更新时间:2023-03-24 11:07
1988年Tonks等首次在人的胎盘细胞中分离和纯化了第一个37kDa的蛋白酪氨酸磷酸酶1B(ProteinTyrosine Phosphatase-1B,PTP-1B)。
1988年Tonks等首次在人的胎盘细胞中分离和纯化了第一个37kDa的蛋白酪氨酸磷酸酶1B(ProteinTyrosine Phosphatase-1B,PTP-1B)。
PTP-1B含有一段240个氨基酸残基所组成的催化域,其中71个氨基酸残基是高度保守的,催化活性中心是由11个氨基酸残基所组成的序列,即(I/V)HCXAGXXR(S/T)G,其中半胱氨酸残基(Cys215)和精氨酸残基(Ary221)对PTP-1B酶的活性起着至关重要的作用,若被取代将使酶丧失催化活性。
PTP-1B属于蛋白质酪氨酸磷酸酶家族,与蛋白酪氨酸激酶(ProteinTyrosineKinases,PTK)共同维持着酪氨酸蛋白磷酸化的平衡,参与细胞的信号转导,调节细胞的生长、分化、代谢、基因转录和免疫应答等。
参与胰岛素信号转导
1990年Cicirelli等首次提出PTP-1B与胰岛素信号转导有关,向爪蟾卵母细胞中注射微量的PTP-1B后,阻碍了胰岛素对S6肽的磷酸化,并延迟了胰岛素促进卵母细胞的成熟作用。这项具有里程碑标志的研究揭示出了PTP-1B在胰岛素信号转导中的负调节作用。PTP1B专一水解芳香族磷酸,如磷酸化酪氨酸(phosphotyrosyl,pTyr)残基上磷酸根的酶,通过对胰岛素受体或其底物上的酪氨酸残基去磷酸化作用,对胰岛素信号转导进行负调节,组织细胞中PTP-1B过表达都会降低PTK的活性,使胰岛素受体无法与胰岛素结合,进而引起胰岛素抵抗,最终导致2型糖尿病。
Elchebly等利用基因敲除技术,对PTP-1B敲除的小鼠进行胰岛素耐受性和敏感性的研究,明确了PTP-1B与2型糖尿病和肥胖症疾病之间的关系。研究发现,在PTP-1B敲除小鼠的骨骼肌和肝脏中,胰岛素受体的自身磷酸化增加,对胰岛素的敏感性提高,并能抵抗体重的增加。该研究明确了PTP-1B是治疗2型糖尿病和肥胖症的靶点,说明PTP-1B抑制剂通过提高胰岛素的敏感性,可有效治疗2型糖尿病和肥胖症。
参与干细胞分化
捷克马萨利克大学医学院科学家在《细胞 干细胞》上载文认为,PTP-1B与一些重要的细胞过程有关,PTP-1B与此前认为对干细胞分化有关的两种分子一样,参与决定干细胞的分化方向,并可能是关键的一种分子。在胚胎发育初期干细胞分化过程中,PTP-1B活跃的地方,干细胞将发育为内脏器官,活性低的地方,干细胞将发育为神经细胞。
在胃癌细胞中的表达
(1)PTP1B在胃癌组织和细胞中均过度表达。在胃癌组织中,PTP1B的表达与胃癌的TNM分期有明显的相关性;(2)PTP1B在胃癌中的表达有促进胃癌细胞的增殖和肿瘤发展的作用;(3)PTP1B在胃癌中的作用可能与Akt、Erkl/2、FAK蛋白的磷酸化水平和Src活性的改变有关;(4)cDNA微阵列分析筛选出的与PTP1B功能相关的基因将有助于进一步研究PTP1B在胃癌中的作用机制。
以5 mmol/L 对硝基苯磷酸二钠(pNPP)为反应底物, 在0.01 mol/L NaAc-HAc pH5.0, 1 mmol/L EDTA钠盐体系中, 加入不同量的PTP1Bc蛋白, 37°C反应10 min, 加 0.2 mol/L NaOH终止反应, 用分光光度计测A405。同时做含PTP1B抑制剂的对照实验, 即各反应体系中均加入终浓度为1.2 μmol/L 的活性的过氧钒配合物 K[VO(O2)2(phen)]·3H2O。
PTP1B抗体提供:BioVision提供的PTP1B抗体产品为100 ug 无色溶液,其浓度为0.25 mg/ml,溶解于包含有0.09% (W/V) 叠氮钠的PBS缓冲液中。请将该PTP1B抗体产品置于-20 ℃冷冻保存,建议分装使用以避免反复冻融。
PTP-1B催化功能域中半胱氨酸的巯基对酶的活性至关重要,它需保持还原状态,任何使其氧化的化合物都会导致酶失去活性。Xie等[7]认为PTP-1B抑制剂可通过削弱PTP-1B对胰岛素受体的去磷酸化作用,提高胰岛素受体及其底物-1的磷酸化水平,起到类胰岛素和胰岛素增敏的作用。
钒酸盐和过氧钒类化合物:钒酸根和磷酸根具有相似结构,可以替代PTPase 作用底物, 抑制与胰岛素转导相关的PTPase活性、激活参与胰岛素信号转导的酪氨酸激酶。钒酸盐(Na3VO4等)可逆的竞争性抑制(可逆氧化作用)PTP-1B,当把乙二胺四乙酸加入到酶中,钒酸盐对PTP-1B 抑制作用将得到逆转。
过氧钒通过不可逆氧化PTPase 活性中心Cys的巯基起不可逆抑制作用,过氧钒降血糖的作用机制是通过抑制与胰岛素信号转导相关的PTPase 而激活胰岛素受体激酶。
磷酸酯类似物:双- 芳基二氟膦酸盐(bis -aryldifluorophosphonate) 对PTP-1B 具有很高的选择性和抑制作用,IC50为40—50μmol·L-1,且含两个膦酸酯的抑制力强,这是因为第二个膦酸盐可以与PTP-1B 的第二个非催化磷酸酪氨酸位点结合。因此,如果将结合PTP-1B 活性位点和与其相邻非催化域的第二位点组合起来,就可研制出高选择和高亲和力的PTP-1B 抑制剂。含二氟亚甲基磷酸(difluoromethylenephosphonic acid,DFMP)化合物a是已知高亲和性非PTP-1B 抑制剂。Hussain 等用二氟亚甲基磺酸(DFMS)取代DFMP 得到化合物b,合成了非氟化亚甲基磺酸化合物c,以及末端用二氟亚甲基磺酸基团取代的衍生物d 和e。化合物a,b,c,d,e 抑制PTP-1B 的IC50分别为0.006,13,19,0.030,6.0μmol·L-1。结果发现,氟对含DFMS 的抑制剂影响很小,而DFMP 与DFMS 对PTP-1B 抑制活性有很大差别。
通过对三肽进行拟肽修饰得到苯并噻唑苯并咪唑(S)-IZD 衍生物(Sparks 等);具有选择性的小分子非肽非膦酸脂hPTP-1B 抑制剂(Wrobel 等);一些八肽胆囊收缩素(cholecystokinin 8,CCK-8)类似物(Bleasdale 等)可有效抑制PTP-1B 。
瘦素受体信号转导的主要途径是JAK-STAT途径。瘦素受体本身无酪氨酸激酶活性,但可与JAK酪氨酸激酶偶联。PTP1B可使瘦素受体相关激酶JAK2去磷酸化失活,导致瘦素受体不能对瘦素产生应答,从而引起瘦素抵抗。
PTP1B特异性抑制剂增敏瘦素的作用是近年来减肥药研制领域的热点。据报道,Vanadate是一种非特异性PTP1B抑制剂,而Formylchromone对PTP1B则有强效抑制作用(EC50为73微摩尔/升)。有研究者对其衍生物进行了筛选,其中得到活性最强的化合物抑制PTP1B的EC50为4.3微摩尔/升。