第三章基于生物活性肽药物设计.pptVIP

3. 金属蛋白酶抑制剂 氨肽酶N （APN/CD13） 是锌离子依赖Ⅱ型金属内切蛋白酶，表达于多种细胞表面，尤其高表达于多种肿瘤细胞表面，作为蛋白水解酶，在肿瘤的发生与发展过程中起着降解细胞外基质而促进肿瘤细胞侵袭、转移，刺激血管内皮细胞释放肿瘤微血管形成相关因子而促进肿瘤血管生成等作用。因此，APN是抗肿瘤药物研究的重要靶点。 组蛋白去乙酰化酶（HDACs） 作为锌离子依赖性金属蛋白酶，与APN的差别在于其主要定位于细胞核中。主要功能是催化组蛋白末端赖氨酸的ε-氨基去乙酰化，通过介导核小体构象变化，以及抑制DNA转录因子蛋白功能，起到抑制特定基因转录的作用。 【思考题】 1. 什么是类肽？类肽设计的核心思想是什么？ 2. 类肽设计的主要方法和策略有哪些？ 3. 举例说明类肽的设计在新药研发中的重要作用。 4. 列举3~5种临床应用中的类肽药物，写出结构式、药物名称和主要药理用途。 * 肽类分子的柔性决定了生物活性肽不可能具有特定的构象与靶点分子结合，对活性肽分子整体性限制（global restriction）可通过肽的环化来实现。 肽的环化可以降低线形母体分子的柔性，稳定肽的特殊二级结构，但环化部分不应是参与酶或受体识别的氨基酸侧链或骨架。 生物活性肽经环化后得到的稳定构象若与生物活性所要求的构象相似，则可以增加活性和提高选择性。 四、整体分子构象的限定 骨架连接是成环方法之一，通过Nα原子分别与另一个Nα原子、侧链、N端或C端形成环状化合物A、B、C和D。 （一）骨架连接成环 侧链之间的环化应用更为普遍，还可以侧链与C端，侧链与N端或C端与N端连接成环，但应考虑N端或C端是否为保持活性所必需的。 （二）侧链连接成环 肽分子中若含有一个碱性氨基酸残基，可以与C端以酰胺键成环； 若含有一个酸性氨基酸残基，则可以与N端以酰胺键成环； 分子中若含有两个酸性氨基酸残基或两个碱性氨基酸残基，可分别用乙二胺或丁二酸形成二酰胺的环状结构； 分子中若同时含有酸性和碱性氨基酸残基，除可直接内酰胺化外，还可与适当的氨基羧酸缩合形成环状类肽。 若分子中含有半胱氨酸（Cys）或其他含巯基的类似物，可以通过二硫桥键成环。 α-螺旋结构被每个残基的羰基氧和沿着这条链的第4个残基的—NH基所形成分子内氢键而稳定。 五、肽二级结构的分子模拟 （一）α-螺旋模拟物 β-折叠是一种肽链相当伸展的结构，它是由两条肽链或一条肽链内的两段肽链之间的C＝O与N-H形成氢键而成。β-折叠有两种类型：平行的和反平行的β-折叠。 （二）β-折叠模拟物 多肽中比较常见的二级结构还有β-转角。在蛋白质分子中肽链经常会出现180°的回折，在这种肽链的回折角上就是β-转角的结构。一个β-转角包括相连的4个残基，从结构上看就是第1个残基的C＝O与第4个残基的N-H形成氢键。 （三）β-转角模拟物 γ-转角是由3个氨基酸通过与β-转角类似的方式形成的。 （四）γ-转角拟似物 设计类肽模拟物的思路应转移到模拟天然配体与靶点结合之后所呈现的拓扑结构上来，而不是执著于模拟天然配体的平面结构。 六、基于内源性活性肽与靶点结合后的拓扑结构分子设计 第三节 类肽在药物设计中的案例分析 1. 脑啡肽类似物 X射线晶体学研究表明，脑啡肽有两种不同的构象，一种是在Tyr1与Phe4之间形成两个反平行的氢键，呈一种β-折叠U形构象；另一种为完全伸展的构象。 基于多肽配基可能与不同的受体亚型以不同的构象而相互作用的假设，为提高对受体的选择性，人们对其进行了环化修饰，以得到整体构象限制的类肽。 由于脑啡肽Tyr1的游离氨基是保持阿片活性所必需的，环化一般采用侧链与侧链或侧链与C端两种环合方式。 关于脑啡肽类似物此部分的内容在正文中未涉及，请核实！ 引入D-氨基酸也是获得类肽常见的修饰方法之一，而且常常起关键作用。在很多情况下，D-氨基酸的引入可提高生物活性。将脑啡肽的第2个残基Gly改为 D-Ala，药效显著提高，这一置换可能有助于β-转角的形成并有利于与受体结合，还能抵制酶的破坏作用。 通过对多肽中的氨基酸N-甲基化可对其进行构象限制，N-甲基酰胺键都有顺反异构，而且因为N-甲基化造成的空间位阻也限制了二面角的旋转，减少了所允许的构象空间。 另外，N-甲基化导致了酰胺键附近的空间位阻增大，不仅在构象限制方面，同时在防止或减少肽键酶解、增加代谢稳定性和提高生物利用度方面都起了重要作用。 骨架修饰 二级结构模拟物 脑肽啡的β-转角模