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1、 国家自然科学基金申请书申请代码：B0608受理部门： 收件日期：受理编号：第 22 页 版本1.019.057国家自然科学基金申 请 书您现在不能检查保护文档或打印文档，请根据以下三个步骤操作： 1)如果您是Word2000或以上版本用户，请把Word宏的安全性设为:中 方法: Word菜单-工具-宏-安全性-安全级,设置为中 (如果您是Word97用户，继续执行以下步骤) 2)关闭本文档，重新打开本文档 3)点击启用宏按钮，即可开始填写本文档或打印了资助类别：面上项目亚类说明：自由申请项目附注说明： 项目名称：甘薯sporamin胰蛋白酶抑制剂活性影响机制及其抗肿瘤作用的研究申 请 者：木
2、泰华 电话： 6281-5541 依托单位：中国农业科学院农产品加工研究所 通讯地址：北京市海淀区圆明园西路2号 邮政编码：100094 单位电话：62815952 电子邮件： 申报日期： 2007年3月26日国家自然科学基金委员会基本信息u9YvjoVz0PA申 请 者 信 息姓名性别男出生年月1964年3月民族纳西族学位博士职称研究员主要研究领域食品生物化学 电话6281-5541 电子邮件 传真6281-5541 个人网页 工作单位中国农业科学院农产品加工研究所 /食品科学研究中心在研项目批准号 依托单位信息名称代 码90000197 联系人董维 电子邮件 电话62815952 网站地址
3、 合作单位信息单 位 名 称代 码10005404 项 目 基 本 信 息项目名称资助类别面上项目 亚类说明自由申请项目 附注说明 申请代码B0608:生物化工与食品化工C03010301:营养学基地类别农业部农业核技术与农产品加工部门重点开放实验室部门开放预计研究年限2008年1月 2010年12月研究属性应用基础研究 申请经费30.0000万元摘 要(限400字)：甘薯Sporamin占甘薯可溶性蛋白的80%，属Kunitz型胰蛋白酶抑制剂（KTI），并具有较强的胰蛋白酶抑制剂活性。目前已有研究表明，KTI有抑制肿瘤细胞浸润转移的作用，因此Sporamin很有可能成为一种植物来源的抗肿瘤药
4、物。然而，国内外对Sporamin胰蛋白酶抑制剂活性调控机制及其抗肿瘤作用的研究还处于空白阶段。本研究拟首先从甘薯淀粉加工废液中提取和纯化Sporamin，然后通过研究不同温度、压力和pH等外部因素变化对其分子结构及活性的影响，阐明Sporamin分子结构对胰蛋白酶抑制剂活性的影响及其相互关系，探索调节Sporamin活性强弱的物理或化学方法。最后以人卵巢癌细胞HRA体外侵袭的方法进行生理学试验，检测不同活性强度的Sporamin对肿瘤侵袭转移的抑制作用的效果。本研究不仅符合科学发展的趋势，还具有广阔的应用前景。关 键 词(用分号分开，最多5个)甘薯；Sporamin；胰蛋白酶抑制剂；分子结构
5、；肿瘤 项目组主要成员（注: 项目组主要成员不包括项目申请者，国家杰出青年科学基金类项目不填写此栏。）编号姓 名出生年月性别职 称学 位单位名称电话电子邮件项目分工每年工作时间（月）11971-1-18 女副研究员博士中国农业科学院农产品加工研究所 6281-5844 蛋白结构分析 5 21969-12-13 女副研究员硕士中国农业科学院农产品加工研究所 6281-5541 蛋白分离提取纯化实验 5 31966-6-25 女讲师学士中国农业科学院农产品加工研究所 6281-5541 外部因素影响实验 8 41974-6-22 男讲师硕士首都医科大学 8753-5859 penggao_
6、抗肿瘤细胞实验 8 51963-2-11 女讲师硕士首都医科大学 8391-1652 抗肿瘤细胞实验 8 61983-10-4 女硕士生学士中国农业科学院农产品加工研究所 6281-5541 外部因素影响实验 8 71983-1-10 男硕士生学士中国农业科学院农产品加工研究所 6281-5541 抗肿瘤细胞实验 8 81983-3-29 女硕士生学士中国农业科学院农产品加工研究所 6281-5541 巯基及二硫键含量测定 8 9总人数高级中级初级博士后博士生硕士生92313说明: 高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生人员数由申请者负责填报（含申请者），总人数自动生成。经费申请表
7、（金额单位：万元）科目申请经费备注（计算依据与说明）一.研究经费24.00001.科研业务费15.0000（1）测试/计算/分析费10.0000甘薯sporamin的提取、纯化、胰蛋白酶抑制剂活性及结构测定、细胞试验等费用（2）能源/动力费1.5000（3）会议费/差旅费2.0000参加国内学术会议1年12次（4）出版物/文献/信息传播费1.5000发表论文、专著、申请专利、检索和复印等（5）其它2.实验材料费8.5000（1）原材料/试剂/药品购置费8.5000购买细胞和试剂盒、甘薯原材料、蛋白标样、活性测定所用生物试剂、血清、耗材等。（2）其它3.仪器设备费0.0000（1）购置（2）试制
8、4.实验室改装费0.5000必要设施的适应性改装5.协作费0.0000二.国际合作与交流费3.00001.项目组成员出国合作交流2.境外专家来华合作交流3.00001人次三.劳务费2.0000参加项目研究生的劳务费用四.管理费1.0000项目依托单位组织和支持项目研究的费用合 计30.0000与本项目相关的其他经费来源国家其他计划资助经费其他经费资助（含部门匹配）其他经费来源合计0.0000报告正文（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）： 1. 项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及分析，附主要参考文献目录。）（基础研究需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；应用研究需结合国民经济
9、和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。）我国是甘薯生产大国，产量仅次于主要农作物水稻、小麦和玉米，占世界总产量约80%左右。我国甘薯加工主要是生产淀粉、粉丝等初级产品。甘薯淀粉和粉丝加工过程中产生大量的废液1，废液中甘薯可溶性蛋白Sporamin具有较强的胰蛋白酶抑制剂（TI）的活性，TI在人体内的很多生理系统中起关键性的调控作用，是维持体内环境稳定的重要因素。随着我国人民生活水平的提高，饮食结构的改变，肿瘤的发病率逐年上升。2000年全国死于肿瘤的居民达到140余万,占慢性病死亡者总死亡人数的19.3%。目前，我国每年用于癌症患者的医疗费用近千亿元。疾病不仅给患者个人、家庭
10、及社会造成了沉重的经济负担。如任其继续发展和蔓延，将会直接威胁到社会的和谐与稳定2，3。而由于已有研究证实与Sporamin具有同源性Kunitz型大豆胰蛋白酶抑制剂，具有抗肿瘤的功效4，5，6，7，所以，甘薯Sporamin胰蛋白酶抑制剂极有可能也具有抗肿瘤功效。因此，开展对甘薯蛋白Sporamin提取、纯化，以及胰蛋白酶抑制剂活性影响机制及抗肿瘤效果的研究，开发新型抗癌药品或保健产品，不仅为解决甘薯淀粉加工所造成的环境污染开辟一条新途径；还缓解了癌症给医药卫生系统和个人所带来的沉重经济负担，对建设我国社会主义和谐社会具有十分积极的意义。1.1 甘薯Sporamin的结构及其胰蛋白酶抑制剂活
11、性 甘薯Sporamin的结构1931年Jones和Gersdoff首先从甘薯块根中分离出一种盐溶蛋白，并将其命名为Ipomoein8。1985年Maeshima等发现一种主要存在于甘薯块根中的蛋白，其占块根可溶性蛋白质的60%-80%，而其它器官中则几乎没有，并将其命名为Sporamin9。在1989年，Debora和Wanda研究表明，以上两种蛋白实际上是一种25kDa蛋白质10。Sporamin是一个球形蛋白，其一级结构由约229个氨基酸残基构成，其中分子内第45和第94半胱氨酸（Cys45-Cys94）、第153和160半胱氨酸（Cys45-Cys94）之间存在着两组S-S键联结，在非
12、还原条件下，甘薯可溶性蛋白存在着由S-S键联结的三种不同分子量的分子异构体11。Maeshima等还发现水溶性甘薯蛋白在非还原的条件下能被分为sporamin A(22KDa)和sporamin B(31KDa)两种不同的蛋白，Sporamin A的含量是Sporamin B的两倍。Sporamin A中赖氨酸氨基酸评分为77，Sporamin B中蛋氨酸氨基酸评分为55。因此，对比于Sporamin B，SporaminA是氨基酸更加平衡的一种蛋白质。 甘薯Sporamin的胰蛋白酶抑制剂活性胰蛋白酶抑制剂（trypsin inhibitor ，TI）泛指具有抑制胰蛋白酶活性作用的一类物质，可以分为两大类：其中一类为Browan-Birk型抑制剂（BBTI），另一类为Kunitz型胰蛋白酶抑制剂（KTI），这两类抑制剂均属典型丝氨酸蛋白酶抑制剂12。TI普遍存在于动物、植物及微生物体内，另外还有很多人工合成的，如甲磺酸胍己苯脂（Gabesate mesyl）等。Yeh等人对比用胰蛋白酶抑制剂亲和层析从甘薯块根中得到的胰蛋白酶抑制物和通过大肠杆菌表达的Sporamin，证明从块根纯化出的胰蛋白酶特异的抑制物就是Sporamin 4，13。 还有研究表明，编码Sporamin蛋白质的基因与KTI型大豆胰蛋白酶抑制剂和杨
