第九讲 新的酶抑制剂筛选研究策略 现代生物技术与新药研究 教学课件.ppt

第九讲 新的酶抑制剂筛选研究策略 胡海峰 主要内容 酶的特性 一些重要类别酶抑制剂的研究进展 1 具有抗艾滋病作用的酶抑制剂 2 具有抗肿瘤作用的酶抑制剂 3 具有调节血脂、降血压作用的酶抑制剂 酶抑制剂的筛选策略 I 酶的特性 酶由生物细胞产生的、具有催化化学反应功能的生物催化剂； 生物催化剂：蛋白质组成的生物催化剂（酶）和核糖核酸组成生物催化剂（核酶）； 已经发现核鉴定的酶有2000多种，其中200种酶获得结晶，命名方法是在底物名称后加‘ase’； 酶的六大类别：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶等。 酶的高效催化特性、高度专一特性、可调控特性及失活变性等 限速酶 酶的活性较低，催化限速反应的酶，又称关键酶； 特点：催化的反应速度慢、反应一般不可逆、一般处于起始部位或分叉点和可以是一个或多个； 限速酶的抑制剂效果最理想。 酶抑制剂（Enzyme inhibitors) 能够抑制酶活性的化合物被称为酶抑制剂，主要被应用于酶活性的调节； 酶活性的调节是一切生物都存在的最原始、最基本的调节方式； 细胞水平调节酶活性主要改变酶原有活性和酶量； 酶活力的调控方式多种多样，如抑制作用、诱导作用、酶原激活、共价修饰、激素调控等。别构调节、 用的调节是一切生物都存在的最原始，最基本的调节方式 II 一些主要类别酶抑制剂的研究 I 作为抗生素 II 作为生理疾病治疗药物 III 作为生化研究试剂 艾滋病与酶抑制剂 治疗艾滋病的药物主要有三类，包括进入抑制剂、逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂。到2004年9月，共有26种药物和配方被美国FDA批准用于艾滋病感染者的临床治疗。虽然这些药物尚不能彻底治愈艾滋病，但它们对抑制人体内的艾滋病病毒、延长患者的生命有很好的疗效。? 进入抑制剂和整合酶抑制剂是目前国际上抗艾新药物研究最前沿和最热门的方向。 美国FDA已经于2003年批准了世界上第一个HIV进入抑制剂T－20，同时国际上处于临床II期试验的HIV进入抑制剂高达6种，预期将分别在2007、2008和2009年获准用于临床治疗。 只有美国和日本药业公司开发的两种化学物质作为整合酶抑制剂进入临床I期研究。 HIV与酶 ＨＩＶ自身能产生三种酶——逆转录酶、蛋白酶和整合酶，以帮助ＨＩＶ突破人体内的免疫防线，复制、感染、生存下来，并破坏人体的免疫功能。 现有治疗艾滋病的药物，主要都是针对逆转录酶和蛋白酶的抑制剂，由于这些药品的长期使用，近年检测到的抗药性ＨＩＶ越来越多。因此，各国科学家目前都试图研制整合酶的抑制剂。 美国默克药物公司的研究人员近日研制出一种新型整合酶抑制剂，并且在猴子实验中取得了明显效果。 HIV 整合酶抑制剂 HIV 整合酶是逆转录病毒复制的必需酶，它催化病毒DNA 与宿主染色体DNA 的整合，而且在人类细胞中没有类似物，因此成为治疗艾滋病的富有吸引力和合理的靶标。 最近十年，一大批HIV 整合酶抑制剂被鉴定出来，其中一些化合物显示选择性的抑制HIV 整合酶和阻断病毒复制的活性，而最有影响的两类抑制剂是含邻苯二酚的多羟基芳环化合物和最近报道的芳基?二酮酸类化合物。 抗肿瘤与酶抑制剂 研究抗肿瘤药物的作用机制包括： 1 癌基因和抑癌基因。 2 生长因子及其受体。 3 蛋白激酶及信号转导通路。 4 Ras基因及法尼基蛋白转移酶。 5 端粒及端粒酶。 6 DNA拓扑异构酶和微管蛋白。 法尼基蛋白转移酶(FTase)及其抑制剂(FTI) Ras癌基因点突变经常发生在许多人体实体肿瘤中，如30%-40%的甲状腺癌、超过50%的结肠癌和超过90%的胰腺癌，这表明了Ras在细胞信号传递和人体肿瘤发病过程中的重要性。 胞浆中的Ras蛋白没有转化细胞的活性,需最终定位在细胞膜内侧面，才能被活化。这一过程需要FTase对Ras蛋白进行修饰，即切掉Ras蛋白尾端的4个氨基酸组成的CAAX结构，加上15个氨基酸组成的法尼基基团。 由此人们想到抑制FTase，就可抑制Ras蛋白的活化，从而抑制肿瘤的生长。目前临床上已出现了一些FTI。FTI可作为放射增敏剂、血管生成抑制剂，并与其他抗癌药物有协同作用。低毒副作用是FTI的一大优点。 FTI的筛选方法 无细胞水平的筛选即直接用纯化的法呢基转移酶FTase酶在人工反应体系中测定化合物对FTase活性的抑制作用。 FTase一般从牛或大鼠的脑组织中提取，报道的纯化方法虽然各不相同，但大体上按下面的程序进行:组织捣碎→破细胞→分离胞浆→30%～50%硫酸铵分级沉淀→DEAE离子交换层析→亲和层析(以ras蛋白Ｃ末端的六肽作为配基)，在亲和层析之前或之后还可进行凝胶过滤，总纯化倍数可达2000倍以上。 拓扑异构酶抑制剂 拓扑异构酶(topoisomerase, topo)是参与DNA拓扑结构