样多肽（humanisletamyloidpolypeptide,hIAPP）错误折叠所产生的聚集被认为是导致2型糖尿

4、病病变及胰岛移植失败的重要因素。hIAPP的聚集机制研究不但对深入了解包括2型糖尿病在内的众多淀粉样疾病的病理过程有重大意义，而且对研发基于抑制hIAPP的聚集为靶点的新型抗2型糖尿病药物具有重要指导意义。研究表明，猪胰岛淀粉样多肽(porcineIAPP,pIAPP)在生理条件下并不具有hIAPP所拥有的聚集性。序列对比发现强聚集性的hIAPP与不具有聚集的pIAPP共有10个氨基酸残基差异，其中7个位于IAPP的聚集核心区域，即片段（17-29）。因此，基于IAPP(17-29)以及IAPP(20-29)，我们合成了26条相关的13肽和10肽突变体，并研究了其二级结构、聚集性及细

5、胞毒性。结果显示pIAPP片段肽较对应的人片段肽具有更低的聚集性及毒性，其中hIAPP片段中20位的丝氨酸突变为精氨酸后的10肽及13肽的聚集性和毒性都显著降低，表明20位残基对hIAPP的聚集起重要作用，是抑制pIAPP片段聚集的主要残基。分子排阻色谱法分析发现，pIAPP(20-29)在缓冲液液中主要以稳定的二聚体形式存在，而hIAPP(20-29)则以单体和三聚体的混合形式存在，这可能也是pIAPP与hIAPP间聚集行为差异的分子基础。hIAPP的聚集受细胞内多种因素的影响，如pH、金属离子及细胞膜。在这些18因素与hIAPP的交互作用过程中，hIAPP的组氨酸His扮演重要角

6、色，但其作用方式仍不明确，为了研究组氨酸的侧链咪唑环在hIAPP聚集过程中的重要作用及作用方式，在保留咪唑环的前提下，本文利用焦碳酸二乙酯(DEPC)对咪唑环进行了化学修饰，合成了乙酯酰化的hIAPP类似物，命名为DMI。采用ThT荧光、荧光素泄漏、圆二色光谱、等离子体耦合质谱及计算机模拟计算等系列方法对I华中科技大学博士学位论文hIAPP及DMI的结构和分子特性进行了研究，发现咪唑环可以通过影响hIAPP分子内部与分子间的氢键的形成，最终影响hIAPP的聚集过程，以及在此过程中hIAPP与金属离子和细胞膜的相互作用。关键词：胰岛淀粉样多肽；聚集；片段肽；分子排阻色谱；咪唑环；化学修

7、饰II华中科技大学博士学位论文AbstractTheprocessofproteinaggregationisconsideredasanimportantcausalfactorforover20diseases.Themisfoldingofhumanisletamyloidpolypeptide(hIAPP)isregardedasanimportantfactorthatleadstotype2diabetesandislettransplanta