甘露糖结合凝集素与艾滋病相关性的研究
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以凝集素为分子识别物质的甘露聚糖电化学发光传感方法的研究糖、蛋白质、核酸是涉及生命活动本质的三类重要生物分子。
在蛋白组学和基因组学发展的同时,糖组学的研究也日益引起了人们的广泛关注。
由单糖、寡糖或多糖与脂类或蛋白质连接形成的糖类物质广泛存在于生命体中,在生命活动过程中具有非常重要的意义。
糖类对于生命体不仅仅是简单的能源物质,也是重要的信息分子。
糖类参与许多生理和病理过程,与疾病的发生和治疗有着密切的关系。
因此糖在生命科学、医学等研究领域中都具有重要的地位。
结构多变、功能多样的聚糖几乎覆盖了生物有机体所有的细胞表面,不仅在正常的细胞粘附,细胞间信号转导等方面有重要的作用,而且在细胞病变、病原感染等方面亦具有十分重要的作用。
糖与凝集素相互作用的研究及其检测是生化分析中的重要内容,在化学生物学、分子生物学、细胞生物学、药物分析学和环境科学等领域有着十分重要的意义。
糖类的检测可为重大疾病的早期诊断、药物筛选以及糖组学的研究等生命科学中的重大研究提供新技术和新方法,对建立高灵敏和高选择性的糖或细胞的测定方法具有重要的作用。
电化学发光法兼有电化学法和化学发光法的双重优点,具有极低的检测限、极宽的线性范围等优点,因此被广泛应用到免疫分析、DNA 杂交检测等领域中。
本论文旨在以凝集素伴刀豆球蛋白与甘露聚糖的特异性结合作用为模型,以电化学发光技术为检测手段,建立三种高灵敏检测甘露聚糖的传感方法。
本论文构建了一种高灵敏、简单、快速均相电化学发光检测甘露聚糖的新方法,研制了一种通过树枝状高分子多负载电化学发光探针与羧基化单臂碳纳管双重信号增大的甘露聚糖电化学发光糖生物传感器,研制了以Nafion为成膜剂建立电化学发光平台分别实现对不同物质的区分。
本论文由四章组成。
第1章为引言部分,引言对糖和凝集素做了简要的概述,以伴刀豆球蛋白与甘露糖的结合为模型,简要介绍了糖-凝集素相互作用的机理;重点总结了糖-凝集素传感器的研究进展并介绍了树枝状聚酰胺-胺(PAMAM)在生物传感器中的应用,提出了本论文的立题依据、研究目的和研究内容。
2023金黄色葡萄球菌的抗生素耐药性及其治疗方法感染性疾病是全球人类死亡的第二重要原因;金黄色葡萄球菌(S.aureus)是一种非常常见的人类致病微生物,可引发多种传染病,例如皮肤和软组织感染,心内膜炎,骨髓炎,菌血症和致命性M炎。
此外,根据对抗生素的敏感性,金黄色葡萄球菌可分为对甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌(MSSA)和对耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSAi近几十年来,由于细菌的进化和抗生素的滥用,金黄色葡萄球菌的耐药性在世界范围内,MRSA的感染已逐渐增加,MRSA的感染率也在增加,并且针对MRSA的临床抗感染治疗变得更加困难。
越来越多的证据表明,金黄色葡萄球菌的耐药机制非常复杂,尤其是对于对多种抗生素具有耐药性的MRSA o因此,及时了解MRSA的耐药性并从分子水平阐明其耐药机制对于金黄色葡萄球菌感染的治疗具有重要意义。
大量研究人员认为,对金黄色葡萄球菌的分子特征进行分析,可以为设计有效的预防和治疗措施引起的医院感染提供基础。
金黄色葡萄球菌进一步演变金黄色葡萄球菌。
本文综述了MSSA和MRSA的研究现状,内在抗药性和获得性抗药性的详细机制,抗MRSA 抗生素的先进研究以及新型的MRSA治疗策略。
金黄色葡萄球菌(S.aureus谩医院和社区感染的主要病原体之一,可引起许多传染病,例如轻度皮肤和软组织感染,感染性心内膜炎,骨髓炎,菌血症和致命性肺炎。
金黄色葡萄球菌于1880年由外科医生亚历山大•奥格斯顿(A1exanderOgston)从溃疡疮患者中首次发现。
金黄色葡萄球菌属于金黄色葡萄球菌类。
革兰氏染色阳性,直径约0.8μm,需氧或厌氧显微镜下排列在〃一串葡萄〃中;并在37℃和pH7.4下最佳生长。
血琼脂平板上的菌落厚而有光泽,呈圆形,直径为1〜2mm o它们大多数是溶血的,在血琼脂平板上的菌落周围形成透明的溶血环。
此外,金黄色葡萄球菌不形成泡子或鞭毛,但具有胶囊,可以产生金黄色颜料并分解甘露醇。
DC-SIGN在病毒感染中的作用机制研究进展张莉【摘要】树突状细胞(DCs)表面特异性细胞间黏附分子3结合非整合素(SIGN)主要分布在DCs表面,通过依赖Ca2+的碳水化合物识别区域(CRD)识别与结合内源性和外源性抗原,介导细胞与细胞之间的相互作用,参与DCs对病原体的识别和捕获,在HIV、HCV、登革热病毒(DENV)以及肠道病毒71型(enterovirus 71,EV71)等的感染和传播中发挥重要作用.本文就DC-SIGN与病毒感染相关研究进展作一综述.【期刊名称】《临床检验杂志》【年(卷),期】2013(031)008【总页数】4页(P599-602)【关键词】树突状细胞;表面特异性细胞间黏附分子3结合非整合素;病毒感染【作者】张莉【作者单位】苏州大学附属第三医院检验科,江苏常州213001【正文语种】中文【中图分类】R392;R37树突状细胞(dendritic cells, DCs)是据目前所知体内功能最强大的专职抗原提呈细胞,主要通过模式识别受体(pattern recognition receptor, PRR)捕获、处理和提呈抗原,参与初始T细胞激活、增殖和分化,引发机体产生相应的免疫应答。
DCs 表面特异性细胞间黏附分子3 结合非整合素(DC-specific intercellular adhesionmolecule-3-grabbing nonintegrin,DC-SIGN)是一种Ⅱ型跨膜蛋白,属C型凝集素家族成员,能识别并结合富含甘露糖和LewisX碳水化合物结构的分子。
DC-SIGN可介导HIV、HCV、EV71、幽门螺杆菌(Helicobacter pylori, HP)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)、利什曼原虫等病原体进入DCs,并通过诱导某些机制,影响DCs分化成熟,下调免疫应答。
由于DC-SIGN参与免疫功能的调控,研究其与病原体感染的信号通路机制,探索药物作用靶点,可为预防及治疗病原体感染提供新的途径。
・艾滋病研究AIDS Study・甘露糖结合凝集素与艾滋病相关性的研究3A Study on R elativity of Mannose Binding Lectin or Mannan Binding Lectin(MBL)and Acquired Immunodeficiency Syndrome(AIDS)姜 枫Jiang Feng1,彭 勃Peng Bo2,尚 佳Shang Jia3,张庶民Zhang Shumin4,1.上海中医药大学,上海浦东 201203Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Pudong,Shanghai,China,2100292.河南中医学院艾滋病研究所,河南郑州 450008AIDS Research Institute,Henan College of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou,Henan,China,4500083.河南省人民医院,河南郑州 450003Henan Province Peopleπs Hospital,Zhengzhou,Henan,China,4500034.中国药品生物制品鉴定所,北京 100050National Institute for the Control of Pharmacentical and Biological Producte,Beijing,China,100050摘要:甘露糖结合凝集素(mannose binding lectin or mannan binding lectin;MBL)是一种存在于血清中的C型凝集素。
MBL通过结合病原生物表面的甘露糖等糖基受体而直接介导调理吞噬作用和/或通过MBL途径激活补体,在机体的固有性免疫防御中发挥重要作用。
HIV-1的表面包膜蛋白gp120/gp41为机体固有免疫系统通过MBL的攻击提供了潜在位点。
MBL主要通过四个环节在艾滋病中发挥作用:补体活化、中和作用、调理作用和封闭DC细胞特异的ICAM3结合的非整合素。
对于MBL在艾滋病的疾病进展和疾病传播中的作用认识不一,有待进一步研究。
Abstract:Mannose binding lectin(MBL),or mannan binding lectin,is a member of C type collectin proteins in the plasma.It plays an important role in the innate immune system by binding to the saccharide receptor of mannose/mannan on the surfaces of pathogens. The envelope protein(gp120/gp41)of HIV-1provides a potential site of attack by the innate immune system through MBL.The mechanism that MBL affect HIV disease are primary based on complement activation,opsonization,neutralization of HIV by MBL and blocking dendritic cell s pecific intracellular adhension molecule3grabbing nonintegrin(DC-SIGN).The effects of MBL on HIV dis2 ease progression and transmission are equivocal with some studies showing positive effects and other showing no effect or negative ef2 fects.关键词:甘露糖结合凝集素;补体活化;中和作用;调理作用;DC-SIGN;艾滋病K ey w ords:MBL;Complement;Neutralization;Opsonization;DC-SIGN;AIDS中图分类号C LC number:R512.910.362 文献标识码Document code:A 文章编号Article ID:1672-6839(2006)02-0001-04 甘露糖结合凝集素(MBL)是补体系统的固有成分,是血清中的一种由肝脏合成的C型凝集素,是钙依赖性糖结合蛋白。
MBL可识别和结合病原微生物表面的甘露糖、岩藻糖(fucose)、和N-乙酰葡糖胺(N-acetyl-glucosamine,G lc2 NAc)等糖结构。
MBL首先与病原微生物的糖类配体结合,随后构象发生变化,激活与之相关联的MBL相关的丝氨酸蛋白激酶(MBL associated serine protease,MASP),两种MASP(MASP1、MASP2)具有与活化的C1s类似的生物学活性,其中MASP2可水解C4和C2分子,MASP1则可直接切割C3,继而形成C3转化酶,然后补体顺序激活,这是补体激活的MBL途径(MBL pathway),在机体的固有性免疫防御3基金项目:国家自然科学基金项目———“艾滋病中医证候分布规律及证候标准建立与验证”(编号:90409004);国家“十五”科技攻关项目———“适合艾滋病防治示范区抗艾滋病病毒治疗模式的研究”(编号:2004BA719A13-04)中发挥重要作用[1]。
Ezekowitz等[2]报道MBL与艾滋病相关。
1 MB L的结构与功能人类MBL基因定位于第10号染色体上,有两个基因,其中MBL1是伪基因,只有MBL2(下述MBL即指MBL2)能够编码蛋白质。
MBL由四个外显子(exon)组成,分别编码N -端富含半胱氨酸区、胶原区、颈区和糖基识别区(carbohy2 drate recognition domain,CRD)。
基本结构是由三条相同约32kDa的多肽链构成的亚单位组成的2~6个不等的寡聚体,与Clq分子类似。
其中N-端富含半胱氨酸区参与肽链亚单位间N-端二硫键形成;胶原样区域相互盘绕,呈螺旋状,参与免疫调理作用及结合MASP而激活补体;颈区位于胶原区和CRD之间,与稳定亚单位的结构有关;CRD形成球状结构,此结构是MBL蛋白质发挥生理效应的基础。
MBL功能依赖于蛋白质多聚化程度和血浆水平,结构2006年3月第2期No.2 Mar.2006 河南中医学院学报JOURNAL OF HENAN UNIVERSITYOF CHINESE MEDICINE第21卷 总第123期Vol.21Serial No.123基因变异可能会产生不能多聚化的产物,从而不能激活补体,编码区上游的变异会影响MBL血清浓度。
已经发现与MBL相关的基因突变位点共有11个[3]。
MBL也是一种急性期反应蛋白,其血清水平在外科创伤和感染后可增加3倍[4],MBL水平存在个体差异,儿童高于成人,新生儿出生后7d其血清水平是成人的2倍,此后持续下降,到12岁时达到成人水平[5]。
MBL缺乏的病人接受化疗、骨髓移植、造血干细胞移植的过程中,其严重感染的发生机率明显高于MBL水平正常的病人[6~8]。
慢性病毒性肝炎也与MBL缺乏有关[9]。
在动物模型中观察到MBL识别并杀死某些恶性细胞[10]。
MBL通过3个方面发挥抗病原微生物作用:对病原微生物的调理作用;活化MBL途径;结合、中和某些病原体[11~13]。
2 MB L在艾滋病中的作用2.1 作用基础MBL能与HIVgpl20,并使其唾液酸酸化,调节二者结合,葡萄糖基化酶抑制剂和神经氨酸酶可促进MBL与gpl20的结合。
HIV gp120上高表达的甘露糖基是MBL与HIV作用的关键[14]。
Haurum等[15]研究显示MBL可与gp120的重组体结合。
Saifuddin等[16]把MBL固化在微孔滴定板上俘获HIV 病毒,显示实验细胞系产生的HIV病毒株和所有原始分离HIV病毒株都能与MBL紧密结合,用MBL在微孔板上涂层可以多俘获5%~10%的HIV,而等量的HIV特异性单克隆抗体多俘获的量通常不超过0.5%。
亦即MBL对HIV的俘获能力明显高于HIV特异性单克隆抗体,因此,有学者根据MBL的显著俘获HIV的作用将其喻为“抗gp120抗体”。
2.2 作用环节目前认为MBL与HIV作用的机制可能涉及4个方面:补体活化、调理作用、中和作用和封闭DC-SIGN。
补体活化:MBL是补体活化的MBL途径的始动因子。
但关于HIV或感染HIV的细胞活化MBL途径的研究不多。
Haurum等[15]用重组gp120涂层微孔滴定巢。
当不含MBL 的血清和含有MBL的血清加入滴定巢时,后者会出现显示MBL途径活化的C3和C4补体成分的沉积。
这个实验说明MBL可以活化补体活化的MBL途径。
但有研究者认为Haurum的实验存在方法学上的不足,实验所用的重组gp120是昆虫细胞产生的,都是高表达型糖基。
gp120上这种增加了的高表达的糖基可能增加MBL结合gp120和活化补体的能力。
更有研究得出相反的结论,如Saarloos等[17]则发现T 细胞上表达的HIVgp120表面膜蛋白并不能有效结合MBL,而且细胞上与gp120结合的MBL也不能有效活化凝集素途径。
调理作用:Y ing等[18]用单核细胞摄取HIV来评价MBL 的调理作用。
实验显示,用MBL孵化的HIV野生株可以使单核细胞摄取的HIV增加6倍。
表明在体内MBL可以通过结合病毒和调理组织巨噬细胞来影响血液中HIV的清除。
中和作用:Ezekowitz等[2]首先用MBL培养H9T细胞系产生100个感染单位HIVⅢB,然后用HIVⅢB感染T细胞的H9细胞系,MBL在1ug/ml、30ug/ml、50ug/ml浓度时中和HIV病毒株的百分比分别为25%、75%和100%。
Y ing 等[18]的一项研究表明HIVⅢB在10ug/ml、50ug/ml水平中和HIV感染分别为31%和50%。
与用另一个HIV细胞系衍生病毒株HIVMN观察到的结果相似,这些实验部分揭示了MBL对HIV的中和作用。
阻断DC-SIGN:Gregory等[19]发现预先将MBL与HIV 的X4、R5株孵育能够阻止DC-SIGN介导的T细胞的转染,机制可能是MBL封闭了HIV结合DC-SIGN阳性细胞,从而阻止进一步感染T细胞,提示在HIV感染过程中, MBL可能会抑制DC-SIGN介导HIV的吸收和传播。