多价的肽用于转录因子Fos/Jun和E47的竞争抑制及抗肿瘤活性研究

Transcription factors are one of the most important components of gene regulatory networks to mudulate diverse celluar and physiological activities of eukaryotic biology, including cell proliferation and apoptosis.It is becoming a increased interesting anticancer target. One of the major methods developed for inerfering with transcription has been the design of peptides to interact directly with DNA. But the strategy has not shown appropriate activities because of poor binding affinity with DNA. In this proposal, multivalent peptides are designed to bind DNA, which would exponentially increase activities by chelating effects. Two classic transcription factors related with oncogenic activation are chose, Fos/Jun(bZIP) and E47(bHLH). The three multivalent strategies are including: a) Cyclizing bivalent peptides to improve the inhibition of transcription. b) Screening more matched multivalent peptides to DNA structure and DNA sequence by phage display. c)Combining excellent activities of DNA crosslinking agents with bivalent peptides to construct novel trivalent ligands. The studies of the project would develop new strategies for anticancer design and artificial gene-regulation.

转录因子参与真核生物体内复杂体系的信号转录和调控过程，其中包括细胞增殖和凋亡等，因此日渐成为抗癌研究的新兴靶标，而抑制转录因子和DNA结合的竞争型多肽的研究引起了广泛兴趣，但这类配体却有活性不高、结合能力弱等缺点。本课题采用多价肽的结合模式，通过多价配体的协同作用将与DNA的结合能力提高了指数倍。选用与癌细胞信号激活相关的两种典型结构转录因子为靶位：Jun/Fos和E47。运用三种策略：一，通过二价肽的可逆环化，提高肽与DNA结合能力的同时，又抑制对转录很关键的双链的打开，提高抑制活性；二，通过噬菌体演示技术，修饰和筛选肽链序列，使与DNA选择性结合的能力更优；三，将肽类竞争型抑制配体对DNA的序列识别能力，与高活性却缺乏序列特异性的DNA交联剂类抗肿瘤药物相结合，设计成序列导向型高活性的多价肽类杂配体抗肿瘤药物分子。这些研究将为基因的人工调控和抗肿瘤药物发展提供新的思路和理论依据。

全球的癌症发病率逐年攀升，迫切需要寻找一些高效、低毒的抗肿瘤药物。本项目将天然识别体系——转录因子的序列特异性识别作用引入抗肿瘤药物的研究中。转录因子参与真核生物体内复杂体系的信号转录和调控过程，其中包括细胞增殖和凋亡等，因此日渐成为抗癌研究的新兴靶标，以抑制转录因子和DNA 结合的竞争型多肽的研究引起了广泛兴趣，但这类配体却有活性不高、结合能力弱等缺点。本项目通过多价肽的模式，使结合能力提高或者可控。主要在以下三种策略中得到体现。首先，构建和研究了双结合模式的二价肽：共价键+金属配位键。结果表明，N端的共价修饰偶联并没有改变转录因子识别肽的序列识别活性，另又利用金属离子配位作用来调控DNA外的二价肽关环，从而控制其竞争活性。其次，将双结合模式的单肽与偶氮苯连接剂共价生成二价配体，发现这时金属离子的加入反而使肽配体与DNA的结合加强，分析可能是二价肽与DNA在结合后产生了关环。 再次，研究了自由度限制性的二价肽体系，将本可以自由摆动的二价肽，因二硫键和配位键的双重作用，使得此类二价肽构型相对稳定，结果表明不但提高了与DNA的结合能力，还更凸显了序列识别特异性。这三种策略分别实现可调控、活性提高和序列选择性增强，为高效、低毒的抗肿瘤药物研究提供一些较好的潜在策略。