功能作用機(jī)制及應(yīng)用-西北大學(xué)科學(xué)技術(shù)處VIP

1、一、項(xiàng)目名稱： 幾種具有重要生理功能的蛋白的制備、功能、作用機(jī)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(xué)西北大學(xué)運(yùn)邊2六教授西北大學(xué)西北大學(xué)交3李講師西北大學(xué)西北大學(xué)恒4李講師西北大學(xué)西北大學(xué)倩趙5新教授西北大學(xué)西北大學(xué)鋒張6椰未 取西北大學(xué)西北大學(xué)莉得7劉未 取西北大學(xué)西北大學(xué)慧得對本項(xiàng)目主要學(xué)術(shù)和技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)DXS 及 DXR 酶研究的總體設(shè)計(jì)。主要論文1、2、 3、 4、 5、6、7、 8、 9、 10、 11、12、13 的貢獻(xiàn)者。主要知識產(chǎn)權(quán)1、2、 3 的貢獻(xiàn)者。Kringle 5 蛋白和 hSDF- 1蛋白研究的總體設(shè)計(jì)。主要論文 14、 15、

2、 16、17、 18、19、 20的貢獻(xiàn)者。主要知識產(chǎn)權(quán)4、 5 的貢獻(xiàn)者。主要從事 DXS 和 DXR 酶的制備、功能、催化機(jī)理及應(yīng)用研究。主要論文4、 5、 6、 7、 8、10、11 的貢獻(xiàn)者。主要知識產(chǎn)權(quán)1、2、3 的貢獻(xiàn)者。主要從事 Kringle 5 和 hSDF-1蛋白的表達(dá)、純化及后處理。主要論文14、 15 的貢獻(xiàn)者。在儀器分析方面給予了本項(xiàng)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(xiàn)者之一。乙酰乳酸合酶的制備及催化機(jī)制分析。主要論文 3 的貢獻(xiàn)者之一。三、完成人合作關(guān)系說明：項(xiàng)目完成人高文運(yùn)、邊六交、李恒、李倩、張椰莉、劉慧

3、。高文運(yùn)教授主要負(fù)責(zé)DXS 及 DXR 酶研究的總體設(shè)計(jì)。合作者邊六交教授系本項(xiàng)目第二完成人，邊教授在本項(xiàng)目中負(fù)責(zé)Kringle 5 蛋白和hSDF-1蛋白研究的總體設(shè)計(jì)。 合作者李恒博士為第一完成人所指導(dǎo)的青年教師，李恒博士在本項(xiàng)目中完成了多種DXS 和 DXR 酶的制備、酶底物的合成、 酶催化機(jī)制的分析等工作。 合作者李倩博士在本項(xiàng)目中完成了 Kringle 5 和 hSDF-1蛋白的表達(dá)、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(xiàng)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(dǎo)的在讀博士研究生， 該生主要進(jìn)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(yùn)教授所指導(dǎo)的在讀碩士研究生， 該生進(jìn)行了乙酰乳酸合酶的制備及催化機(jī)制分析。四、主要完成單位排序及貢獻(xiàn)：排序單位名稱主要貢獻(xiàn)第一完西北大學(xué)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(xiàng)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(jì)劃和三項(xiàng)國家自然科學(xué)基金等多項(xiàng)項(xiàng)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(xiàng)中的重中之重！根據(jù)這一指導(dǎo)性原則， 項(xiàng)目組分別選定了具有抑制腫瘤細(xì)胞的生長作用的人纖溶酶原的第五個(gè)環(huán)餅區(qū)，即 Kringle 5 ；在

5、缺血性心腦病的細(xì)胞治療方面具有潛在應(yīng)用前景的人源基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1（ hSDF-1）；可用于抗生素篩選的新靶標(biāo) 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(gè)功能蛋白， 并從克隆表達(dá)、 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(jìn)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(xiàng)目組還深入地探討了它們在誘變劑誘導(dǎo)下與其分子展開-折疊有關(guān)的過程和機(jī)理（如 Kringle 5 和hSDF-1）；功能和作用機(jī)制（如 DXS、DXR 及AHAS ）以及應(yīng)用等。以上研究工作

6、的科學(xué)價(jià)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(diǎn)篩選新抗生素提供了重要的理論依據(jù)。圍繞上述研究， 項(xiàng)目組獲得國家重大新藥創(chuàng)制專項(xiàng)、 國家自然科學(xué)基金（三項(xiàng)）和多項(xiàng)省部級項(xiàng)目的資助。發(fā)表 SCI 論文共計(jì)三十五篇，國家發(fā)明專利授權(quán)五項(xiàng)。此外，項(xiàng)目組的研究成果也獲得了國際國內(nèi)同行的認(rèn)可。六、主要論文專著目錄：序影響年卷頁碼發(fā)表時(shí)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(yùn)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(yùn)2Antimicrobialmechan

8、ismofSci. Rep.Xian Hui, Qiao4.262016 年 6卷2016-1高文運(yùn)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(yùn)3Inhibition ofgreen tea andtheFito

9、tera piaXian Hui, Hui Liu,2.702016 年 1132016-0高文運(yùn)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(yùn)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(yùn)李恒，李恒，34是2-1-4Fusion Tag Stabilized Large SubunitBioeng.Wen-TingWang,卷 21-26 頁2- 01劉楠?jiǎng)㈤?，of Escherichia coli Acetohydrox yacidJi-YuWang,王文Synthase IWen-Yun Gao婷， 王繼宇，高文運(yùn)5A specificprocess topurifyNaturalYang, S. Q., Deng,0.882015年2015-0高文運(yùn)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(yùn)6Mechanisticinsightsinto FEBS J.Li, H.; Tian,3.902013 年 2802013-1 高文運(yùn)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(yùn)7A chemo-enzymaticcascade fortheTetrahedronShao-Bo Dai, Juan2.192012年 532012-9-高文運(yùn)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(yùn)8PreparationofIsotopeHelveticaLi, Heng, Shao-Bo1.072012年2012-5-高文運(yùn)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(yùn)2012-1 高文運(yùn)胡玥胡玥，36是2-1-92-1王雪嬌，李恒，高文 運(yùn)2010-9-高文運(yùn)周躍飛周躍26是2-1-101飛，崔哲，李恒，田潔，高文運(yùn)2010-9-高文運(yùn)李恒李恒，718是2-1-111田 潔，王輝楊少青高文運(yùn)12Biosynthesi s of the iridoid glucoside,PhytochemistyLi, H., Yang, S.Q.,3.212010年 712010-1 高文運(yùn)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(yùn)13同位素標(biāo)記 及未標(biāo)記的 1-脫氧 -D-有機(jī)化學(xué)高文運(yùn)1.012010 年 9 卷2010-1- 高文運(yùn)高文運(yùn)高文運(yùn)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?，邊六?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(jì)3975補(bǔ)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(xué)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(dá)方法5發(fā)明專利人源基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 1 的表達(dá)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(xué)高文運(yùn)；田有效3-1潔；廖娟； 李恒；王雪嬌；戴少波2014-04

24、-091380148西北大學(xué)高文運(yùn)；郝保有效3-2華；惠先； 李恒；董磊2015-10-211820593西北大學(xué)高文運(yùn)；李有效3-3恒；董磊； 閆格；田方琳1208409西北大學(xué)邊六交；妙亮有效3-42013-06-052015-10-2118118013西北大學(xué)邊 六 交 ； 蔚有效3-5萍；冀旭； 候俊八、客觀評價(jià)：項(xiàng)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(xiàng)項(xiàng)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(shí)施，項(xiàng)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)模化生產(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(biāo)準(zhǔn)；初步完成血管生長抑制劑Kringle 5 的主要藥效學(xué)、藥代動力學(xué)和藥理學(xué)研究和安全性評價(jià)。除國家科技重大專項(xiàng)支持外，該項(xiàng)目目前還獲得國家自然科學(xué)基金一項(xiàng)及若干項(xiàng)省部級項(xiàng)目的資助，獲得國家發(fā)明專利兩項(xiàng)。項(xiàng)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(rèn)可，利用該方法已為武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院及中國林業(yè)大學(xué)草坪研究所的相關(guān)老師制備了未標(biāo)記及

26、13C-DXP。在對 DXR 的研究中，項(xiàng)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(xiàng)目目前已獲得國家自然科學(xué)基金三項(xiàng)及若干項(xiàng)省部級項(xiàng)目的資助，獲得國家發(fā)明專利三項(xiàng)。關(guān)于 Kringle 5 及hSDF-1的研究：項(xiàng)目組獲得了用以高效表達(dá) Kringle 5 的基因工程菌株，制備了融合的和非融合的目標(biāo)蛋白 Kringle 5 ，進(jìn)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(xiàn)。建立了 hSDF-1原核表達(dá)、包涵體柱外復(fù)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(biāo)蛋白，為該蛋白的主要藥效學(xué)、藥代動力學(xué)及藥理學(xué)研究和安全性評價(jià)方面的研究打下了堅(jiān)實(shí)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(xiàng)目組以該蛋白為催化劑建立了多個(gè) 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(gè)方法目前已獲得專利授權(quán)，另一個(gè)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