热休克蛋白-HSP90

Hsp90的抑制剂格尔德霉素
• 格尔德霉素( geldanamycin，GA)属苯醌安莎霉素 类抗生素，最初是从吸水链霉菌发酵液中分离得到 的。它具有抗肿瘤、抗病毒、调节免疫及抗炎症等 多种生物活性。
GA对人乳腺癌MDA-MB-435s细胞增殖的抑 制作用
结果表明：GA抑制Hsp90功能后，乳腺MDA-MB435s细胞增殖抑制，细胞阻滞在G２/M 期，端粒酶 活性下降，突变型p53表达减少。
Hsp90的四种亚型 的四种亚型
Hsp90α（存在于胞浆中） Hsp90β（存在于胞浆中） GRP94（存在于内质网中） Hsp75／肿瘤坏死因子受体相关蛋白TRAP1 （主要存在于线粒体基质中）
Hsp90的结构特征 的结构特征
保守的25 kDa的N-末端 55 kDa的C-末端 中间连接区
Hsp90的晶体结构
缺点：
• 水溶性极差、体内分布无特异性、肝毒性较强等， 使其很难开发成制剂进入临床。
GA及其衍生物目前的开发研究现状 及其衍生物目前的开发研究现状
• 17-AAGAAG具有毒性低的特点，但是在II期临床试 验中发现它存在着稳定性差、溶解度有限、分子量 大和生物利用率低等不足。 • 17一DMAG具有更好的溶解度和口服生物利用率， 17 DMAG 现已进入I期临床试验阶段，至于其毒副作用还有待 于进一步的验证。 • 由GA的衍生物还原得到的水溶性衍生IPI-504，在 体内外试验中表现出极高的活性，且无毒副作用； 在II期临床试验中发现IPI-504与肿瘤细胞Hsp90的 亲和力是正常组织亲和力的20一200倍。
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参考文献
[1] Tony T，Weilin S，Gabriela C，et a1．Discovery and development of heat shock protein 90 inhibitora．Bioorg Med Chem，2009，17：2225-2235． [2] LIi Y，Zhang T,Schwaxiz SJ，et a1．New developments in Hsp90 inhibitors as anti-cancer therapeutics：Mechanisms，clinical perspective and more potential．Drug Resist Updat，2009，12(1-2)：17-27． [3] Zuo DS，Dai J．13o AH． a1．Significance of expression of heat shock protein90a1pha in human gastric cancer． World J Gastroenterol。2003；9(11)l 2616-2618. [4] 李霞，邓华瑜。Hsp90功能抑制对乳腺癌细胞端粒酶和突变型P53的影响. 四川大学学报(医学版)；2oo8， 39(2）：181—183 [5]刘明强, ，李良庆，傅冷西.热休克蛋白90与肿瘤关系的研究进展.医学综述; 2008(5):682-684 [6] Olivier Ayrault, Michael D. Godeny, Christopher Dillon, et al. Inhibition of Hsp90 via 17-DMAG induces apoptosis in a p53-dependent manner to prevent medulloblastoma. PNAS, 2009, 10(106): 17037-07042.
GA对Hsp90的抑制机制 对 的抑制机制
GA与Hsp90的亲和力远强于ATP和ADP，它能竞争性的结合于 Hsp90的N-末端ATP／ADP结合域，使超级陪伴装置循环“短 路”。
GA作为药物的优缺点 作为药物的优缺点
优点：
• GA特异的作用靶点与其它抗肿瘤药物不同，除抗 肿瘤活性外，低浓度的GA在体外就可以显著提高 顺铂、丝裂霉素C、阿霉素和阿糖胞苷的细胞毒性
应时，可以和那些由于环境刺激而使自身构象发 生改变的蛋白相互作用，保证蛋白进行适当的折 叠并防止蛋白非特异性聚集。
调节作用： 调节作用 Hsp90在细胞突变过程中是一个重要
的缓冲因子，推测它可能同样可以纠正突变蛋白 所发生的错误折叠。
Hsp90的生物学特性
目前所知它调控着40种左右蛋白的空间 结构和突变。 这些蛋白主要可以分为三类： • 甾体激素类受体； • 丝氨酸／苏氨酸或酪氨酸激酶； • 其它蛋白，比如突变型p53，端粒酶hTERT 亚基等。 所有这些蛋白都是细胞生理、生化变 化过程中的重要调控蛋白
存在的问题
但是在Hsp90的研究领域还有许多尚待深入的 问题，如Hsp90不同亚型的功能及其各自的受体蛋 白与肿瘤发生、发展的关系； Hsp90的构象、分布、 合成与细胞内肿瘤相关的信号通路之间的关系等。 目前已发现的Hsp90抑制剂存在来源有限， 毒副作用大、稳定性差等不足，因此寻找和开发 新型Hsp90抑制剂成为新的研究热点。
热休克蛋白-Hsp90 热休克蛋白
主讲人：李治国 李云萍 李彩霞 组 员：李乐 李慧娟 李燕星 刘超 刘大志
热休克蛋白
• 热休克蛋白(Heat Shock Protein，Hsp)是 1962年由遗传学家Ritossa发现的。这是一类 在生物进化过程中高度保守并广泛存在于原 核及真核生物中的蛋白质。 • 定义：热休克蛋白是生物受到环境中物理、 化学、生物、精神等刺激时发生应激反映而 合成的蛋白质。
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热休克蛋白的分类
• • • • • Hsp100家族(分子量约为100kDa) Hsp90家族(分子量约为83-90kDa) Hsp70家族(分子量约为66-78kDa) Hsp60家族(分子量约为60kDa) 小分子量Hsp家族(分子量约为12-43kDa)
Hsp90的生物学特性
维持信号传导蛋白功能： 维持信号传导蛋白功能：在细胞发生应激反
p53抑癌基因之一 抑癌基因之一
• p53的突变使其对细胞周期的抑制功能丧失 • 在大约 50％的人类肿瘤中发现p53基因的 突变，人类乳腺癌中 p53的突变率为15％ ～60％。
• Hsp90与突变型p53结合 • 突变的p53构象改变暴露出与Hsp90结合的 高亲和位点 • Hsp90使 p53突变体构象稳定，使p53突变 体不受蛋白酶降解，延长其半衰期，从而 p53突变体在胞内积聚并调控其功能 • 总之，使p53突变体对细胞周期无抑制作用
Hsp90与癌症 与癌症
Hsp90是一类非常重要的热休克蛋白影 响细胞凋亡、免疫作用及肿瘤发生在肿瘤细 胞中，Hsp90 呈现持续的高诱导表达，其 表达比正常细胞高 2 ～ 1 0倍。
Hsp90的催化循环 的催化循环
DNA损伤时，磷酸化的p53激活p21基因转录,p21 蛋白结合CDK后，阻止细胞分裂
Hsp90抑制剂的应用前景
Hsp90抑制剂具有抑制Hsp90活性，诱导其底物 蛋白降解，阻断细胞生长、增殖和信号传递等作用。 因此，Hsp90抑制剂在生物的生长发育、信号传递 和生物进化研究及抗癌药物开发等方面具有重要的 开发应用价值。 目前针对Hsp90活性的抑制剂的研究取得了令 人鼓舞的进展，其中一些药物表现出了良好的抗肿 瘤特性并具备较少毒副作用的特性，已经在多家研 究中心进入临床Ⅱ期试验阶段。
Hsp90应用前景及展望 应用前景及展望
Hsp90作为广泛存在于细胞内的一类高度保守 的分子伴侣，通过维持其受体蛋白的稳定与活性 而间接参与调控细胞内多条重要的信号转导通路 ，其独特的性质使其成为抗肿瘤治疗的良好分子 靶点。 对Hsp90及其受体蛋白的深入研究将有助于揭 示病理生理过程中的细胞生命活动，并对肿瘤及 增殖相关的疾病的防治提供新思路。