AS160功能结构域的鉴定及新型促GLUT4转运药物筛选模型的应用

	AS160功能结构域的鉴定及新型促GLUT4转运药物筛选模型的应用
	马秀丽
导师	熊文勇
学位专业	药理学
关键词	AS160 CBD结构域胰岛β细胞 GLUT4 药物筛选
摘要	糖尿病是全球面临的最严重、最危急的健康问题之一。调查结果显示，目前约有4.25亿成年人患有糖尿病。目前，糖尿病领域的研究主要包括治疗靶点的发现以及针对新靶点药物的研发。本文开展如下两方面内容：第一，AS160（Akt substrate of 160 kDa，AS160）功能结构域鉴定；第二，促葡萄糖转运蛋白4（GLUT4，glucose transporter 4）膜转运的化合物筛选。一、AS160功能结构域的鉴定糖尿病的发生与胰岛β细胞的功能密切相关，1型糖尿病主要是自身免疫缺陷导致β细胞无法合成其所需的胰岛素，2型糖尿病发生的关键因素是人体的胰岛β细胞功能减退、胰岛素分泌相对不足。因此作为机体唯一分泌胰岛素的细胞，胰岛β细胞的功能在代谢平衡中至关重要。AS160作为一种Rab GTP酶结合蛋白，除了Rab-GTPase激活蛋白结构域（GAP, Rab-GTPase-activating protein）外，还含有磷酸酪氨酸结合结构域（PTB, Phosphotyrosine-binding domain）、钙调蛋白结合结构域（CBD, calmodulin binding domain）及多个磷酸化位点。实验室前期研究发现AS160在调节胰岛β细胞增殖方面发挥着重要功能，但AS160哪一个功能性结构域或者磷酸化位点在β细胞增殖中起关键影响尚未见报道。本课题的研究目的是鉴别AS160的功能性结构域，以期发现AS160调控胰岛β细胞功能的关键结构域。为了鉴定AS160在胰岛β细胞中发挥作用的关键功能性结构域，我们通过分子生物学手段，定点突变AS160磷酸化位点和各个结构域，研究各位点突变后对INS-1细胞功能的影响。结果表明CBD结构域突变后胰岛β细胞增殖变慢，细胞周期受到阻滞，凋亡增加。进一步研究发现，CBD结构域突变导致INS-1细胞糖摄取降低，ATP产生减少。CBD作为钙调蛋白结合结构域，突变后导致细胞内钙离子浓度升高。本研究发现CBD是AS160在胰岛β细胞中的重要功能性结构域。二、促GLUT4膜转运的化合物活性鉴定GLUT4是脂肪细胞和肌细胞内最主要的葡萄糖转运蛋白，胰岛素调控的GLUT4膜转运对于机体血糖平衡的维持至关重要。因此研究GLUT4功能及其膜转运机制并且寻找促进GLUT4转运的化合物对于对糖尿病的发病机理研究以及潜在药物的发现都具有重要意义。先前我们针对GLUT4膜转运建立了一种可以实时观察分析GLUT4囊泡转运融合的双荧光探针pHluorin-GLUT4-mOrange2。运用这一探针进行化合物筛选可以降低成本，缩短筛选周期，便于高通量筛选。本研究利用该模型对化合物库中功能未知的天然小分子进行初筛，共筛选到三个促3T3-L1脂肪细胞中GLUT4转运的天然化合物，分别为ZYM24、QMH59和QMH60。三个活性化合物促进GLUT4转运上膜的同时能够增加该脂肪细胞对葡萄糖的摄取。进一步研究发现化合物QMH59和QMH60可能是通过激活AMPK信号通路调节细胞对葡萄糖的吸收。本研究利用新型促GLUT4转运药物模型筛选针对天然化合物进行活性筛选的工作体现了该模型的应用价值，为糖尿病治疗药物的发现提供了理论基础。
	2019-06
学位授予单位	中国科学院昆明植物研究所
学位名称	硕士
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/74038
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	马秀丽. AS160功能结构域的鉴定及新型促GLUT4转运药物筛选模型的应用[D]. 中国科学院昆明植物研究所,2019.

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