《基於酪氨酸磷酸化酶PTP-1B的II型糖尿病藥物設計》是依託南開大學，由周紅剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於酪氨酸磷酸化酶PTP-1B的II型糖尿病藥物設計
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周紅剛
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
酪氨酸磷酸化酶PTP-1B已被確認為治療二型糖尿病藥物的理想靶標蛋白。它對胰島素受體有負調控作用，在胰島素非敏感的糖尿病人體內該蛋白含量明顯偏高。抑制PTP-1B的活性可延長胰島素受體的激活狀態，使血液中更多的葡萄糖被攝入細胞內以降低血糖含量。儘管目前有一些治療藥物和手段，但因為對糖尿病發病機理的多因素、多分子調控機理認識有限，療效和治療手段均不理想。社會急需一批新的藥物和方法去改進療效和治療手段。本研究將對已有的三種有開發潛力的Hits進行最佳化及藥理，藥物動力學和毒性研究。同時通過蛋白晶體學方法對PTP-1B進行更廣泛的分子片段篩選，篩選出至少10-15種新的可與PTP-1B的主活性位點A和輔助位點B結合的藥物分子片段，利用計算機輔助藥物設計出5-6種有高親和力的藥物先導物，並最佳化，開發出有成藥性和自我智慧財產權的PTP-1B抑制劑候選物。
結題摘要
以PTP1b蛋白晶體為載體,通過分子片段篩選(FBDD)方法獲得結合力較弱的小分子片段,經過理性設計獲得結合力較強的先導化合物,是整個課題的核心技術流程。通過三年的實踐,完成下列成果: 1．PTP1b蛋白的大量製備和高衍射能力晶體的重複是通過構建不同的PTP1b質粒,最佳化相應純化策略,最終獲得大量的蛋白樣品。再通過結晶條件篩選,獲得可以在室內X射線衍射儀上有較強衍射能力(>2.1 A)的晶體。 2．以PTP1b蛋白質晶體為載體,進行小片段的篩選工作。為了特異性與PTP-1B蛋白結合,在原有小分子片段庫的基礎上,特異性增加700多個小分子片段,為晶體浸泡創造良好的基礎條件。在獲得PTP1b高衍射能力的晶體後,通過不斷地重複浸泡小分子片段庫內的樣品,最終獲得多種可以與PTP1b進行結合的小片段。 3．為驗證已獲得片段及小分子和PTP1b的結合力情況,建立PTP1b酶活測定體系。依據比色法和螢光淬滅法原理,建立兩套酶活體系。通過酶活實驗測得有較好抑制力的分子,通過結晶實驗也獲得驗證。 4 .對已獲得片段庫備選物、晶體浸泡獲得小分子片段與已知不同結合位點的抑制劑分子進行合理化設計並進行分子動力學模擬計算,利用其吻合程度的數值來進行初步篩選。通過計算,獲得大量的潛在先導化合物分子(數量超過1000),再通過其結合數值的篩選每一種分子最終只取其最優分子10-20最為最終人工篩選的基礎虛擬分子庫。最後通過人工最佳化與計算機輔助計算多輪互動,最終確定10-20種先導化合物備選分子。 5.合成化合物18種並根據建立的酶活體系進行酶活性測試。在天津國際生物醫藥聯合研究院的斑馬魚平台對其中活性較好的4種化合物進行了斑馬魚幼魚的急性毒性試驗，結論是毒性很小，為新型PTP-1B抑制劑候選物的確認奠定堅實基礎。
