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短链阳离子多肽引发pH敏感的非泄漏膜融合

短链阳离子多肽引发pH敏感的非泄漏膜融合

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作者：汪凤宇中国科学技术大学

学位级别：硕士

膜融合是所有活细胞生命过程中的重要进程。包膜病毒通过与细胞膜的融合完成入侵宿主细胞的第一步,受精作用首先需要精子和卵子的膜融合,还有细胞内部的膜融合如胞吐、蛋白质转运和线粒体重塑等。因而,膜融合的研究尤其是其分子机理的... 详细信息

膜融合是所有活细胞生命过程中的重要进程。包膜病毒通过与细胞膜的融合完成入侵宿主细胞的第一步,受精作用首先需要精子和卵子的膜融合,还有细胞内部的膜融合如胞吐、蛋白质转运和线粒体重塑等。因而,膜融合的研究尤其是其分子机理的研究是许多学科关注的重要课题。为了实现膜融合,要先拉近原本独立的两个膜,然后在膜上产生局部的扰动和变形,最后融合成单个膜,整个过程需要克服巨大的能量势垒。在生物系统里,膜融合蛋白负责克服这些能量势垒。许多对膜融合蛋白的研究发现,膜融合时膜蛋白会发生构型转变,伴随着融合蛋白的重排会暴露出一段融合多肽,融合多肽会靠近靶向的磷脂双分子层引发融合反应。融合多肽是一个短的,相对疏水的多肽,它可以实现和融合蛋白一样的膜融合功能。毋庸置疑,膜融合对细胞生命体有着至关重要的影响。但是目前人们对于膜融合在分子层面上的机理知之甚少。由于活细胞的复杂性,对于观察到的情况难以进行详尽的解释。因此,为了深入了解融合过程,需要开发组分简单的人工膜融合体系。在这种情况下,简单的融合多肽相比于复杂的融合蛋白显然是一个更好的选择。在这之中,有许多工作是借助源自天然融合蛋白的融合多肽来研究膜融合,如流感病毒的融合多肽。也有人工开发的合成融合多肽,如被广泛研究的GALA是由谷氨酸-丙氨酸-亮氨酸-丙氨酸的重复单元组成的结构。但是,相比于膜融合蛋白,大部分融合多肽都有一个缺点,即它们在诱导囊泡融合时,都会伴随着囊泡内物质的外泄。尤其是,目前膜融合体系在药物输送和基因转染等方面的应用发展也受到很多关注,pH敏感的GALA多肽诱导的泄漏融合可以帮助破坏细胞膜,甚至杀死细胞,但是并非所有的治疗都需要破坏细胞膜,比如基因运输。众所周知,破坏细胞膜的完整性会导致细胞坏死,释放出细胞内物质从而引起炎症。所以不管是为了探究融合蛋白的融合机制,还是寻找药物输送需要的非泄漏融合多肽,我们都迫切需要开发非泄漏的融合多肽。在本课题的研究工作中,我们介绍了两种融合多肽ORB-KK和ORB-KKopen,目前尚未见文献报道。它们源自臭蛙皮肤分泌的一种抗菌肽ORB的衍生多肽。其中ORB-KK是一种发卡状多肽,通过一个分子内二硫键固定,序列为LKGCWTKSIPPKPCFK。ORB-KKopen是基于ORB-KK的开环形式。它们可以在不同pH下诱导大的单层脂质体囊泡发生pH选择性的不泄露的完全膜融合。

关键词：膜融合融合多肽 pH选择性不泄露

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