高等学校化学学报 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (5): 892-900.doi: 10.7503/cjcu20190673
• 庆祝《高等学校化学学报》复刊40周年专栏 • 上一篇 下一篇
收稿日期:
2019-12-16
出版日期:
2020-05-10
发布日期:
2020-03-19
通讯作者:
李娟
E-mail:lijuan@fzu.edu.cn
基金资助:
LI Jingying1,2,CHEN Chen1,2,LI Juan1,*(),YANG Huanghao1
Received:
2019-12-16
Online:
2020-05-10
Published:
2020-03-19
Contact:
Juan LI
E-mail:lijuan@fzu.edu.cn
Supported by:
摘要:
从利用物理刺激和生物大分子诱导两个方面综述了人工调控细胞表面受体聚集状态的策略. 前者是利用相应的纳米材料在光、 磁场、 温度等物理刺激作用下实现人工调控受体聚集; 后者则利用包括蛋白/多肽类分子、 核酸在内的生物分子的自组装对其靶向识别的受体进行人工调控. 系统介绍了相关研究领域取得的最新进展, 并阐述和展望了该领域现存的挑战和发展方向.
中图分类号:
李婧影, 陈琛, 李娟, 杨黄浩. 人工调控细胞表面受体聚集状态及功能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(5): 892-900.
LI Jingying, CHEN Chen, LI Juan, YANG Huanghao. Artificial Regulation of Receptor Clustering and Function on Cell Surface [J]. Chemical Journal of Chinese Universities, 2020, 41(5): 892-900.
Fig.2 Chemical structure of PCGlue-NBD and schematic illustration of the mechanistic role of PCGlue-NBD for turning off and on Met dimerization caused by the interaction between Met and its ligand HGF(A)[23], schematic representation of nano-aAPC synthesis by coupling MHC-Ig dimers and co-stimulatory anti-CD28 to iron-dextran nanoparticles(B)[31] (A) Copyright 2019, American Chemical Society; (B) Copyright 2014, American Chemical Society.
Fig.3 Schematic representation of DNA-based HGF mimetic(A)[49] and FGFR activation induced by FGF(left) or designed aptamer assemblies(right)(B)[50], DRIPaR for inducing thrombin-dependent Met activation, and their influences in the p-Met expression level in A549 cells(C)[51], histidine or Zn2+ DNAzyme-based D-CID of Met activation(D)[52] (A) Copyright 2016, John Wiley and Sons; (B) Copyright 2019, Royal Society of Chemistry; (C) Copyright 2017, American Chemical Society; (D) Copyright 2018, John Wiley and Sons.
Fig.4 Schematic representation of logic-based aptamer-controlled receptor assembly for modulation of cellular signal transduction(A)[53] and photo-controlled DNA assembly approach for the receptor dimerization and signaling activation(B)[54], BAAP strategy to selectively regulate Met receptor function and downstream signaling pathways(C)[56] (A) Copyright 2019, John Wiley and Sons; (B) Copyright 2018, John Wiley and Sons; (C) Copyright 2019, American Chemical Society.
[1] | Bradshaw R. A., Dennis E. A., Handbook of Cell Signaling, Academic Press, Salt Lake City, 2009, 1—384 |
[2] | Allen S. J., Crown S. E., Handel T. M., Annu. Rev. Immunol., 2007,25(1), 787—820 |
[3] |
Campbell I. D., Humphries M. J., Cold Spring Harb. Perspect. Biol., 2011,3(3), a004994
doi: 10.1101/cshperspect.a004994 URL pmid: 21421922 |
[4] | Noriega-Guerra H., Freitas V. M., Int. J. Mol. Sci., 2018,19(11), 3300 |
[5] |
Garcia-Parajo M. F., Cambi A., Torreno-Pina J. A., Thompson N., Jacobson K., J. Cell Sci., 2014,127(23), 4995—5005
doi: 10.1242/jcs.146340 URL pmid: 25453114 |
[6] |
Heldin C. H., Cell, 1995,80(2), 213—223
doi: 10.1016/0092-8674(95)90404-2 URL pmid: 7834741 |
[7] |
Zhang K., Gao H., Deng R., Li J., Angew. Chem. Int. Ed., 2019,58(15), 4790—4799
doi: 10.1002/anie.201809006 URL pmid: 30328227 |
[8] |
Taylor M. J., Husain K., Gartner Z. J., Mayor S., Vale R. D., Cell, 2017,169(1), 108—119
doi: 10.1016/j.cell.2017.03.006 URL pmid: 28340336 |
[9] |
Kanchanawong P., Shtengel G., Pasapera A. M., Ramko E. B., Davidson M. W., Hess H. F., Waterman C. M., Nature, 2010,468(7323), 580—584
doi: 10.1038/nature09621 URL pmid: 21107430 |
[10] |
Iwamoto D. V., Calderwood D. A., Curr. Opin. Cell Biol., 2015,36, 41—47
doi: 10.1016/j.ceb.2015.06.009 URL pmid: 26189062 |
[11] |
Jorissen R. N., Walker F., Pouliot N., Garrett T. P. J., Ward C. W., Burgess A. W., Exp. Cell Res., 2003,284(1), 31—53
doi: 10.1016/s0014-4827(02)00098-8 URL pmid: 12648464 |
[12] |
Hartwell B. L., Martinez-Becerra F. J., Chen J., Shinogle H., Sarnowski M., Moore D. S., Berkland C., Biomacromolecules, 2016,17(3), 710—722
doi: 10.1021/acs.biomac.5b01097 URL pmid: 26771518 |
[13] |
Singh S. S., Jois S. D., Adv. Protein Chem. Struct. Biol., 2018,111, 1—59
doi: 10.1016/bs.apcsb.2017.08.003 URL pmid: 29459028 |
[14] |
Di Liberto V., Mudo G., Belluardo N ., Neuropharmacology, 2019,152, 67—77
doi: 10.1016/j.neuropharm.2018.11.018 URL pmid: 30445101 |
[15] |
Fribourg M., Moreno J. L., Holloway T., Provasi D., Baki L., Mahajan R., Park G., Adney S. K., Hatcher C., Eltit J. M., Ruta J. D., Albizu L., Li Z., Umali A., Shim J., Fabiato A., MacKerell A. D. Jr., Brezina V., Sealfon S. C., Filizola M., Gonzalez-Maeso J., Logothetis D. E., Cell, 2011,147(5), 1011—1023
doi: 10.1016/j.cell.2011.09.055 URL pmid: 22118459 |
[16] |
Voss S., Klewer L., Wu Y. W., Curr. Opin. Chem. Biol., 2015,28, 194—201
doi: 10.1016/j.cbpa.2015.09.003 URL pmid: 26431673 |
[17] |
Goglia A. G., Toettcher J. E., Curr. Opin. Chem. Biol., 2019,48, 106—113
doi: 10.1016/j.cbpa.2018.11.010 URL pmid: 30529586 |
[18] |
Liu Q., Tucker C. L., Curr. Opin. Chem. Biol., 2017,40, 17—23
doi: 10.1016/j.cbpa.2017.05.001 URL pmid: 28527343 |
[19] |
Beyer H. M., Naumann S., Weber W., Radziwill G., Biotechnol. J., 2015,10(2), 273—283
doi: 10.1002/biot.201400077 URL pmid: 25216399 |
[20] |
Kim K. S., Seeley R. J., Sandoval D. A., Nat. Rev. Neurosci., 2018,19(4), 185—196
doi: 10.1038/nrn.2018.8 URL pmid: 29467468 |
[21] |
Becnel J., Johnson O., Majeed Z. R., Tran V., Yu B., Roth B. L., Cooper R. L., Kerut E. K., Nichols C. D., Cell Rep., 2013,4(5), 1049—1059
doi: 10.1016/j.celrep.2013.08.003 URL pmid: 24012754 |
[22] |
Li W., Yan Z., Ren J., Qu X., Chem. Soc. Rev, 2018,47(23), 8639—8684
doi: 10.1039/c8cs00053k URL pmid: 30283962 |
[23] |
Mogaki R., Okuro K., Ueki R., Sando S., Aida T ., J. Am. Chem. Soc., 2019,141(20), 8035—8040
doi: 10.1021/jacs.9b02427 URL pmid: 30977371 |
[24] |
Mogaki R., Okuro K., Aida T ., J. Am. Chem. Soc., 2017,139(29), 10072—10078
doi: 10.1021/jacs.7b05151 URL pmid: 28675032 |
[25] |
Okuro K., Sasaki M., Aida T ., J. Am. Chem. Soc., 2016,138(17), 5527—5530
doi: 10.1021/jacs.6b02664 URL pmid: 27087468 |
[26] |
Yan Z., Qin H., Ren J., Qu X., Angew. Chem. Int. Ed., 2018,57(35), 11182—11187
doi: 10.1002/anie.201803939 URL pmid: 30035841 |
[27] |
Liu Z., Liu Y., Chang Y., Seyf H. R., Henry A., Mattheyses A. L., Yehl K., Zhang Y., Huang Z., Salaita K., Nat. Methods, 2016,13(2), 143—146
doi: 10.1038/nmeth.3689 URL pmid: 26657558 |
[28] |
Sniadecki N. J., Endocrinology, 2010,151(2), 451—457
doi: 10.1210/en.2009-0932 URL pmid: 20016028 |
[29] |
Mannix R. J., Kumar S., Cassiola F., Montoya-Zavala M., Feinstein E., Prentiss M., Ingber D. E., Nat. Nanotechnol., 2008,3(1), 36—40
doi: 10.1038/nnano.2007.418 URL pmid: 18654448 |
[30] |
Seo D., Southard K. M., Kim J., Lee H. J., Farlow J., Lee J., Litt D. B., Haas T., Alivisatos A. P., Cheon J., Gartner Z. J., Jun Y., Cell, 2016,165(6), 1507—1518
doi: 10.1016/j.cell.2016.04.045 URL pmid: 27180907 |
[31] |
Perica K., Tu A., Richter A., Bieler J. G., Edidin M., Schneck J. P., ACS Nano, 2014,8(3), 2252—2260
doi: 10.1021/nn405520d URL pmid: 24564881 |
[32] |
Cho M. H., Lee E. J., Son M., Lee J. H., Yoo D., Kim J. W., Park S. W., Shin J. S., Cheon J., Nat. Mater., 2012,11(12), 1038—1043
doi: 10.1038/nmat3430 URL pmid: 23042417 |
[33] |
Karimi M., Ghasemi A., Sahandi Zangabad P., Rahighi R., Moosavi Basri S. M., Mirshekari H., Amiri M., Shafaei Pishabad Z., Aslani A., Bozorgomid M., Ghosh D., Beyzavi A., Vaseghi A., Aref A. R., Haghani L., Bahrami S., Hamblin M. R., Chem. Soc. Rev., 2016,45(5), 1457—1501
doi: 10.1039/c5cs00798d URL pmid: 26776487 |
[34] | Qiao S., Wang H., Nano Res., 2018,11(10), 5400—5423 |
[35] |
Qiao S. L., Wang Y., Lin Y. X., An H. W., Ma Y., Li L. L., Wang L., Wang H., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016,8(27), 17016—17022
doi: 10.1021/acsami.6b04580 URL pmid: 27348260 |
[36] |
Wu S., Bellve K. D., Fogarty K. E., Melikian H. E., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2015,112(50), 15480—15485
doi: 10.1073/pnas.1512957112 URL pmid: 26621748 |
[37] |
Fan J., Wang H. H., Xie S., Wang M., Nie Z., ChemBioChem, 2020,21(3), 282—293
doi: 10.1002/cbic.201900315 URL pmid: 31364788 |
[38] |
Li J., Mo L., Lu C. H., Fu T., Yang H. H., Tan W., Chem. Soc. Rev., 2016,45(5), 1410—1431
doi: 10.1039/c5cs00586h URL pmid: 26758955 |
[39] |
Wang L., Li W., Sun J., Zhang S. Y., Yang S., Li J., Li J., Yang H. H., Anal. Chem., 2018,90(24), 14433—14438
doi: 10.1021/acs.analchem.8b04015 URL pmid: 30444610 |
[40] |
Li J., Liu S., Sun L., Li W., Zhang S. Y., Yang S., Li J., Yang H. H., J. Am. Chem. Soc., 2018,140(48), 16589—16595
doi: 10.1021/jacs.8b08442 URL pmid: 30407002 |
[41] |
Liang H., Chen S., Li P., Wang L., Li J., Li J., Yang H. H., Tan W., J. Am. Chem. Soc., 2018,140(12), 4186—4190
doi: 10.1021/jacs.7b11311 URL pmid: 29522674 |
[42] |
Wu S., Li J., Liang H., Wang L., Chen X., Jin G., Xu X., Yang H. H., Sci. China Chem., 2016,60(5), 628—634
doi: 10.1007/s11426-016-0351-5 URL |
[43] |
Zhou J., Rossi J., Nat. Rev. Drug Discov., 2017,16(3), 181—202
doi: 10.1038/nrd.2016.199 URL pmid: 27807347 |
[44] |
McNamara J. O., Kolonias D., Pastor F., Mittler R. S., Chen L., Giangrande P. H., Sullenger B., Gilboa E., J. Clin. Invest., 2008,118(1), 376—386
doi: 10.1172/JCI33365 URL pmid: 18060045 |
[45] |
Parekh P., Kamble S., Zhao N., Zeng Z., Portier B. P., Zu Y., Biomaterials, 2013,34(35), 8909—8917
doi: 10.1016/j.biomaterials.2013.07.099 URL pmid: 23968853 |
[46] |
Dollins C. M., Nair S., Boczkowski D., Lee J., Layzer J. M., Gilboa E., Sullenger B. A., Chem. Biol., 2008,15(7), 675—682
doi: 10.1016/j.chembiol.2008.05.016 URL pmid: 18635004 |
[47] |
Pratico E. D., Sullenger B. A., Nair S. K., Nucleic Acid Ther., 2013,23(1), 35—43
doi: 10.1089/nat.2012.0388 URL pmid: 23113766 |
[48] |
Ramaswamy V., Monsalve A., Sautina L., Segal M. S., Dobson J., Allen J. B., Nucleic Acid Ther., 2015,25(5), 227—234
doi: 10.1089/nat.2014.0519 URL pmid: 26125598 |
[49] |
Ueki R., Ueki A., Kanda N., Sando S., Angew. Chem. Int. Ed., 2016,55(2), 579—582
doi: 10.1002/anie.201508572 URL pmid: 26592704 |
[50] |
Ueki R., Atsuta S., Ueki A., Hoshiyama J., Li J., Hayashi Y., Sando S., Chem. Commun, 2019,55(18), 2672—2675
doi: 10.1039/c8cc08080a URL pmid: 30746545 |
[51] |
Ueki R., Atsuta S., Ueki A., Sando S ., J. Am. Chem. Soc., 2017,139(19), 6554—6557
doi: 10.1021/jacs.7b02411 URL pmid: 28459560 |
[52] |
Li H., Wang M., Shi T., Yang S., Zhang J., Wang H. H., Nie Z., Angew. Chem. Int. Ed., 2018,57(32), 10226—10230
doi: 10.1002/anie.201806155 URL pmid: 29944203 |
[53] |
Chen S., Xu Z., Yang W., Lin X., Li J., Li J., Yang H., Angew. Chem. Int. Ed., 2019,58(50), 18186—18190
doi: 10.1002/anie.201908971 URL pmid: 31595614 |
[54] |
Chen S., Li J., Liang H., Lin X. H., Li J., Yang H. H., Chem. Eur. J., 2018,24(60), 15988—15992
doi: 10.1002/chem.201803868 URL pmid: 30155946 |
[55] |
Wang M., He F., Li H., Yang S. H., Zhang J. H., Ghosh P., Wang H. H., Nie Z., Nano Lett., 2019,19(4), 2603—2613
doi: 10.1021/acs.nanolett.9b00421 URL pmid: 30907088 |
[56] |
Wang L., Liang H., Sun J., Liu Y., Li J., Li J., Li J., Yang H ., J. Am. Chem. Soc., 2019,141(32), 12673—12681
doi: 10.1021/jacs.9b05123 URL pmid: 31381313 |
[57] |
Shaw A., Lundin V., Petrova E., Fordos F., Benson E., Al-Amin A., Herland A., Blokzijl A., Hogberg B., Teixeira A. I., Nat. Methods, 2014,11(8), 841—846
doi: 10.1038/nmeth.3025 URL pmid: 24997862 |
[58] |
Zhang K., Deng R., Sun Y., Zhang L., Li J., Chem. Sci, 2017,8(10), 7098—7105
doi: 10.1039/c7sc02489d URL pmid: 29147539 |
[59] |
Ralff M. D., El-Deiry W. S., Expert Rev. Precis. Med. Drug Dev., 2018,3(3), 197—204
doi: 10.1080/23808993.2018.1476062 URL pmid: 30740527 |
[60] |
Graves J. D., Kordich J. J., Huang T. H., Piasecki J., Bush T. L., Sullivan T., Foltz I. N., Chang W., Douangpanya H., Dang T., O’Neill J. W., Mallari R., Zhao X., Branstetter D. G., Rossi J. M., Long A. M., Huang X., Holland P. M., Cancer Cell, 2014,26(2), 177—189
doi: 10.1016/j.ccr.2014.04.028 URL pmid: 25043603 |
[61] |
Gilbreth R. N., Novarra S., Wetzel L., Florinas S., Cabral H., Kataoka K., Rios-Doria J., Christie R. J., Baca M., J. Controlled Release, 2016,234, 104—114
doi: 10.1016/j.jconrel.2016.05.041 URL pmid: 27212104 |
[62] |
Wu H ., Cell, 2013,153(2), 287—292
doi: 10.1016/j.cell.2013.03.013 URL pmid: 23582320 |
[63] |
De Miguel D., Lemke J., Anel A., Walczak H., Martinez-Lostao L., Cell Death Differ., 2016,23(5), 733—747
doi: 10.1038/cdd.2015.174 URL pmid: 26943322 |
[64] |
De Miguel D., Gallego-Lleyda A., Anel A., Martinez-Lostao L., Leukemia Res., 2015,39(6), 657—666
doi: 10.1016/j.leukres.2015.03.019 URL pmid: 25882551 |
[65] |
Valldorf B., Fittler H., Deweid L., Ebenig A., Dickgiesser S., Sellmann C., Becker J., Zielonka S., Empting M., Avrutina O., Kolmar H., Angew. Chem. Int. Ed., 2016,55(16), 5085—5089
doi: 10.1002/anie.201511894 URL pmid: 26991930 |
[66] |
Angell Y. M., Bhandari A., Francisco M. N. D., Frederick B. T., Green J. M., Leu K., Leuther K., Sana R., Schatz P. J., Whitehorn E. A., Wright K., Holmes C. P., Discovery and Optimization of a TRAIL R2 Agonist for Cancer Therapy. In Peptides for Youth, Springer, New York, 2009, 101—103
doi: 10.1007/978-0-387-73657-0_45 URL pmid: 19400112 |
[67] |
Schneider H., Yanakieva D., Macarron A., Deweid L., Becker B., Englert S., Avrutina O., Kolmar H ., ChemBioChem, 2019,20(24), 3006—3012
doi: 10.1002/cbic.201900251 URL pmid: 31206933 |
[68] |
Ng S., Galipeau J., Stem Cells Transl. Med., 2015,4(1), 66—73
doi: 10.5966/sctm.2014-0145 URL pmid: 25391644 |
[69] |
Passioura T., Suga H., Chem. Commun, 2017,53(12), 1931—1940
doi: 10.1039/c6cc06951g URL pmid: 28091672 |
[70] |
Ito K., Sakai K., Suzuki Y., Ozawa N., Hatta T., Natsume T., Matsumoto K., Suga H., Nat. Commun, 2015,6, 6373
doi: 10.1038/ncomms7373 URL pmid: 25758345 |
[71] | Miao W., Sakai K., Imamura R., Ito K., Suga H., Sakuma T., Yamamoto T., Matsumoto K., Int. J. Mol. Sci., 2018,19(10), 3141 |
[72] |
Hipolito C. J., Bashiruddin N. K., Suga H., Curr. Opin. Struct. Biol., 2014,26, 24—31
doi: 10.1016/j.sbi.2014.03.001 URL pmid: 24681557 |
[1] | 王晓如,张娜,邢钧. 基于多齿功能单体的三聚氰胺印迹材料的制备及应用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1521-1530. |
[2] | 黄云帅, 杨霓, 吴泽宏, 吴思. 利用光响应钌配合物的动态配位键调控表面功能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(6): 1174-1178. |
[3] | 方明亮,刘东,胡美韶,王雷. 高支化梳型聚芳醚砜/咪唑鎓盐功能化氧化石墨烯阴离子交换复合膜的制备与性能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(2): 365-374. |
[4] | 王鹏程, 单梁, 范勇, 王莉, 徐家宁, 吴淑杰. MIL-53系列金属有机骨架化合物的合成及在Strecker反应中的催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(8): 1655-1661. |
[5] | 任小蕊, 刘超, 李欢欢, 杨景帅, 何荣桓. 硅氧烷交联的咪唑基团功能化聚苯醚/聚四氟乙烯耐高温质子交换膜[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(5): 1089-1095. |
[6] | 李宇杰,刘勇,赵奇志,郑春满. 石墨负极表面聚合物功能保护膜对锂离子电池存储寿命的提升[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(12): 2542-2548. |
[7] | 甘思平, 李国华, 翟佳欣, 张雪明, 朱萌萌, 胡恩言, 张晓蕊, 张静茹. 氮化硼纳米片负载Pd(OAc)2催化剂的制备及催化微波辅助Heck反应[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(11): 2314-2321. |
[8] | 马前,吴晓慧,俞麟,丁建东. 可X射线显影的新型碘代聚碳酸酯的设计与合成[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(10): 2233-2240. |
[9] | 管明明, 陈佳, 唐韶坤. 新型双功能交联型阴离子交换膜的制备与性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(9): 2054-2061. |
[10] | 李元, 王婷婷, 李梅, 程寒. 碳纤维微电极表面负载含氧官能团及PDDA-纳米金粒子用于神经递质多巴胺的检测[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(8): 1656-1661. |
[11] | 李传松, 杜燕燕, 薛虚智, 项宪政, 李久盛, 任天辉. IZM-2分子筛的制备及对长链烷烃加氢异构的催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(4): 729-734. |
[12] | 冯东阳, 郭迪, 刘晓霞. 碳布功能化处理及纳米二氧化锰的电化学沉积[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(10): 2280-2288. |
[13] | 王莉, 李智, 沈晓琴, 马楠. 利用DNA三维纳米结构对量子点功能化的有序调控[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(1): 32-40. |
[14] | 陈晨, 李丽, 陈金华, 张小华, 许杰, 李益波, 韦杰. Pt-CeO2/聚苯乙烯磺酸盐功能化碳纳米管复合物的制备及对甲醇的电催化氧化性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(1): 157-165. |
[15] | 于泽, 高鹤, 郑恺, 梁大鑫, 刘志明, 庞广生, 方振兴. 纳米氧化锰表面功能化木材的制备及性质[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(9): 1518-1523. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||