基于氟化硼二吡咯(BODIPY)的荧光β-转角(β-turn)模拟物的设计、合成及其用于多肽β-折叠(β-sheet)结构的构建与生物活性检测

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21708015
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.5万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0701.生物体系分子探针
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

As one of the most typical secondary structures, β-sheet has a crucial influence on the function of proteins, using fluorescence techniques to study the interaction between β-sheets and proteins (receptors) has great scientific significance and practical value, the synthesis of protein secondary structure mimics is also the difficulty in peptide chemistry. Using unnatural amino acids as templates to induce β-sheet structure in small peptides is most advantageous, because these templates eliminated most of the entropic penalty associated with chain reversal due to their U shape, however, to the best of our knowledge, none of these compounds have been reported to be fluorescent. This project is firstly proposed using 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene (BODIPY) as research object for the development of fluorescent β-turn mimics, since it not only would lead to short conformationally restricted peptides, but also could be easily detected and studied by fluorescence techniques. On this basis, designing and synthesizing different bioactive β-sheet mimics to explore their biomedical applications as fluorescent probes. The concrete content includes: Design and synthesis of fluorescent β-turn mimics based on BODIPY; Synthesizing somatostatin analogues, peptide P3378-1 and ZD2-1 as examples to explore the application prospect of fluorescent β-turn mimics, the binding ability of fluorescent peptides to their receptors were studied by fluorescence anisotropy and their abilities as a fluorescent probe for detecting tumor cells were investigated by fluorescence imaging technology; Finally, generalize this technology to research other field of peptide-protein, protein-protein interactions for providing useful information in designing potential drug candidates.
β–折叠结构对蛋白质的功能具有重要影响,利用荧光技术研究β–折叠结构与蛋白质(受体)的相互作用具有极大的科学意义和实用价值,它的模拟合成也是多肽化学研究的难点。利用非天然氨基酸形成U型结构模拟β–转角,进而诱导β–折叠的形成是其人工合成最理想的方法,然而在众多β–转角模拟物中,无人采用荧光化合物。本项目首次采用具有优良荧光性质的氟化硼二吡咯(BODIPY)模拟β–折叠结构中的β–转角单元,在此基础上设计、合成多个具有β–折叠结构的生物活性分子,探索其作为荧光探针在生物医药方面的应用前景。主要内容包括:对BODIPY结构进行设计,合成基于BODIPY的荧光β–转角模拟物;以合成somatostatin analogues,多肽P3378-1和ZD2-1为例,通过荧光技术研究其生物活性,探索得到的荧光β–转角模拟物的应用前景;将此技术模板化,推广运用到其它多肽–蛋白、蛋白–蛋白相互作用领域。

结项摘要

β–折叠结构对蛋白质的功能具有重要的影响,利用荧光技术研究β–折叠结构与蛋白质(受体)的相互作用具有极大科学意义和实用价值,它的模拟合成也是多肽化学研究的难点。利用具有优良荧光性质的氟化硼二吡咯(BODIPY)模拟β–折叠结构中的β–转角单元,在此基础上设计、合成具有β-sheet 结构的活性多肽类似物分子,通过荧光方法研究多肽与受体间的相互作用。本项目将基于BODIPY的β–转角模拟物用于以下三部分多肽的合成:第一,合成含有BODIPY的somatostatin analogues,通过HPLC,HRMS,NMR,CD 等谱图确认其结构。含有BODIPY的somatostatin analogues存在β–sheet结构,荧光各向异性的研究发现这些多肽与somatostatin的五类受体蛋白sst1,sst2,sst3,sst4,sst5均具有相互作用,选择性一般。第二,合成含有BODIPY 的多肽P3378-1,用于研究其与分泌型丛生蛋白(sCLU)的相互作用,研究表明BODIPY的引入会影响其生物活性,所以这类多肽的合成需要首先研究多肽P3378与sCLU的相互作用位点,从而进行结构的优化,得到有效的多肽探针。第三,合成含BODIPY的多肽ZD2-1,研究其与纤维粘连蛋白的相互作用,结果表明此多肽可以与纤维粘连蛋白有很好的相互作用,通过荧光成像可用于前列腺癌的初步筛查。通过在这三类多肽的研究可以很好的证明基于BODIPY的β–转角模拟物的可行性和有效性,因此,将此技术模板化,推广运用到其它多肽–蛋白、蛋白–蛋白相互作用领域,为药研发提供信息。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
A novel turn-on fluorescent probe for Hg2+ detection based on rhodamine B spirolactam derivative
基于罗丹明 B 螺内酰胺衍生物的新型 Hg2 检测开启荧光探针
  • DOI:
    10.1080/03067319.2019.1625339
  • 发表时间:
    2019-06-09
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Dan, Wen;Deng, Xuankai;Yu, Yanhua
  • 通讯作者:
    Yu, Yanhua
A novel turn-on fluorescent probe for cyanide detection in aqueous media based on a BODIPY-hemicyanine conjugate
一种基于 BODIPY-半花青缀合物的新型开启荧光探针,用于检测水介质中的氰化物
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2017.09.142
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yu Yanhua;Shu Tingting;Yu Bingjie;Deng Yun;Fu Cheng;Gao Yangguan;Dong Changzhi;Ruan Yibin
  • 通讯作者:
    Ruan Yibin
Diaminomaleonitrile-based Fluorophores as Highly Selective Sensing Platform for Cu2
基于二氨基顺丁腈的荧光团作为 Cu2+ 的高选择性传感平台
  • DOI:
    10.2116/analsci.19p117
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Analytical Sciences
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Shu Tingting;Deng Xuankai;Dong Changzhi;Ruan Yibin;Yu Yanhua
  • 通讯作者:
    Yu Yanhua
基于氟化硼二吡咯荧光探针的研究进展
  • DOI:
    10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2018.05.005
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    江汉大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    舒婷婷;黄文文;杨智慧;喻艳华
  • 通讯作者:
    喻艳华
Biomedical Applications of Fluorescent and Magnetic Resonance Imaging Dual-Modality Probes
荧光和磁共振成像双模态探针的生物医学应用
  • DOI:
    10.1002/cbic.201800450
  • 发表时间:
    2019-02-15
  • 期刊:
    CHEMBIOCHEM
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Deng, Yun;Xu, Aifei;Liang, Gaolin
  • 通讯作者:
    Liang, Gaolin

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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