基于新型Nrf2激活剂设计的小分子活性探针的活性验证文献综述

 2022-12-28 10:08:30

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)

1.实验目的:

本篇论文的主要目的是完成分子探针在细胞层面的活性验证工作,具体需要聚焦的主题是体内一条氧化应激信号通路的机理和相关分子探针的应用。

2.文献查找任务:

前期查找的是Keap1-Nrf2-ARE信号通路的相关文献,需要尽可能详细地了解Keap1、Nrf2、ARE分别是由什么构成组成、具体发挥了什么作用,并了解每一部分之间的相互联系。之后需要详细介绍整个Keap1-Nrf2-ARE通路在机体正常情况下的情况和在受到部分刺激后的变化情况。明白了整个Keap1-Nrf2-ARE信号通路的机理后就可以利用其特点去预防或治疗某些疾病。

学习完Keap1-Nrf2-ARE信号通路知识背景就可以继续查找探针的相关文献了,其中重点要学习分子探针的实际应用。探针的设计目的、作用功能、分类和其分别的用途都是必须了解的基础知识。

完成了前两部分的的理论综述后,需要灵活应用相关知识设计本次实验,合成一个活性探针并进行其活性验证。

3.实验背景:

药物研发的策略分为基于靶点的药物发现(target-based drug discovery, TDD)和基于表型的药物发现(phenotypic drug discovery,PDD)。基于靶点的药物发现首先要确定靶点的成药性,再寻找活性分子,此方法由于原理明确、筛选快速等优点一直是药物发现的主要途径。但是,药物研发为复杂的过程,通过现已上市药物的发现历程分析,基于靶点的药物筛选和其他近些年发展的新技术并未有效地提高药物研发的效率和成功率,反而药物研发的周期和耗资显著增加。表型筛选(phenotypic screening),是指在细胞、组织或者器官上对小分子或者多肽等进行指定效应的筛选。由于生物体系的复杂性,表型筛选能更高效地表现小分子活性化合物的整体、全面的评价,在药物发现中占有重要地位。近年来,在细胞水平进行化合物的评价成为表型筛选的主要方式,这一筛选方式相比其他表型筛选更具有效率高、有效性好和经济性廉等优势。随着表型筛选在新药发现中的发展,对该筛选方法获得的活性化合物进行逆向靶点的探寻,成为了生命科学家们研究的热点。

Keap1-Nrf2-ARE信号通路是体内一个完整的氧化还原信号感应体系,可以调控体内六百多的基因。转录因子Nrf2调节细胞氧化还原稳态。在基础条件下,Keap1将Nrf2募集到含Cul3的E3泛素连接酶复合物中,以进行泛素结合和随后的蛋白酶体降解。氧化应激通过抑制E3泛素连接酶活性来触发Nrf2的激活,从而导致Nrf2的水平增加和Nrf2依赖性基因的转录激活。在这项研究中,我们确定Keap1为Nrf2的关键诱导后阻遏物,并证明通过保卫Nrf2的核输出,终止Keap1中的核输出序列(NES)是终止Nrf2-抗氧化反应元件(ARE)信号所必需的。我们通过已经掌握的证据发现Nrf2的泛素化是在细胞质中进行的。此外,我们表明Keap1核易位独立于Nrf2,并且Nrf2-Keap1复合物不结合ARE。

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