針對OGA糖苷酶的新型活性片段篩選與生物活性分析研究

《針對OGA糖苷酶的新型活性片段篩選與生物活性分析研究》是依託西北大學，由和媛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：針對OGA糖苷酶的新型活性片段篩選與生物活性分析研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：和媛
• 依託單位：西北大學

項目摘要

β-N-乙醯葡糖胺水解酶（O-GlcNAcase ; OGA）是人體內負責蛋白質翻譯後 O-GlcNAc 糖基化修飾水平的一個關鍵酶，參與細胞內許多重要的生理活動。目前國際上主要採用 OGA 競爭性抑制劑來研究 O-GlcNAc 的生物學功能及其在疾病中的作用機理。現有的競爭性抑制劑均為 OGA 底物 N-乙醯葡糖胺的衍生物，其缺陷是這些糖衍生物在體內會結合功能相近的糖基水解酶而引起脫靶效應。為此，該研究以基於小分子片段的藥物開發為指導思想，通過核磁共振（NMR）技術篩選非糖類活性小分子片段，檢測其在生化和細胞水平對 OGA 的調控作用，揭示其作用的分子機制，以開發新型 OGA 化學探針，用於更專一、更高效地調控體內 O-GlcNAc 糖基化水平，為研究 O-GlcNAc 糖基化修飾的生物學功能以及相關疾病（如癌症、老年痴呆、糖尿病）的治療奠定基礎。

結題摘要

基於小分子片段的藥物開發是當前新藥研發的重要手段之一。本項目針對小分子活性片段篩選存在“假陽性”機率高，分子自身顯色或自身螢光特性干擾光譜學分析等問題，開展高效藥物篩選實驗體系構建及其在新型OGA 水解酶活性分子開發領域的套用。主要成果如下：1. 以β-內醯胺酶為參照，建立了通過核磁共振（NMR）技術篩選小分子活性片段，等溫滴定微量熱技術（ITC）在生化、細胞水平評價命中分子活性的實驗體系，證明了該體系具有簡單、快速、準確性高等優點，並獲得多個微摩爾級新型β-內醯胺酶小分子抑制劑，有望通過進一步最佳化用於聯合療法治療耐藥細菌引發的臨床感染。2. 以人OGA 水解酶為對象，採用該實驗體系，開展了基於小分子片段的藥物篩選與評價。獲得了5個競爭性小分子抑制劑，活性最強的小分子片段抑制活性 IC50 = 1 mM，獲得了1個小分子抑制增強劑，可以提高PUGNAc對OGA的抑制活性（Ki）3倍。這些片段有望通過進一步篩選其“鄰居”分子開發出更高效、更專一的 OGA 化學探針用於特異性提高或降低體內O-GlcNAc水平，為研究 O-GlcNAc 糖基化修飾的生物學功能以及相關疾病（如癌症、老年痴呆、糖尿病）的治療奠定基礎。