铜伴侣蛋白Atox1与铂配合物的相互作用研究

Cisplatin and other platinum complexes have been successfully introduced into clinic for cancer chemotherapy. However, the clinical use of platinum-based drugs is seriously limited due to two major problems: several side effects and the acquisition or presence of resistance. Despite DNA is thought to be the main target for the toxicity of platinum，protein interactions have been proved to play important roles in the uptake，efflux and intracellular transport of platinum-based anticancer agents. Increasing evidence indicates that the copper transport proteins, Ctr1 and ATPases mediate the influx and efflux of platinum drugs, respectively. Furthermore, human copper chaperone Atox1 is believed to be involved in cisplatin resistance.. Here, the interaction of the human copper chaperone Atox1 with platinum-containing drugs will be studied by combining mass spectrometry, NMR spectroscopy, and other methods. The objective of this study is to confirm the impact of the configuration and the ligand of the platinum complexes on the rates of reaction, binding sites, the formation of Pt-protein adducts, and the impact of Atox1 on the platinated DNA. By comparing the interaction of Atox1 with classical and non-classical platinum-based drugs, it would provide valuable information for the relationship between biological activity of platinum-based drugs and drug sensitivity, and the role of Atox1 in the mechanism of action of platinum anticancer agents. This study is believed to be beneficial to explore the relationship between protein and pharmacological activity of platinum complexes. Furthermore, these studies can provide a theoretical basis for designing new platinum-based anticancer agents.

顺铂等铂类配合物已成功地应用于癌症的临床治疗,但其临床应用主要存在毒副作用和耐药性这两个缺点，一定程度上限制了药物的应用。DNA是铂类药物的主要作用靶点，但蛋白质对铂类药物的摄取、泵出及在细胞内的转运起着重要的作用，越来越多的研究表明铜转动蛋白Ctr1和ATPase介导铂类药物的转运，同时认为人体内的铜伴侣蛋白Atox1可能与顺铂的耐药性有关。. 本项目将利用质谱、核磁共振等方法研究铜伴侣蛋白Atox1与铂类抗癌药物之间的相互作用，明确铂配合物的构型及其配体对反应速率、结合位点、加合物生成的影响以及Atox1对铂化DNA的影响。通过这些研究比较经典铂类和非经典铂类药物与Atox1反应的异同，掌握不同配合物的生物活性与药物敏感性之间的关系，理解Atox1在铂类药物作用机理中所起的作用，进一步探讨铂类配合物的药物活性与蛋白质之间的关系，为设计新型的铂类抗癌药物提供理论基础。

顺铂等铂类配合物已成功地应用于癌症的临床治疗，但其临床应用主要存在毒副作用和耐药性这两个缺点，一定程度上限制了药物的应用。DNA是铂类药物的主要作用靶点，但蛋白质对铂类药物的摄取、泵出及在细胞内的转运起着重要的作用，越来越多的研究表明铜伴侣蛋白Atox1可能与顺铂的耐药性有关。.本项目将利用质谱、核磁共振等方法研究铜伴侣蛋白Atox1与铂类抗癌药物之间的相互作用，主要包括顺铂与锌指基序C2H2，C3H和C4反应的选择性、顺式铂配合物与Atox1的相互作用、反应体系对反式铂配合物（trans-EE）与5’-GMP反应的影响以及顺铂、5’-GMP及Atox1的相互作用。.研究结果表明顺铂在锌指基序选择上更倾向于C3H和C4类型；顺铂、卡铂、奈达铂和奥沙利铂这四种顺式铂均可以与apo-或holo-Atox1相互作用。相对apo-Atox1而言，铂与holo-Atox1的反应明显加快，表明CuI离子的存在加快了反应速率。与顺铂相比，卡铂和奈达铂反应速率明显降低，这是由于双齿配体的惰性。顺铂、卡铂和奈达铂具有几种一样的反应产物，归因于卡铂和奥沙利铂具有与顺铂一样的顺式氨配体（NH3）结构，仅离去基团不一样。与前三种顺式铂相比较，奥沙利铂具有一个双齿氨配体并在与apo-Atox1的反应中过程中得以保留，表明奥沙利铂中的DACH双齿氨配体要比单齿氨配体更难以被亲核试剂所取代。这一研究结果表明铂类配合物与蛋白相互作用时，其构型及其配体对反应速率、加合物生成存在明显的影响。5’-GMP的铂化过程明显受到缓冲体系和溶液pH的影响。碳酸盐降低5’-GMP的铂化速率，但磷酸盐基本无影响，可能与其与铂及GMP形成三元复合物有关。另外铂化反应在高pH的情况下，明显降低，可能与水化过程中的去质子化有关。同时，研究结果表明5’-GMP对apo-Atox1与holo-Atox1与顺铂的反应存在不同的影响。