基于阻碍内肽酶水解效应和片层纳米材料辅助的HIV-I多肽-RNA相互作用拮抗剂的荧光双通道筛选模型建立及抗艾中药小分子筛选分析

The interactions between HIV-I polypeptides and RNA (e.g. Tat-TAR and Rev-RRE) are very essential in the replicative cycle of HIV, and to found a new screening model and to pursue the new antagonists that can block the peptide-RNA interactions will contribute to the treatment of AIDS. .The different adsorption capacity of varying length of peptides on lamellar nano materials can result in the remarkable difference in fluorescence characteristics (fluorescence intensity and polarization degree) of system. With the help of different cleavage activity of endopeptidase on free peptide and peptide-RNA complex, this project will investigate the HIV-I polypeptide-RNA interactions by fluorescence method and establish a new two-channel screening model for the antagonists of HIV-I Tat-TAR and (or) Rev-RRE interactions based on blocking endopeptidase cleavage activity and the assistance with lamellar nano materials. Some known antagonists, such as neomycin B and mitoxantrone, will be chosen as the model drugs to evaluate the feasibility of drug screening. .The nano fluorescence screening model will be applied to the high-throughout screening of the antagonists for Tat-TAR and Rev-RRE interactions aiming at the active components from some anti-HIV traditional Chinese medicines. Combined with molecular docking and mass spectrometry, the mechanism of interaction will be discussed, and anti-HIV research in vitro will be conducted to evaluate the antiviral activity for achieved compounds. .Choosing two anti-aids drug targets, TAR RNA and RRE RNA, this project research polypeptide-RNA interaction and screen small molecule antagonists from traditional Chinese medicines with nano fluorescence technology, and will provide a new strategy and method for finding small molecular drugs that can block HIV-I polypeptide-RNA interactions.

HIV-I多肽-RNA相互作用在HIV-I复制周期中作用十分重要，寻找能够阻断相互作用的拮抗剂将为艾滋病治疗提供新策略。借助内肽酶对游离多肽和多肽-RNA复合物的水解作用不同、纳米片层材料对长短肽链的吸附能力不同、从而体系荧光特性（强度和偏振度）显著差异，本课题采用荧光法同时研究两种HIV-I多肽-RNA相互作用，以期构建Tat-TAR和（或）Rev-RRE相互作用拮抗剂的双通道荧光筛选模型；利用已知Tat和Rev拮抗剂，如新霉素B等，作为模型药物对筛选模型进行验证。有目的地选择抗艾中药的有效成分单体，进行HIV多肽-RNA相互作用小分子拮抗剂高通量筛选，并结合分子对接、质谱作用机理探讨和抗病毒评价。该研究选择抗艾药物作用靶点TAR RNA和RRE RNA，以纳米荧光技术研究多肽-RNA相互作用及筛选中药小分子拮抗剂，为发现能够阻断多肽-RNA相互作用的抗艾药物小分子提供新的策略和方法。

Tat蛋白-TAR RNA 和 Rev 蛋白-RRE RNA 相互作用在 HIV-I 病毒感染过程中起着关键作用，发现能够阻断 Tat-TAR 和 Rev-RRE 相互作用的拮抗剂将为艾滋病治疗提供新的方案。该项目研究以纳米技术、生物酶技术和荧光（强度和偏振度）技术，构建了4个 Tat肽-TAR RNA 和 Rev肽-RRE RNA 相互作用拮抗剂的筛选模型，为发现能够阻断蛋白-RNA 相互作用的抗艾药物小分子提供了新的策略和方法。即，构建了基于聚集诱导发光策略的 HIV-I RNA 结合药物小分子筛选模型；构建了结合聚集诱导发光和金属增强荧光信号放大策略的药物小分子筛选模型，并应用于药物小分子筛选；利用氧化石墨烯增强的普罗黄素探针荧光偏振技术，构建了一种可用于配体-RNA 相互作用分析及艾滋病毒拮抗剂筛选的荧光偏振模型；以尺寸选择性核壳结构纳米复合物作为荧光探针研究配体-RNA 相互作用，构建了不受小分子自身荧光或小分子猝灭RNA 标记物荧光影响的药物小分子筛选识别模型。进一步通过配体-RNA 相互作用研究，筛选发现小分子化合物比生群（bisantrene）对 TAR RNA 具有较强的结合能力，能够阻断 Tat多肽-TAR RNA 相互作用，因而有望开发为抗艾药物。同时，项目研究建立了三磷酸腺苷、酪氨酸酶活性、黄曲霉毒素B1和肝素等生化成分的高灵敏度、高选择性荧光分析方法；建立了溶菌酶的高选择性分离提取方法；研发了多种新型吸附分离介质，发展了农药残留等关乎食品安全及全氟化合物等环境污染物的分析方法。本项目及相关研究已发表学术论文20篇，6项研究成果获中国发明专利授权。