β淀粉样前体蛋白的电化学传感新方法与相关分子机制研究
批准号:
22074089
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
徐茂田
依托单位:
学科分类:
电分析化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐茂田
中文摘要
β淀粉样前体蛋白(APP)的代谢过程与淀粉样多肽(Aβ)的产生及阿尔茨海默病(AD)的发展有着密切的关联。因此开发有效的APP相关分子的检测方法,对AD发病机理的阐释及AD的诊断治疗至关重要,但目前此方面的研究还十分缺乏。本项目拟基于特异性生物偶联反应系统构建APP相关分子的新型电化学传感方法,并将其应用于APP相关分子生物学过程的考察及实际样品的检测,主要研究内容包括:①基于氨基酸特异性生物偶联反应构建APPβ分泌酶(BACE1)的比率型电化学检测方法;②基于磷酸及邻二醇基团的特异性识别反应构建APP多肽片段磷酸化及糖基化过程的检测方法;③根据构建的电化学传感体系,考察APP氨基酸突变及后修饰对BACE1酶切反应的影响;④通过实际样品的检测,探索与AD病理过程相关的APP分子机制及重要生物学参数。项目的执行将为AD的病理研究、诊断及药物开发提供有效的技术手段与理论参考。
英文摘要
The metabolic process of APP (β-amyloid precursor protein) is highly related to the generation Aβ (amyloid-β peptide) and the progress of AD (Alzheimer's disease). Thus, the development of effective sensing technique for monitoring APP relevant biomolecules is particularly important for elucidating the pathological mechanism of AD and also its diagnosis and treatment. However, the relevant studies have seldom been conducted up to now. In this project, we propose firstly to develope novel electrochemical sensing methodology aiming to APP, and then apply it to investigate the molecular biological process of APP as well as the real sample related to AD patient, which contains: (1) constructing ratiometric electrochemical sensor for BACE1 (β-site APP cleaving enzyme 1) based on the specific bioconjugation reaction for target amino acids; (2) establishing electrochemical sensor for the phosphorylation or glycosylation of APP fragment by exploiting the speccific reaction of phosphate group or vicinal diol; (3) investigating the relation between the amino acid mutation, phosphorylation, glycosylation of APP with the reaction behavior of BACE1 using the developed electrochemical sensors; (4) detecting the reactitities of BACE1, phosphorylase, and glycosylase in simulated and real samples and exploring the vital biological parameters and the molecular biology of APP correlated to AD. The implement of the project will provide the theoretical basis and technical support for studying the pathology of AD as well as diagnosis and treatment of AD.
针对阿尔茨海默病早期诊断及机理研究中,相关标志物的高效检测的迫切需求。本项目创新性地设计合成了多种功能有机小分子和纳米材料,并结合生物偶联反应、小分子特异性识别反应、纳米酶催化反应等策略,开发出了一系列具有超高灵敏度、高选择性的电化学传感器及其他分析方法。这些研究为早期阿尔茨海默病相关标志物和生物分子的检测提供了有效的手段。项目的主要研究内容如下:.提出了一种检测β分泌酶(BACE1) 的新型信号增强型的电化学传感器。首先设计合成了具有特异性识别功能的电活性二茂铁探针(Fc-Probe)。利用Fc-Probe上的醛基与切割后肽链N末端氨基之间的高选择性生物偶联反应,从而可避免来自其他氨基酸残基或蛋白质的干扰。并产生与 BACE1 浓度成正比的增强型的电化学信号。这一方法不仅操作简便,而且具有优异的特异性和准确性。基于酪氨酸残基间的生物偶联反应,构建了另一种BACE1超灵敏检测的电化学方法。基于自组装多功能探针,还实现了BACE1的电化学发光和电化学双模式检测。.基于电化学和电化学发光技术,建立了三种β淀粉样蛋白(Aβ)检测的新方法。构建了基于金纳米粒子修饰的垂直石墨烯/碳布电极的传感器,结合聚胸腺嘧啶模板的铜纳米粒子作为信号探针,实现了对Aβ寡聚体的超灵敏检测。采用双重信号放大策略,开发了金纳米粒子修饰碳化钛MXene基底的电化学传感器,结合共价有机框架材料作为探针,成功检测了Aβ寡聚体。制备了一种基于苯硼酸的共价有机框架材料,并将其用于了糖基化Aβ蛋白的特异性检测。.功能有机小分子电活性探针具有设计灵活、性能易于调控、反应选择性高等特点,在电化学传感器的构建中具有重要潜力。在本研究中我们设计合成了四种特异性的电化学探针,并将其用于比率型电化学传感器的构建,实现了对半乳糖苷酶、丁酰胆碱酯酶、碱性磷酸酶、羟基自由基的高效检测。此外本项目研究还开发了一系列新型电化学、光电化学、电化学发光、荧光等传感新方法,实现了多种离子及生物分子的检测。
金属硫蛋白对金属离子诱导β淀粉样蛋白神经细胞毒性的抑制作用研究
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批准号:21475084
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2014
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负责人:徐茂田
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依托单位:
SECM-AFM联用可视化研究磁性氧化铁纳米颗粒与Aβ的相互作用
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批准号:21175091
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2011
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负责人:徐茂田
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依托单位:
β-淀粉样蛋白与金属离子及药物作用过程的快速原位分析研究
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批准号:20775047
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2007
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负责人:徐茂田
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依托单位:
国内基金
海外基金