mTOR蛋白小分子荧光探针功能评价开题报告

1. 研究目的与意义

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTOR是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶；它主要参与细胞内基因转录、蛋白质翻译起始、核糖体生物合成和细胞凋亡等过程。mTOR信号调控异常与肿瘤发生密切相关，这使得mTOR成为一种重要的抗肿瘤靶标。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是一种进化上相对保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 。它由2549个氨基酸组成，分子量为28900，并且在不同物种之间氨基酸序列具有很高的同源性 。在细胞中，mTOR是PI3K/AKT信号通路中关键效应分子；它主要以mTOR蛋白复合物1(mTORC1)与mTOR 蛋白复合物2(mTORC2)形式存在，并执行信号传导功能。mTORC 控制着细胞内基因转录、核糖体形成、蛋白质和脂类合成、营养运输、胞体自噬等生长过程。一般来说，mTOR失调与人类诸多疾病发生密切相关，包括癌症，糖尿病和心血管疾等。因此，对mTOR蛋白分子进行标记是分子影响学中一个重要研究领域。

2. 国内外研究现状分析

针对mTOR蛋白激酶的生物学功能，目前已经开发出了大量临床抑制剂，如表一所示，但是用于标记mTOR蛋白的小分子荧光探针报道很少。mTOR蛋白小分子荧光探针能够对mTOR蛋白进行精确的分子标记，在使用流式细胞仪进行细胞分选中具有重要作用。此外，与基于抗体的免疫荧光染色技术相比，除了不需要细胞固定和通透操作外，它还能够准确地反应活体细胞中mTOR蛋白的动态变化，特别与mTOR蛋白密切相关的肿瘤细胞；因此，在分子诊断方面具有重要的应用前景。

表一 目前FDA批准进入临床试验的mTOR激酶抑制剂。

从社会经济方面来看，由于全球恶性肿瘤的发病率不断增加，抗肿瘤药物研发已成为药企重金投入的之地。在国内四十多家创新型医药企业中，仅有广东东阳光药业有限公司、江苏恒瑞医药股份有限公司和艾科睿控股公司三家涉及mTOR抑制剂的研发。国内申报的1.1类小分子靶向抗癌药已有31个，品种呈现严重扎堆，重复创新损耗严重；并且国内的蛋白激酶抑制剂集中在VEGFR、PDGFR、EGFR、HER2上，VEGFR抑制剂更是占到了一半，而国外近年热门的的ALK、Raf、MEK、JAK则很少或没有。在国家主导科学研究层面上，根据最新公布的重大新药创制科技重大专项2015年课题重点内容，以PI3K/AKT/mTOR为靶标的抗肿瘤药物研发资助就位列其中。因此，mTOR激酶抑制剂的研究具有重要的社会和商业意义。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1）mtor蛋白小分子荧光探针细胞毒性研究；

2）mtor蛋白小分子荧光探针的功能评价。

4. 研究创新点

1）mTOR蛋白是细胞信号通路中重要蛋白；目前直接对它进行分子成像的研究报道很少；因此，开发具有高度选择性的mTOR蛋白小分子探针具有很高的创新性；

2）本项目在多种探针设计经验的基础上，使用科学计算软件Materials Studio 7.0进行模拟计算，理性的筛选到高效低毒的mTOR蛋白小分子荧光探针，因此，在设计思路上具有一定的创新性。