Metallofullerenol Inhibits Cellular Iron Uptake by Inducing Transferrin Tetramerization

Abstract

Herein, A549 tumor cell proliferation was confirmed to be positively dependent on the concentration of Fe or transferrin (Tf). Gd@C (OH) or C (OH) effectively inhibited the iron uptake and the subsequent proliferation of A549 cells. The conformational changes of Tf mixed with FeCl , GdCl , C (OH) or Gd@C (OH) were obtained by SAXS. The results demonstrate that Tf homodimers can be decomposed into monomers in the presence of FeCl , GdCl or C (OH) , but associated into tetramers in the presence of Gd@C (OH) . The larger change of SAXS shapes between Tf+C (OH) and Tf+FeCl implies that C (OH) is bound to Tf, blocking the iron-binding site. The larger deviation of the SAXS shape from a possible crystal structure of Tf tetramer implies that Gd@C (OH) is bound to the Tf tetramer, thus disturbing iron transport. This study well explains the inhibition mechanism of Gd@C (OH) and C (OH) on the iron uptake and the proliferation of A549 tumor cells and highlights the specific interactions of a nanomedicine with the target biomolecules in cancer therapy.

A Novel Drug Design Strategy: An Inspiration from Encaging Tumor by Metallofullerenol Gd@C82(OH)22

“…To date, anti-tumor multi-mechanisms have been identified for Gd@C 82 (OH) 22 including immune modulation [44,45], ROS scavenging [46], angiogenesis inhibition [42], fibroblast deactivation [47], iron uptake inhibition [48], the suppression of cancer stem cells [49] and tumor imprisonment or encaging [43]. Among these mechanisms, tumor encaging is a novel mechanism first reported by our group.…”

Neue Mitglieder der chinesischen Akademie der Wissenschaften

“…Zhao interessiert sich für biologische Aktivitäten von Nanomaterialien und ‐wirkstoffen, und vor allem für zuverlässige Analyse‐ und Testmethoden für diese Substanzen. In Chemistry—An Asian Journal beschrieb er die Inhibition der zellulären Eisenaufnahme durch ein Metallofullerenol …”

New Academicians and Foreign Members of the Chinese Academy of Sciences

“…Zhao's research interests include the biological effects/activities of nanomaterials and nanomedicines with an emphasis on the establishment of reliable and valid analysis methods for their testing. He has reported in Chemistry—An Asian Journal on the inhibition of cellular iron uptake by metallofullerenol …”

“…Im Anschluss an einen Forschungsaufenthalt bei Nakahara an der Tokyo Metropolitan University und am RIKEN (1999RIKEN ( -2001 erhielt er eine Professur am Institute of High Energy Physics,C AS. [4] JunChen (Nankai University,Tianjin) studierte an der Nankai University und promovierte 1999 bei Shixue Dou an der University of Wollongong,New South Wales.1 999-2002 forschte er am National Institute of Advanced Industrial Science and Te chnology (AIST), Kansai, und 2002 wurde er zum Professor der Nankai University ernannt. Zhao interessiert sich fürb iologische Aktivitäten von Nanomaterialien und -wirkstoffen, und vor allem für zuverlässige Analyse-und Te stmethoden fürd iese Substanzen.…”

“…In Chemistry-An Asian Journal beschrieb er die Inhibition der zellulären Eisenaufnahme durch ein Metallofullerenol. [4] JunChen (Nankai University,Tianjin) studierte an der Nankai University und promovierte 1999 bei Shixue Dou an der University of Wollongong,New South Wales.1 999-2002 forschte er am National Institute of Advanced Industrial Science and Te chnology (AIST), Kansai, und 2002 wurde er zum Professor der Nankai University ernannt. Aktuell ist er Cheung Kong Scholar Professor, Direktor des Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry (Ministry of Education) und Dekan des College of Chemistry an der Nankai University sowie Vorsitzender der Chinese Society of Electrochemistry.C hens Arbeiten betreffen die Chemie von Nanomaterialien sowie Hochenergiebatterien.…”