多糖构效关系研究是药理研究领域的难点。虽然目前已经确认TLR4是多糖发挥免疫调节等功能的作用受体之一,但是多糖能被TLR4所识别的主要单糖物质类型仍未确定,我们通过文献调研发现,葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖和半乳糖(醛酸)这几种单糖可能是被识别的主要单糖类型。本研究拟采用生物膜干涉和单细胞作用力波谱这两种新的实验技术,一方面,我们挑选了这五种单糖中三种未曾报道的聚合物,即鼠李聚糖、阿拉伯聚糖和半乳糖醛酸聚合物CA4-3,另一方面还选择了这几种单糖以外的其它单糖聚合物,即木聚糖、果聚糖和岩藻聚糖,来观察它们是否能与TLR4直接结合,进而比较它们与TLR4结合力的大小,最后通过观察它们是否有拮抗或促进LPS诱导TNF-alpha和IL-1beta的分泌作用来考察其活性特点。该课题的实施,不但可以基本明确TLR4不同多糖配体的结合力强弱次序及单糖组成特点,而且将有助于提高TLR4多糖药物的研发效率。
Toll like receptor 4;monosaccharide;polysaccharides;;
多糖构效关系研究是药理乃至生物物里研究领域的难点和热点。虽然目前已经确认TLR4是多糖发挥免疫调节等功能的作用受体之一,但是多糖是否和TLR4存在直接相互作用,相互作用的动力学特点,以及多糖能被TLR4所识别的基本结构特点仍未确定。我们通过文献实验结果汇集发现,葡萄糖、半乳糖和甘露糖这几种单糖可能是被TLR4识别的主要单糖类型。并且发现不是所有的糖苷键类别都能被TLR4所识别。虽然TLR4所能识别的多糖配体分子量范围广泛,但TLR4识别的分子量主要集中在10-200 kDa范围内。此外,我们通过生物膜干涉的实验技术,一方面我们验证了阳性试剂LPS与TLR4间存在直接的相互作用及,并发现了其快速解离得动力学特点,另一方面还选择了多种多糖来观察它们是否能与TLR4直接结合。我们发现了3种新的多糖能够与TLR4发生直接结合,并测定了它们的结合及解离动力学曲线。同时我们进一步确证了由半乳糖、鼠李糖和阿拉伯糖组成的枸杞多糖LBPF4可通过激活TLR4信号通路而增强免疫反应。在上述实验数据的基础上,我们进一步提出了多糖-TLR4/MD-2相互作用模型,并指出具有分支结构的支链多糖和具有高级结构的线性多糖可能是TLR4识别的主要多糖类别。