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： 辣木叶调控骨代谢肽的筛选及作用机制初探
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 辣木叶调控骨代谢肽的筛选及作用机制初探/.门德盈著/.陶亮， 邵金良指导 |
| 出版发行项： | 2023.06.18 |
| 载体形态项： | 76页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 食品科学技术学院, 学号2021240085 |
| 提要文摘： | 关于预防和治疗骨质疏松症的研究主要基于促进骨形成或抑制骨吸收两个方面开展，目前已有多种药物通过促进骨形成或抑制骨吸收来治疗骨质疏松症。但长期服用这些化学药物也存在一定毒副作用。辣木叶蛋白肽作为一种植物源生物活性肽，具有安全、高效、无毒副反应等优点，已受到人们的广泛关注。本课题组前期研究表明辣木叶蛋白水解物具有抑制骨吸收的作用。因此，本研究旨在通过网络药理学、分子对接技术从前期研究所得到辣木叶蛋白肽中筛选潜在促进骨形成、抑制骨吸收的多肽，并基于分子动力学探究活性辣木叶蛋白肽对特定靶点的影响。同时基于细胞模型进一步验证模拟结果的准确性。主要研究内容及其结果如下：? ? ? ? （1）基于前期研究的23种小于1 KD的辣木叶蛋白肽，通过SwissTargetPrediction数据库和Super-PRED数据库对23种辣木叶蛋白肽的靶点进行预测。SwissTargetPrediction数据库预测到301个靶点，Super-PRED数据库预测到348个靶点。通过去重合并，共计预测靶点为535个。通过CTD数据库和基因卡数据库，输入“骨质疏松”总共获得疾病相关靶点31051个。在VENNY 2.1.0 在线网站中，获得共同靶点534个。 ? ? ? （2）在string-db网站中对共同靶点进行PPI网络分析，选取综合评分≥0.9的数据，结果显示共有533个不同靶点，1905条相互作用的关系线。同时利用cytoscape软件对PPI数据进一步分析，以Betweenness Centrality、Closeness Centrality和Degree的阈值为指标筛选出71个靶点，随后以Degree为最终指标筛选出前25个靶点作为关键靶点。对这25个关键靶点进行GO和KEGG分析，GO结果显示25个靶点可影响体内42个GO生物过程，主要调控激素反应、跨膜受体蛋白酪氨酸激酶信号、膜外成分、蛋白激酶结合等。KEGG信号通路富集分析出143条信号通路，其中前10条信号通路中的癌症通路、催乳素信号通路、破骨细胞分化、脂肪细胞因子信号通路、促性腺激素释放激素（GNRH）信号通路、坏死性凋亡、黏合连接和细胞周期都会影响到骨形成和骨吸收。 ? ? ? （3）通过统计KEGG分析的前10条信号通路所富集最多的靶点和PPI网络分析过程中的Degree值，最终选取SRC、MAPK1、STAT3、JUN这四个靶点作为分子对接中的受体，以23种辣木叶蛋白肽作为配体，对接结果显示DPYLGK肽对这四种靶点具有更好的结合能，DPYLGK肽与JUN、MAPK1、SRC、STAT3这四个靶点的结合能分别为-6.9 kcal/mol、-7.3 kcal/mol、-8.7 kcal/mol、-6.6 kcal/mol，并且靶蛋白SRC与23种辣木叶蛋白肽均具有较高的结合能。因此，最终选择DPYLGK肽和靶蛋白SRC作为研究对象进行下一步研究。 ? ? ? （4）经过250 ns的分子动力学模拟，SRC和SRC-DPYLGK的两个系统基本达到了平衡稳态。SRC和SRC-DPYLGK的平均RMSD值分别为0.183 nm和0.215 nm。所有RMSD与平均位置的偏差均小于0.02 nm。DPYLGK与SRC结合使得SRC蛋白的单个残基出现不同程度的波动，表明在MD过程中可能出现了构象变化。内部动力学变化表明了DPYLGK肽的结合导致靶蛋白SRC的关键残基之间相对位置的改变，此外在分子动力分析和构象变化中同样验证了这种变化。 DPYLGK与SRC之间的范德瓦尔斯相互作用为-48.34±1.13 kcal/mol，与SRC的静电相互作用为-67.28±9.58 kcal/mol，DPYLGK与SRC之间的极性溶剂化自由能为100.58±7.04 kcal/mol，完全抵消了有利的静电相互作用。通过三种系统结合自由能的比较，表明DPYLGK肽对SRC具有最强的结合能力。此外基于残基自由能分解研究发现，Leu276、Cys280、Val284、Lys298、Gly347、Ser348和Leu396是靶蛋白SRC与DPYLGK肽结合的关键残基，这些残基涉及到疏水相互作用、氢键相互作用和范德瓦尔斯相互作用。 ? ? ? （5）构建破骨细胞模型，通过TRAP染色、F-肌动蛋白染色、Q-PCR探究DPYLGK肽对骨吸收的影响。结果表明，在诱导5天后，RANKL模型组出现大量的破骨细胞（67.0±1.41个/孔），20 μg/mL组为58.3±1.47个/孔，100 μg/mL组为44.3±1.08个/孔，200 μg/mL组为26.0±0.71个/孔，随着DPYLGK肽的浓度增加，形成的破骨细胞数量逐渐降低。F-肌动蛋白染色表明DPYLGK肽消除了破骨细胞前体细胞中RANKL介导的F-肌动蛋白环的形成。Q-PCR结果显示，DPYLGK肽可以通过调节代表性靶点SRC起到抑制骨吸收的作用。 ? ? ? （6）通过细胞周期、ALP测定、茜红素S染色和Q-PCR探究DPYLGK肽对骨形成的影响。结果表明，与对照组相比，DPYLGK肽处理后的细胞在G0/G1期的细胞周期阻滞减少，但G2/M期明显增强，说明DPYLGK肽促进了细胞周期进程。ALP测定、茜红素S染色结果显示DPYLGK肽以剂量依赖的方式促进了成骨细胞的分化。此外Q-PCR结果显示，DPYLGK肽可以有效地降低SRC基因的表达和促进MAPK1、JUN和STAT3基因的表达，从而促进了骨形成能力。 ? ? ? 以上研究结果表明23种辣木叶蛋白肽中DPYLGK肽具有促进骨形成和骨吸收的作用，其主要通过抑制SRC基因表达抑制破骨细胞和成骨细胞的增殖和分化从而抑制骨吸收和骨形成。我们的研究希望为后续研发治疗骨质疏松双重调节药物和靶向SRC抑制剂提供一定的理论支持。 |
| 并列题名： | Screening of Moringa Leaf Peptides Regulating Bone Metabolism and Preliminary Investigation on the Mechanisms of Action eng |
| 题名主题： | 辣木叶蛋白肽 网络药理学 分子对接 分子动力学 骨代谢 学位论文 |
| 中图分类： | R68-533 |
| 个人名称等同： | 门德盈 著 |
| 个人名称次要： | 陶亮 指导 |
| 个人名称次要： | 邵金良 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |