功能作用機制及應(yīng)用-西北大學科學技術(shù)處

1、一、項目名稱： 幾種具有重要生理功能的蛋白的制備、功能、作用機制及應(yīng)用二、主要完成人情況：排姓職稱工作單完成單名名位位高1文教授西北大學西北大學運邊2六教授西北大學西北大學交3李講師西北大學西北大學恒4李講師西北大學西北大學倩趙5新教授西北大學西北大學鋒張6椰未 取西北大學西北大學莉得7劉未 取西北大學西北大學慧得對本項目主要學術(shù)和技術(shù)創(chuàng)造性貢獻DXS 及 DXR 酶研究的總體設(shè)計。主要論文1、2、 3、 4、 5、6、7、 8、 9、 10、 11、12、13 的貢獻者。主要知識產(chǎn)權(quán)1、2、 3 的貢獻者。Kringle 5 蛋白和 hSDF- 1蛋白研究的總體設(shè)計。主要論文 14、 15、

2、 16、17、 18、19、 20的貢獻者。主要知識產(chǎn)權(quán)4、 5 的貢獻者。主要從事 DXS 和 DXR 酶的制備、功能、催化機理及應(yīng)用研究。主要論文4、 5、 6、 7、 8、10、11 的貢獻者。主要知識產(chǎn)權(quán)1、2、3 的貢獻者。主要從事 Kringle 5 和 hSDF-1蛋白的表達、純化及后處理。主要論文14、 15 的貢獻者。在儀器分析方面給予了本項目大力支持。Kringle 5 蛋白與配體之間的分子識別與相互作用分析。主要論文 14 的貢獻者之一。乙酰乳酸合酶的制備及催化機制分析。主要論文 3 的貢獻者之一。三、完成人合作關(guān)系說明：項目完成人高文運、邊六交、李恒、李倩、張椰莉、劉慧

3、。高文運教授主要負責DXS 及 DXR 酶研究的總體設(shè)計。合作者邊六交教授系本項目第二完成人，邊教授在本項目中負責Kringle 5 蛋白和hSDF-1蛋白研究的總體設(shè)計。 合作者李恒博士為第一完成人所指導的青年教師，李恒博士在本項目中完成了多種DXS 和 DXR 酶的制備、酶底物的合成、 酶催化機制的分析等工作。 合作者李倩博士在本項目中完成了 Kringle 5 和 hSDF-1蛋白的表達、純化及后處理工作。合作者趙新鋒教授在儀器分析方面給予了本項目大力支持。 合作者張椰莉系第二完成人邊六交教授所指導的在讀博士研究生， 該生主要進行了蛋白與配體之間的分子識別與相互作用分析。 合作者劉慧系第

4、一完成人高文運教授所指導的在讀碩士研究生， 該生進行了乙酰乳酸合酶的制備及催化機制分析。四、主要完成單位排序及貢獻：排序單位名稱主要貢獻第一完西北大學是所有代表作 SCI論文第一作者單位和知識產(chǎn)權(quán)授成單位權(quán)專利的申請人。五、項目簡介：本研究為基礎(chǔ)研究， 屬于生物技術(shù)領(lǐng)域， 是在國家重大新藥創(chuàng)制計劃和三項國家自然科學基金等多項項目的資助下完成的。針對惡性腫瘤、心腦血管疾病及耐藥性病原菌感染的治療藥物研究是我國 “十一五 ”及“十二五 ”期間 “重大新藥創(chuàng)制 ”專項中的重中之重！根據(jù)這一指導性原則， 項目組分別選定了具有抑制腫瘤細胞的生長作用的人纖溶酶原的第五個環(huán)餅區(qū)，即 Kringle 5 ；在

5、缺血性心腦病的細胞治療方面具有潛在應(yīng)用前景的人源基質(zhì)細胞衍生因子1（ hSDF-1）；可用于抗生素篩選的新靶標 1-脫氧 -D- 木酮糖 -5-磷酸合酶（ DXS）、 1-脫氧 -D- 木酮糖 -5-磷酸還原異構(gòu)化酶（ DXR ）以及乙酰羥酸合酶 （AHAS ）等五個功能蛋白， 并從克隆表達、 發(fā)酵培養(yǎng)、分離純化和冷凍干燥工藝等方面對如何高效地獲得這些蛋白進行了深入的研究。在能夠穩(wěn)定地獲得這些蛋白的基礎(chǔ)上，項目組還深入地探討了它們在誘變劑誘導下與其分子展開-折疊有關(guān)的過程和機理（如 Kringle 5 和hSDF-1）；功能和作用機制（如 DXS、DXR 及AHAS ）以及應(yīng)用等。以上研究工作

6、的科學價值在于：1. 為將 Kringle 5開發(fā)為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的候選 I類生物新藥提供更多保障；2. 為深入探索 hSDF-1蛋白的功能、其與 CXCR4相互作用以及它們在缺血性心腦損傷的治療方面的應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)；3. 為以 DXS、DXR 及AHAS 為靶點篩選新抗生素提供了重要的理論依據(jù)。圍繞上述研究， 項目組獲得國家重大新藥創(chuàng)制專項、 國家自然科學基金（三項）和多項省部級項目的資助。發(fā)表 SCI 論文共計三十五篇，國家發(fā)明專利授權(quán)五項。此外，項目組的研究成果也獲得了國際國內(nèi)同行的認可。六、主要論文專著目錄：序影響年卷頁碼發(fā)表時通訊作第一作國內(nèi)作SCI 他他引總知識產(chǎn)權(quán)對應(yīng)附刊

7、名作者（ xx 年 xx是否歸國論文專著名稱因子間者者者引次數(shù)次數(shù)件編號號卷 xx 頁）內(nèi)所有1Antimicrobi almechanism of theMed.Chem. Xian Hui, Ge Yan, 1.282017年 262017-0高文運惠先惠先，44是2-1-1major active essential oil compoundsRes.Fang-Lin,Tian,卷442-4492- 01閆格，andtheirstructure-activityHengLiand頁田方relationshipWen-Yun Gao琳，李恒 ，高文運2Antimicrobialmechan

8、ismofSci. Rep.Xian Hui, Qiao4.262016 年 6卷2016-1高文運惠先惠先，theaflavins:TheytargetYue,Dan-Dan3 8945 頁2- 12岳俏，1-deoxy-D-xylulose5-phosphateZhang,Heng Li,張旦reductoisom erase, the key enzyme ofShao-Qin g Yang旦，李the MEPterpenoidbiosynthetic& Wen-Yun Gao恒 ，楊pathway少青 ，高文運3Inhibition ofgreen tea andtheFito

9、tera piaXian Hui, Hui Liu,2.702016 年 1132016-0高文運惠先惠先，catechins against 1-deoxy-D-x yluloseFang-LinTian,卷 80-84 頁9- 01劉 慧，5-phosphate reductoisom erase, theFei-FeiLi, Heng田方key enzyme of the MEP terpenoidLi, Wen-Yun Gao琳，李biosynthetic pathway018菲 菲，李恒高文運11是2-1-212是2-1-34Cloning and Characteriz ation

10、 of GSTJ. Biosci.Heng Li,Nan Liu,2.242016 年 1212016-0高文運李恒，李恒，34是2-1-4Fusion Tag Stabilized Large SubunitBioeng.Wen-TingWang,卷 21-26 頁2- 01劉楠劉楠，of Escherichia coli Acetohydrox yacidJi-YuWang,王文Synthase IWen-Yun Gao婷， 王繼宇，高文運5A specificprocess topurifyNaturalYang, S. Q., Deng,0.882015年2015-0高文運楊 少楊少0

11、0是2-1-52-methyl-D-erythritol-4-phosphateproductJ., Wu, Q. Q., Li,10(2)卷2-01青，鄧青，鄧enzymaticallyconvertedfromcommunicationH., Gao, W. Y.339-340 頁箭箭，吳D-glyceraldehyde-3-phosphateands倩倩，pyruvate李恒，高文運6Mechanisticinsightsinto FEBS J.Li, H.; Tian,3.902013 年 2802013-1 高文運李恒李恒，38是2-1-61-deoxy-D-xylulose5-ph

12、osphateJ.; Sun, W.; Qin,卷1- 01田潔，reductoisomerase, a key enzyme ofW.;Gao,Wen-Yun58965905孫偉，the MEPterpenoid biosynthetic頁秦巍，pathway高文運7A chemo-enzymaticcascade fortheTetrahedronShao-Bo Dai, Juan2.192012年 532012-9-高文運戴少戴少11是2-1-7one-potsynthesisofLett.Liao,Jie Tian,卷5波，波， 廖1-deoxy-D-xylulose 5-phosph

13、ateandHeng Li, Wen-Yun48094812廖娟娟， 田1-deoxy-D-xyluloseGao*Ren, Gang頁潔， 李Wang恒， 高文運8PreparationofIsotopeHelveticaLi, Heng, Shao-Bo1.072012年2012-5-高文運李恒李恒，02是2-1-8Labeled/UnlabeledKey IntermediatesChimica ActaDai,Wen-Yun95(5)卷in 2-Methyl-D-erythritol4-PhosphateGao*683-715 頁Terpenoid Biosynthetic Pathw

14、ay9Determination of Steady-State KineticChineseHu, Y., Wang, XJ.,0.82012年 40Parametersof1-Deoxy-D-xJournalofLi, H ., Gao, WY.卷ylulose-5-phosphateSynthasebyAnalytical1859-1864Pre-columnDerivatizationHighChemistrPerformance LiquidChromatographyUsing 2,4-Dinitro phenylhydrazine10Optimizedenzymaticprepa

15、rationofBioorg. Chem.Zhou,Y. F., Cui,3.232010年 381-deoxy-D-xylulose 5-phosphateZ., Li,H., Tian, J.,卷 120-123Gao, Wenyun*頁11AnimprovedpreparationofHelv.Chim. Li,H.,Tian,J.,Wang1.072010 年 93D-glyceraldehyde 3-phosphate and itsActa, H., Yang, S.Q.,卷useinthesynthesisofGao, Wenyun1745-17501-deoxy-D-xylul

16、ose 5-phosphate頁1戴少波，高文運2012-1 高文運胡玥胡玥，36是2-1-92-1王雪嬌，李恒，高文 運2010-9-高文運周躍飛周躍26是2-1-101飛，崔哲，李恒，田潔，高文運2010-9-高文運李恒李恒，718是2-1-111田 潔，王輝楊少青高文運12Biosynthesi s of the iridoid glucoside,PhytochemistyLi, H., Yang, S.Q.,3.212010年 712010-1 高文運李恒李恒，22是2-1-12lamalbid, in Lamium barbatumWang, H.,Tian, J.,卷1690-1

17、0-1楊少Gao, Wenyun694 頁青， 王輝，田潔，高文 運13同位素標記 及未標記的 1-脫氧 -D-有機化學高文運1.012010 年 9 卷2010-1- 高文運高文運高文運01是2-1-13木 酮糖 -5-磷酸和 2-甲基 -D-赤蘚糖1 24-136 頁1醇-4-磷酸的合成 方法hybrid14Recognitionandbindingof RSC AdvancesLi Qian,Duan 3.112016 年 6卷voltage-dependentanionchannel-1Meijiao, Li Shasha,1-28with ATP and NADH by spectr

18、oscopicZhang Yeli,Qiaoanalysis and molecular dockingPan, Bian Liujiao*15Recognitionandbindingof lactamLi Qian, Zhang 2.602016 年 1014antibioticstobovine serumalbuminJ. Chromatogr.Tianlong,Bian卷 90-101 頁by frontalaffinitychromatography inLiujiao*Bcombinationwithspectroscopy andmolecular docking16Bindi

19、ngofangiogenesisinhibitorJ. Chromatogr.Bian Liujiao, Li 3.982015 年 1401kringle 5toits specificligands byAQian, Ji Xu卷 42-51 頁frontal affinity chromatography2016-2-邊六交李倩李倩，00是2-1-1417段美嬌，李莎莎，張椰莉，喬盼，邊六交2016-4-邊六交李倩李倩，14是2-1-151張?zhí)忑垼吜?015-7- 邊六交邊六交邊六 24是2-1-163交，李倩，冀旭17IsolationandpurificationofBiomed

20、.BianLiujiao*,1.612015 年2015-1 邊六交邊六交邊六 00是2-1-17monosialo-tetrahexosylgangliosidesChromatogr.Yang Jianting, Sun29卷0-1交，楊from pig brain by extraction andYu1604-1611建婷，liquid chromatography頁孫玉18IsolationandpurificationofBiomed.BianLiujiao*,Ji1.612014 年2014-7-邊六交邊六交邊六22是2-1-18recombinant humanplasmino

21、genChromatogXu, Hu Wei28卷1交，冀Kringle 5by liquidchromatography957-965 頁旭，胡and ammonium sulfate salting-out偉19Temperature-inducedconformationalBiomed.BianLiujiao,Wu1.612014 年2014-2-邊六交邊六交邊六24是2-1-19transition of bovine serum albumin inChromatogr.Dan, Hu Wei28卷1交，吳neutralaqueoussolutionby295-301 頁丹，胡re

22、versed-phase liquid chromatography偉20Urea-induced dissociation of nerveChromatograpBianLiujiao,Ji1.402014 年2014-6-邊六交邊六交邊六02growth factor from venom of ChinesehiaXu, Hu Wei77 卷1交，冀cobra by SEC793-802 頁旭，胡偉合 計3975補充說明七、主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄：序號知識產(chǎn)權(quán)類別知識產(chǎn)權(quán)具體名稱1發(fā)明專利化學法-酶法制備1-脫氧 -D- 木酮糖5-磷酸的方法2發(fā)明專利1-脫氧 -D- 木酮糖5- 磷酸還

23、原異構(gòu)化酶抑制劑及其衍生物的制備3發(fā)明專利中藥黃芩中黃酮類化合物作為 DXR 抑制劑的用途4發(fā)明專利一種高活性可溶型血管生長抑制劑Kringle5 三聚體的高效表達方法5發(fā)明專利人源基質(zhì)細胞衍生因子 1 的表達載體、構(gòu)建方法及應(yīng)用 .國家授權(quán)號（地區(qū)）中國ZL2010101009 749中國ZL2012103914 65.5中國ZL2013104419 96.5中國ZL2010102987 71.5中國ZL2013102535 58.6授權(quán)日期證書編號權(quán)利人發(fā)明人專利有效對應(yīng)附狀態(tài)件編號2013-11-061300744西北大學高文運；田有效3-1潔；廖娟； 李恒；王雪嬌；戴少波2014-04

24、-091380148西北大學高文運；郝保有效3-2華；惠先； 李恒；董磊2015-10-211820593西北大學高文運；李有效3-3恒；董磊； 閆格；田方琳1208409西北大學邊六交；妙亮有效3-42013-06-052015-10-2118118013西北大學邊 六 交 ； 蔚有效3-5萍；冀旭； 候俊八、客觀評價：項目組研究開發(fā)的血管生長抑制劑Kringle 5是一種新型生物藥物候選蛋白，目前處于研究開發(fā)階段。借助國家科技重大專項項目（基因重組血 管 生 長 抑 制 劑Kringle5 的 中 試 生 產(chǎn) 工 藝 和 藥 用 研 究 ，2009ZX09103-696）的實施，項目組已建

25、立了血管生長抑制劑Kringle 5 的發(fā)酵培養(yǎng)和分離純化中試生產(chǎn)線一條，已經(jīng)能夠規(guī)?；a(chǎn)出純度和活性都滿足藥用的合格的用于研究用的血管生長抑制劑Kringle 5 制劑，初步建立了重組血管生長抑制劑Kringle 5 的生產(chǎn)質(zhì)量標準；初步完成血管生長抑制劑Kringle 5 的主要藥效學、藥代動力學和藥理學研究和安全性評價。除國家科技重大專項支持外，該項目目前還獲得國家自然科學基金一項及若干項省部級項目的資助，獲得國家發(fā)明專利兩項。項目組關(guān)于 DXS酶及其催化 DXP合成方法的研究已得到國內(nèi)同行專家的認可，利用該方法已為武漢大學生命科學學院及中國林業(yè)大學草坪研究所的相關(guān)老師制備了未標記及

26、13C-DXP。在對 DXR 的研究中，項目研究人員也提出了該酶新的底物結(jié)合方式及催化循環(huán)， 發(fā)現(xiàn)了一些該酶的新抑制劑。該項目目前已獲得國家自然科學基金三項及若干項省部級項目的資助，獲得國家發(fā)明專利三項。關(guān)于 Kringle 5 及hSDF-1的研究：項目組獲得了用以高效表達 Kringle 5 的基因工程菌株，制備了融合的和非融合的目標蛋白 Kringle 5 ，進行了重組 Kringle 5 候選蛋白藥物的成藥性研究，旨在為將其開發(fā)為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的候選 I 類生物新藥做出貢獻。建立了 hSDF-1原核表達、包涵體柱外復性和陽離子交換柱一步法分離純化方法，高效地獲得了純度較高的目標蛋白，為該蛋白的主要藥效學、藥代動力學及藥理學研究和安全性評價方面的研究打下了堅實的基礎(chǔ)。關(guān)于 DXS及 DXR 的研究：DXS：在獲得了穩(wěn)定的 DXS酶來源的基礎(chǔ)上，項目組以該蛋白為催化劑建立了多個 DXP（萜類化合物 MEP生物合成途徑關(guān)鍵中間體）的簡單高效的制備方法，其中一個方法目前已獲得專利授權(quán)，另一個方法被 John Whitthall 和P. W. Sutton編纂的專著收錄（ Jie Tian, Heng Li and Wen-Yun Gao, Improved Enzymatic Preparation of DXP, in Practical Me