四氢噻唑激活TRPA1通道及其机制研究

	四氢噻唑激活TRPA1通道及其机制研究
其他题名	Thiazolidine Ring Activates TRPA1 channel through Chemical Reation
	苏德源
学位类型	硕士
导师	杨建 ; 王树
	2016-07
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
关键词	Trpa1 离子通道四氢噻唑电生理谷胱甘肽
其他摘要	TRPA1离子通道是位于细胞膜上的一种非选择性阳离子通道。TRP通道能够通透钠离子、钙离子、锌离子等。TRPA1离子通道广泛表达于生物体中，在哺乳动物的外周感受性神经元中表达较为丰富，其参与了外周化学刺激、冷刺激及机械刺激的感受过程。并且在生理意义上，TRPA1离子通道参与介导了炎症及疼痛发生过程。四氢噻唑是一种异源环状有机化合物，它是五元饱和环结构，在1号位上带有硫醚基团，在3号位上带有一个氨基基团。四氢噻唑类化合物具有丰富的生物学活性，包括抗微生物活性、抗氧化活性、抗惊厥、抗疟疾及抗癌活性。四氢噻唑被认为是重要的药物研发的前体分子。目前没有实验发现四氢噻唑的五元环结构能够与生物分子发生作用。论文通过活细胞钙荧光成像实验发现四氢噻唑能够特异性增加TRPA1离子通道介导的胞内钙离子信号，同时也能引发TRPA1离子通道介导的电流。并且四氢噻唑诱导TRPA1离子通道胞内钙离子信号呈现剂量依赖的关系，其EC50约为0.9 mM。通过高效液相色谱与活细胞钙荧光成像实验发现四氢噻唑能够与亲核性半胱氨酸反应。突变实验进一步表明TRPA1离子通道胞内侧重要的亲核性半胱氨酸残基及赖氨酸残基参与四氢噻唑激活TRPA1离子通道的过程。并且四氢噻唑能够特异性激活内源性表达于小鼠背根神经节（DRG）中的TRPA1离子通道。在动物实验水平，四氢噻唑能够在野生型小鼠中诱发痛觉反应和炎症反应，并且该反应主要由TRPA1离子通道激活介导。四氢噻唑衍生物的实验也进一步确定了四氢噻唑五元环与亲核性生物分子反应的必要性。本课题首次发现四氢噻唑能够与亲核性生物分子发生反应，并且对与TRPA1离子通道反应的机制进行了探讨。并且从组织和动物水平也探讨了四氢噻唑与 TRPA1离子通道反应并介导了动物急性疼痛与炎症反应过程。上述研究进一步丰富了对四氢噻唑生物化学性质的认识，并且对于四氢噻唑类药物研发具有重要意义。; TRPA1 is a nonselective cation channel permeable to sodium and calcium ions under physiological conditions. It is highly expressed in the peripheral terminals of nociceptive primary afferent nerve fibres, and functions as a promiscuous chemical nocisensor involved in noxious cold and mechanical sensation. It has been shown to play an important role in the pathogenesis of pain and inflammatory conditions. Numerous endogenous and exogenous molecules have been shown to activate TRPA1. The thiazolidine ring is a biologically important chemical structure. It is present as a core structure in many molecules that are known to be associated with diverse pharmacological and biological activities. However, no biological molecular targets have been identified for the thiazolidine ring itself. In this study, I show that thiazolidine directly activates TRPA1 channels. The chemical reactivity of thiazolidine-containing compounds is positively correlated with channel activation. Mutagenesis study shows that nucleophilic amino acids in TRPA1 are critical for thiazolidine-induced TRPA1 activation, consistent with the hypothesis that direct chemical modification of nucleophilic residues leads to channel activation.In vivo study shows that thiazolidine indues acute pain and inflammation, and these effects are specifically dependent on TRPA1. My research indicates that thaizolidine can chemically react with biomolecules containing nucleophilic groups and thereby produce biological activities.
学科领域	生物化学与分子生物学
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kiz.ac.cn/handle/152453/11957
专题	科研部门_离子通道药物研发中心（杨建）
作者单位	中国科学院昆明动物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	苏德源. 四氢噻唑激活TRPA1通道及其机制研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2016.

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201328010415037.pdf（2774KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文