本網(wǎng)訊（生命科學(xué)學(xué)院）近日，我校生命科學(xué)學(xué)院劉琳課題組與田肖和課題組分別在葉綠素合成研究領(lǐng)域和靶向藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。

劉琳課題組在葉綠素合成領(lǐng)域取得新進(jìn)展

葉綠素是自然界最豐富的色素，通過植物、藻類和藍(lán)細(xì)菌一系列的酶促反應(yīng)合成。光依賴型原葉綠素酸酯氧化還原酶（LPOR）利用光和輔酶NADPH，催化底物原葉綠素酸酯的C17=C18雙鍵還原為單鍵。對于綠色植物，LPOR還是幼苗變綠過程中的關(guān)鍵酶。劉琳教授課題組解析了分辨率為2.2埃的集胞藻LPOR結(jié)構(gòu)和分辨率為2.4埃的嗜熱聚球藻LPOR結(jié)構(gòu)（圖1）。這兩個結(jié)構(gòu)高度相似，均包含了9段alpha-螺旋和8段beta-鏈，整體呈現(xiàn)Rossmann型折疊，且螺旋G位于結(jié)構(gòu)域核心之外。輔酶NADPH的位置固定，但螺旋G存在顯著差異。底物口袋緊鄰NADPH的煙酰胺基團(tuán)，螺旋G參與底物結(jié)合過程，其結(jié)構(gòu)差異提示在底物結(jié)合過程中，螺旋G及其附近區(qū)域也伴隨有大的構(gòu)象變化。此外，結(jié)構(gòu)分析還揭示了反應(yīng)過程中的質(zhì)子傳遞鏈。

圖1.集胞藻和嗜熱聚球藻的光依賴型原葉綠素酸酯氧化還原酶（LPOR）結(jié)構(gòu)解析

這一進(jìn)展以“Crystal structures of cyanobacterial light-dependent protochlorophyllide oxidoreductase”為題，在線發(fā)表于《PNAS》（美國科學(xué)院報）（文章鏈接：https://doi.org/10.1073/pnas.1920244117）。安徽大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為文章第一單位，學(xué)院碩士研究生董陳松是文章的第一作者。上述研究被列為國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題2017YFA0503703，并且得到了安徽省皖江學(xué)者計(jì)劃等的支持。

田肖和課題組在腦靶向藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得新進(jìn)展

在藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，細(xì)胞和器官的精準(zhǔn)靶向有著重要的科學(xué)意義。田肖和課題組系統(tǒng)研究了不同數(shù)目的低密度脂肪蛋白配體(low-density lipoprotein receptor-related protein-1，LRP-1) 修飾高分子納米藥物載體的作用。研究發(fā)現(xiàn)，高密度的LRP-1受體對納米顆粒的靶向攝取起抑制作用。而在一個極低的數(shù)目下，LRP-1卻具有高效的腦靶向率。研究者期望利用該項(xiàng)成果與超分辨等技術(shù)結(jié)合，以探究詳細(xì)的血腦屏障胞轉(zhuǎn)作用的分子機(jī)制。

現(xiàn)階段相關(guān)研究成果以“On the design of precision nanomedicines”為題，發(fā)表于期刊《Science Advances》上（文章鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/4/eaat0919）。該研究以安徽大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為文章第一單位，田肖和博士為文章的第一作者。帝國理工學(xué)院、中科院物理所的Stefano A.Uberti博士,和倫敦大學(xué)學(xué)院Giuseppe Battaglia教授也參加了該項(xiàng)工作。

圖2.A：LRP-1修飾的納米顆粒與細(xì)胞作用示意圖 B：理論模擬的受體數(shù)目和反應(yīng)納米顆粒數(shù)目的關(guān)系 C：實(shí)驗(yàn)中受體數(shù)目與靶向親和性的關(guān)系