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研究领域:多肽类新药的结构设计修饰与改造

研究方法:色谱、核磁、质谱、荧光、晶体及生物技术。

往年毕业生国内就业于高校或研究机构,药品食品检验,国际药企研发机构等;与Monash大学联合培养硕博生

E-mail: yfcui@mail.ccnu.edu.cn

通过提高机体免疫力来对抗疾病可能是最理想的健康途径。而免疫系统内部形成了非常复杂的调控网络。细胞因子在网络的各个节点之间充当信使分子,控制着各种免疫细胞的分化增殖。例如IL-2 直接激活初始T细胞增殖分化为对于病原体具杀伤力的效应T细胞,IL-7招募天然杀伤细胞来消灭病原,IL-21对于清除慢性病毒感染必须;这些细胞因子以细胞表面受体进行刺激信号的传导,信号通路与代谢途径及氧还内稳态之间又有连接,共同调节机体健康。

本实验室探索上述细胞因子的信号传导的分子机理,并寻求控制其信号强度的方法。分子的结构变化会引起其活性的改变,比如IL-2及其受体的修饰分子与 CAR T结合使用实现了选择性调控T细胞 (Ref. 1) 。已知某一处特定氨基酸残基进行突变会引起相应的变构效应,我们以IL-2为例,对可能产生结构变化的区域进行预测,发现其结构变化区域与动态网络所及区域高度重合提出了预测结构变化区域的方法。据此,我们构建了IL-21的多种突变体实现了分子活性的提高 (Ref. 2)。IL-21增效性抗体可以使其活性增加我们仔细研究了这个机理发现其增效性起因于反应速率的提高,并基于中间体过渡态自由能降低 (Ref. 3, 下图)。目前我们对IL-7及其受体细胞内区域及跨膜区进行修饰,明显的变构效应有助于我们实现对信号的调控

受体与环境因素相互作用是信号网络调节的重要一环,我们发现受体与多种蛋白相互作用,这些作用的结果正在研究中。 针对信号网络中的代谢通路我们发展了一系列统计学方法发现几种肺癌治疗相关的标志物 (Ref. 4-7)。对信号网络中多个节点的调控有望实现对免疫能力的调控。

代表性成果

1. Xu S Cui Y 2017 国家发明专利:四种血液指纹标签指示肺癌的化疗效果

2. Mei L, …Cui Y. (2018) Site-Mutation of Hydrophobic Core Residues Synchronically Poise Super Interleukin 2 for Signaling: Identifying Distant Structural Effects through Affordable Computations, International Journal Of Molecular Sciences, in press

3. Xu S…Cui Y* (2017) Serum metabolic profile alteration reveals response to platinum-based combination chemotherapy for lung cancer: Sensitive patients distinguished from insensitive ones. Scientific Reports,7:1-11.

4. Xu S. …Cui Y. & Tang H. (2016) Tumor growth affects the metabonomic phenotypes of multiple mouse non-involved organs in an A549 lung cancer xenograft model, Scientific Report, 6:28057.

5. Li Y. ..Zhou Y. & Cui Y. (2014) NMR analysis of lung cancer metabonomics, Chemomt. Intell. Lab 135:192

6. Xu G… and Cui Y. * (2012) 1H and 13C NMR of pyrimidine derivatives, Magnet Res Chem 50: 646.

7. Cui Y. Tae H.S., and Casarotto M.G (2011) Cyclization of the Intrinsically Disordered alpha(1S) Dihydropyridine Receptor II-III Loop Enhances Secondary Structure J. Biol. Chem. 286 : 22589-99 .

8. Xu G…and Cui Y. * (2009) Conformational and dynamical simulation study of antibacterial peptide hedistin—heterogeneity of its helix-turn-helix motif. Biochim. Biophys. Acta 1788: 2497-2508.

主持科研项目

细胞因子IL-21增效型抗体增效机理的研究(2015-2018),国家自然科学基金

新型多肽抗生素的结构与功能的研究 (2005-2007),国家自然科学基金

另:教育部、湖北省、武汉市各级科研立项 共五项。