生物抗氧化剂对纤维蛋白原氧化损伤的保护以及纤维化过程的影响

Human fibrinogen is a soluble plasma glycoprotein composed of paired sets of three subunits and plays a crucial role in protecting the vascular network against the loss of blood after tissue injury. A physiologically important process of hemostasis is related to the behavior of the fibrinogen molecules and their polymerization into a fibrin network resulting in blood clotting. The interactive sites on fibrinogen commonly evolve as a consequence of fibrin formation or fibrinogen–surface interactions. The understanding of this process at different levels of structural organization is essential for diagnosis and treatment of related pathological phenomena such as thrombosis and atherosclerosis. So it is interesting to study the effect of oxidative stress induced by ROS to on the properties of fibrinogen aggregation and fibrillization of fibrinogen under oxidative stress. .In this project, the conformation, surface charges, aggregation and fibrillization of fibrinogen molecules oxidized by H2O2, OH radicals were studied using circular dichroism spectrum, UV−vis spectroscopy, zeta-potential, size distribution and atomic force microscopy. Oxidative stress resulted in an obvious change in conformation, surface charge property, aggregation behavior and the fibrillization process of fibrinogen molecules. This work will presente a new strategy to study the aggregation behavior of fibrin and maybe helpful to understand the formation and treatment of thrombosis.

纤维蛋白原在人体内的一些病理生理过程中，包括炎症、动脉粥样硬化以及血栓形成中起着至关重要的作用。然而，氧化应激以及生物抗氧化剂对于纤维蛋白原生理状态下的结构以及物理化学性质的影响研究鲜见报道，氧化损伤之后的蛋白质对导致纤维蛋白原动脉粥样硬化以及血栓形成的机制的了解还只是一些零散的信息。本研究在累计多年抗氧化剂研究基础上，拟通过单分子表面成像、单分子光谱成像、圆二色谱法、凝胶电泳、纤维化动力学、蛋白质快速分析芯片、血管模拟微流控通道技术研究活性氧物质 (H2O2, •OH) 对于纤维蛋白分子肽链与官能团结构、氨基酸残基破坏作用以及生物抗氧化剂对于蛋白质结构的稳定与保护作用。揭示氧化应激状态下，活性氧损伤破坏纤维蛋白原分子的机理以及对于纤维蛋白原纤维化和凝血过程的影响，并从分子作用机理的角度对生物抗氧化机制对于血栓形成过程影响进行讨论，为人体健康研究提供更加丰富的信息和研究手段。

纤维蛋白原是一类重要的可发生纤维化反应的、对于人体健康有重要影响的蛋白质，而其在人体内的纤维化-纤溶(凝血-溶血)平衡是与心脑血管疾病发生直接相关的过程，研究活性氧物质对于纤维蛋白原分子结构的氧化损伤以及对蛋白分子纤维化过程的影响对于医学和生命科学研究意义重大。.本课题的主要研究内容包括4各方面：.1..活性氧对于纤维蛋白原纤维化过程的影响.采用H2O2和H2O2-Fe3O4纳米材料诱导产生活性氧，研究了纤维蛋白原分子在氧化应激状态下的结构和聚合行为，发现纤维蛋白原分子在氧化应激状态下，其原纤维的等边连接和α-和γ-链导致纤维尺寸减小，形成较高比例的分支和更密集的的聚合状态。这项研究有助于了解体内氧化应激对纤维蛋白聚合影响，并为改善血栓患者治疗提供更深入的认识。.2. Au纳米团簇-多肽复合材料抑制淀粉肽纤维化.以金纳米团簇（AuNCs）作为抑制剂的基质，以CLVFFA作为配基，对AuNCs进行功能化，合成了新的纳米抑制剂AuNCs-CLVFFA。 AuNCs-CLVFFA可以抑制淀粉肽Aβ40原纤维的形成和原纤维的延长，细胞活力实验证明该抑制剂具有良好的生物相容性，可用于阿尔兹海默症的治疗。.3. 多肽自组装结构以及多肽-纳米复合材料的水解酶活性.研究了具有自组装特点的多肽的氨基酸序列对于自组装行为的影响，以及自组装多肽携带具有催化脂类以及糖苷键水解活性氨基酸位点的多肽的催化水解性质。这些自组装以及复合材料具有在医药、食品安全检测领域应用的前景。.4. 具有分子识别功能的多肽.以小分子结合蛋白内部最紧密结合层的氨基酸位点为参考，提出了具有分子识别功能多肽的设计思路，即以结合蛋白的紧密层氨基酸位点为基础，设计分子识别功能的环肽结构，结合分子相互作用模拟软件计算、量热滴定等技术研究不同序列环肽的结合作用强弱，筛选出最佳环肽结构。.上述研究工作属于蛋白质、多肽等领域的创新研究，很好地揭示了纤维蛋白原氧化损伤后的纤维化特征、研究了团簇携带的多肽抑制淀粉肽纤维化、多肽自组装以及复合材料在医药、以及分子识别器件等方向的应用价值。