蛋白质-蛋白质相互作用及其抑制剂研究进展

蛋白质-蛋白质相互作用在细胞活动和生命过程中扮演着非常重要的角色。基因调节、免疫应答、信号转导、细胞组装等等都离不开蛋白质-蛋白质的相互作用。近几年,靶向蛋白质-蛋白质相互作用及其抑制剂研究也逐渐成为研究的热点;但是蛋白质复合物相互作用界面的一些特点和性质,如相互作用界面较大、结合界面较为平坦等,使蛋白质-蛋白质相互作用及其抑制剂研究充满了挑战。本文主要总结了蛋白质-蛋白质相互作用界面的一些性质和特点,分析了界面特性与其抑制剂设计的关系,并讨论了蛋白质-蛋白质相互作用的理论预测方法及其抑制剂的类型和特点,最后又通过实例说明了如何进行蛋白质-蛋白质相互作用抑制剂的设计。     

新药研制的最后前沿通过技术革新实现低分子化

蛋白质相互作用抑制剂 制药企业强化了以蛋白质相互作用为靶标的新药研制工作。 由于结构分析技术的进步,低分子抑制剂的设计达到了实用化水平。 2011年开始了PPI抑制剂的首例Ⅲ期临床试验。日本卫才公司与风险企业正在共同实施Ⅰ期临床试验。     

蛋白酶及其抑制剂关键活性位点研究进展

蛋白酶广泛存在于生物体中,参与分解蛋白质,维持生物体正常的生命活动.蛋白酶抑制剂通过与蛋白酶活性位点结合调控靶蛋白酶活性,从而影响蛋白质代谢.蛋白酶及其抑制剂关键氨基酸的突变,可以影响其生理功能、稳定性、催化活性、抑制特异性等.通过挖掘自然界蛋白酶及其抑制剂的各种突变体,分析它们的关键活性位点,并运用蛋白质工程手段改造...     

模拟α-螺旋多肽类似物抑制剂设计的研究进展

抑制剂筛选主要是通过反复、高通量地筛选化合物库,这个过程存在着对已有化合物库的依赖性和一定的机遇性。通过分析蛋白质数据库(PDB)发现,大多数蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)界面以α-螺旋结构为主体。α-螺旋多肽的骨架结构及其热点氨基酸残基(hotspots)为高效理性设计小分子抑制剂提供了模板。对近几年来依据多肽类似物和小分子化合物模拟α-螺旋结构设计抑制剂的研究进展进行了概述,同时对依据模拟α-螺旋设计抑制剂骨架的结构原理进行了讨论。     

蛋白酶抑制剂反应环区的结构研究

蛋白质分子表面环区常在蛋白质功能和行为中起重要作用.我们对一些丝氨酸蛋白酶抑制剂的反应环区和已知的限制性水解部位做了结构比较研究.研究结果表明,蛋白质抑制剂反应部位所处的环区具有独特的结构,使其能够对相应蛋白酶发挥很高的抑制作用.     

肿瘤靶向抑制剂的PROTACs设计及在抗肿瘤新药开发中的应用

蛋白质的非正常表达往往会直接或间接导致癌症的发生。目前,靶向特定蛋白质的小分子抑制剂在肿瘤治疗领域中得到了广泛使用。然而,小分子抑制剂存在易使机体产生耐药性、靶蛋白范围有限及毒性较高等问题,限制了其临床应用。由此,蛋白质水解靶向嵌合体技术应运而生。蛋白质水解靶向嵌合体(proteolysis-targeting chimaeras, PROTACs)是一种人工合成的小分子化合物,由靶蛋白配体、连接体和E3泛素连接酶配体三部分组成。它可以利用人体自身的泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)使目标蛋白质泛素化并降解,在一定程度上解决了过度使用小分子抑制剂而产生耐药性的问题,且具有低毒性的优点。因此,综合我国发病率排名前五的癌症,总结在癌症领域利用已有小分子抑制剂开发的PROTACs的设计及应用,以期予以新药研究人员启发,扩展小分子靶向抑制剂的使用,突破难以成药位点的药物选择。     

蛋白质二硫键异构酶的结构及抑制剂研究进展

蛋白质二硫键异构酶(PDI)可催化二硫键的形成、断裂和重排,并促进蛋白质折叠,对稳定蛋白质的三维结构至关重要. PDI的表达或酶活性的失调与一系列疾病如癌症、神经退行性疾病、血栓形成等密切相关.本文综述了PDI结构、与疾病的关系及其抑制剂的研究进展,并指出目前PDI抑制剂存在的问题及未来发展方向,以期为PDI抑制剂的进一步研究提供参考.     

人二氢乳清酸脱氢酶蛋白的表达、纯化及其与新型抑制剂的晶体结构

人二氢乳清酸脱氢酶（human dihydroorotate dehydrogenase, hDHODH）是催化嘧啶从头合成途径的一个关键酶。近年来,多种研究表明,抑制该酶可缓解类风湿性关节炎的症状。但该酶的抑制剂甚少,寻找该酶的高效抑制剂具有重要意义。本研究利用PCR技术扩增hDHODH基因,构建重组质粒pET-19b-hDHODH,并在大肠杆菌(Escherichia coli, E.coli ) BL21(DE3)中表达,获得可溶性蛋白质。用Ni2+-NTA亲和层析柱对蛋白质进行纯化,获得较高（90%）纯度的hDHODH蛋白,将蛋白质与抑制剂3-(5-乙硫基)-1H-1, 2, 4-三氮唑-3-)苯甲酸和底物DHO混合孵育。用Hampton试剂盒初筛晶体并用棋盘法进行优化,获得晶形完美、衍射能力很强的hDHODH蛋白复合物单晶。用X射线衍射晶体,用CCP4、Coot软件解析结构,获得hDHODH蛋白复合物晶体结构。从解析的结构中可以看出,抑制剂与蛋白质的吻合度非常高,且抑制剂通过亲水的羧基端与蛋白质356位和147位的酪氨酸形成氢键网络。抑制剂的5元环与蛋白质359位的亮氨酸和360位的苏氨酸相互作用,使抑制剂与蛋白质牢固结合。该复合物晶体结构的顺利解析,将为开发新型特异性抗类风湿性关节炎药物提供重要基础。     

荞麦中的蛋白质

荞麦蛋白质因其富含赖氨酸而具有很高的营养价值,可能由于含有单宁、植酸和蛋白酶抑制剂,而使得荞麦蛋白质具有很低的消化率,而蛋白酶抑制剂还可能导致人的过敏反应.发芽可以提高荞麦蛋白质的可消化率、营养价值、生理功能而提高荞麦蛋白质的营养水平和功能特性.本文主要讨论了荞麦蛋白质的含量、结构、组成、营养价值、功能特性、生理功能和加工特性,并指出荞麦蛋白质作为一种药食兼用的天然活性成分,具有广泛的应用前景.     

应用于二维电泳细胞蛋白质样品提取的复合蛋白酶抑制剂的优化

阿维链霉菌在复合培养基中生长时合成大量蛋白酶以满足菌体分解有机氮源进行生长代谢的需要。而大量蛋白酶的存在对二维电泳的蛋白质组分析细胞蛋白质样品的提取带来了很大的困难。根据阿维链霉菌胞内蛋白酶的组成,以EDTA、PMSF、Bestatin、Pepstatin和E-64等5种蛋白酶抑制剂为基础,通过单因子实验和正交实验优化得到了高效的蛋白酶抑制剂复合配方。验证实验表明,该复合蛋白酶抑制剂在阿维链霉菌细胞蛋白质样品提取中,具有良好的蛋白酶活性抑制效果。     

香石竹花瓣对乙烯的敏感性与蛋白质合成

基因转录抑制剂α-amanitin和蛋白质合成抑制剂cycloheximide完全抑制了香石竹(Dianthuscaryophyllus L.cvs.White Sim and Sandrosa)花瓣对乙烯反应的症状,包括花瓣卷曲和细胞膜离子渗漏增加。观察到花中蛋白质合成能力随着花的衰老而降低,花对乙烯的敏感性随花的衰老而增加。但是用乙烯合成抑制剂aminooxyacetic acid(AOA)预处理切花,则改变了花对乙烯敏感性的变化趋势。常用的香石竹品种D.caryophyllus L.cv.White Sim花经AOA处理后,对乙烯的敏感性随着花的衰老而下降。这些结果揭示花对乙烯的敏感性可能受蛋白质合成能力影响。     

发现靶向蛋白质间相互作用的小分子药物研究进展

蛋白质-蛋白质相互作用在多种细胞功能中具有重要的作用。靶向蛋白质-蛋白质相互作用已经成为新药发现的重要策略,但发现能阻断蛋白质-蛋白质相互作用的小分子药物是一个巨大的挑战。尽管如此,近年来人们还是发现了许多能调控蛋白质-蛋白质相互作用的小分子。该文主要总结了在病毒进入、细胞凋亡通路和神经退行性疾病等方面的蛋白质-蛋白质相互作用小分子抑制剂的研究进展。     

O型谷胱甘肽转移酶1通过抑制泛素化促进MHCII表达

目的 研究谷胱甘肽转移酶omega1 (GSTO1)如何调控骨髓来源的树突状细胞（BMDCs）的功能。方法 利用流式细胞仪和共聚焦显微镜检测GSTO1缺陷及GSTO1抑制剂处理的BMDCs表面MHCII分子的表达。将BMDCs与来自OTII小鼠的CD4 T细胞在OVA存在下共培养，并检测IFN-γ的产生。利用流式细胞仪检测GSTO1抑制剂处理的BMDCs中MHCII分子的循环和内化。实时定量PCR检测GSTO1抑制剂处理的BMDCs中MHCII分子的转录水平。Western blot检测GSTO1抑制剂处理的BMDCs中MHCII分子的总蛋白质水平。免疫共沉淀技术检测GSTO1抑制剂处理后MHCII分子的泛素化水平。结果 GSTO1缺陷或GSTO1抑制剂不影响BMDCs的增殖和凋亡，但会降低细胞膜上抗原递呈分子MHCII分子的表达。GSTO1缺陷或GSTO1抑制剂处理的BMDCs活化CD4 T细胞的能力受损。在GSTO1抑制剂处理的BMDCs中，MHCII分子的循环和内化过程正常。GSTO1抑制剂不影响MHCII分子的转录，但会降低其总蛋白质水平。另外，在GSTO1抑制剂处理的BMDC...     

苏氨酰-tRNA合成酶的功能及其在药物开发中的应用

苏氨酰-tRNA合成酶(ThrRS)的经典功能是负责合成苏氨酰-tRNA (Thr-tRNA~(Thr)),后者被延伸因子转运到核糖体上参与蛋白质合成。随着生命体的不断进化,ThrRS不断获得蛋白质合成之外的新功能,统称为非经典功能,多与细胞存活和营养压力有关,对于真核生物细胞稳态至关重要。基于看家蛋白质的重要地位,ThrRS基因突变会导致严重的功能异常,对生命体的正常生命活动造成严重的损伤;同时,ThrRS也成为疾病治疗的有效靶点。关于ThrRS抑制剂的研究也在不断进行,尽管广谱抑制剂疏螺旋体素(borrelidin)抑制效果明显,但较大的细胞毒性导致其临床应用受到限制。开发新一代有效的低毒性抑制剂成为现阶段研究者们致力完成的目标。     

应用定点突变与分子模建方法研究蛋白酶抑制剂eglin C突变体对蛋白酶furin和kexin的抑制活力

蛋白质前体加工酶参与许多重要蛋白质闪体的加工成熟过程,哺乳动物来源的furin和酵母中的kexin是该家族的重要成员。首先人工合成了编码枯草杆菌蛋白酶抑制剂eglin C的基因片段,组装后在大肠杆菌中得到表达。以定点突变方法在野生型eglin C抑制活性中心的P1、P2和P4位引入碱性氨基酸残基可以将其改造为很强的furin抑制剂（Ki约10^-9mol/L）,和kexin抑制剂（Ki约10^-11mol/L）。同时根据枯草杆菌蛋白酶和eglin C复合物的晶体结构,计算机同源模建了前体加工酶与eglin C突变体结构之间的相互作用,并结合实验数据得到以下结果：（1）P1位引入的碱性残基是该抑制剂活力的前提;（2）P4位碱性残基的引入可以极大地提高抑制剂活力约两个数量级;（3）P2 的碱性残基将有效提高抑制剂的活力。然而同时可以破坏抑制剂本身的稳定性。（4）野生型P3位的疏水性残基参与抑制剂活性环附近疏水核心的构成。     

新合成的蛋白质和RNA从离体萌发的花粉中释放

应用同位素放射自显影技术,以~3H-尿嘧啶和~3H-亮氨酸作前体,对人工萌发花粉中新合成的 RNA 和蛋白质进行标记;并借助 RNA 合成抑制剂放线菌素 D 和蛋白质合成抑制剂环己亚胺的对比试验,确证了君子兰花粉在萌发过程中,向外释放了新合成的 RNA 和蛋白质。动态如下:标记后1小时,花粉尚未萌发,大量的 RNA 和蛋白质已合成;2小时后,新合成的蛋白质向花粉管方向转移;5小时后扩散到培养基中。新合成的 RNA 在90分钟内暂留在营养核和生殖细胞中;2小时后扩散到花粉细胞质;3小时后集中到花粉管顶端;5小时后释放到花粉外。文章还讨论了技术的关键问题和现象的生物学意义。     

Furin／kexin蛋白质前体加工酶抑制剂的理性再设计

许多重的生物过程,如酶原激活、肽激素合成、病毒蛋白加工和受体成熟,均须蛋白质前体加工酶的剪切处理。因此,蛋白质前体加工酶可能是一种新药开发的对象,综合利用同源模建技术和序列的进化踪迹分析手段,研究了蛋白质前体加工酶furin/kexin与水蛭抑制剂(eglinC）突变体的相互作用模式,阐释furin/kexin各个亚类的底物/抑制剂特异性的共性和差异性的序列结构基础。在此基础上,利用界面再设计策略（核心算法为异型自洽系综最优化）进行了furin/kexin抑制剂的理性再设计,分别以模建的水蛭抑制剂-furin,水蛭 素-kex2复合物结构为模板,对水蛭 抑制剂P1,P2和P4位置进行设计,计算结果显示这三个位置均是偏好碱性残基,与已有的实验结论一致,另外针对furin/kexin各亚类在S′端有较多的特异性残基位置这一特点,对抑制剂P′端的残基位置实施改造,设计furin和kex2的特异性更高的抑制剂,对于furin,设计得到的最好突变体是P2′Glu-P3′Asp-P4′Arg;而对于kex2,最好的突变体是P2′Arg-P3′Arg-P4′Glu。结构分析显示furin和kex2与相应的水蛭 抑制剂突变体形成石油同的相互作用模式,这里我们给出了综合利用同源模建技术,序列的进化踪迹分析和理性再设计进行酶-抑制剂相互作用研究及抑制剂改造的方案;同时提供了合理的理论设计方案。为进一步的实验设计提供理性的指导。     

SH2结构域：一个潜在的药靶

众多包含SH2结构域（Src homology 2 domain）的蛋白质在细胞内信号传导过程中起到重要作用,它们通过SH2结构域特异性结合包含磷酸化酪氨酸的蛋白质。SH2结构域保守的结构特征和重要的功能使它成为一种潜在的药物作用靶标。基于其结合靶蛋白序列设计的SH2结构域的抑制剂为治疗胞内信号通路异常引起的疾病提供了很好的方向。本文简述了SH2结构域的结构特征,结合特异性和抑制剂设计的进展。     

胰蛋白酶的天然抑制剂

一、引言在自然界存在着一类能抑制胰蛋白酶的蛋白质。它们中固有些专一地抑制胰蛋白酶;有些除胰蛋白酶外,还能抑制其他生物活性物质,如胰凝乳蛋白酶、溶血纤维蛋白酶(plasmin)等;近年还发现一些所谓多头抑制剂(multiheaded inhibitor),它们能同时,并按一定比例地抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。胰蛋白酶抑制剂广泛地分布在动、植物中。这类蛋白质的生理作用,还不很清楚。在胰脏和胰液中的胰蛋白酶抑制剂据推想,此抑制剂可能使那些由胰蛋白酶原转变而来的胰蛋白酶在胰脏或其导管系统中失去活性,从而对于胰脏本身具有保护作用。显然,对它们的研究,将有助于对动、植物机体内某些     

去泛素化酶在卵巢癌发生发展中的作用CSCD

泛素-蛋白酶体途径是细胞内蛋白质降解的重要方式,调节蛋白质稳定性。去泛素化酶可以识别特定蛋白质的泛素化信号从而使底物蛋白质去泛素化,逆转蛋白质泛素化过程,进而调控细胞增殖、分化、凋亡和迁移等多种生物学功能。去泛素化酶家族的多个成员通过影响细胞增殖凋亡及对化疗药物的敏感性等,在卵巢癌的发生发展中发挥十分重要的作用。一些小分子抑制剂通过抑制去泛素化酶的活性从而起到抗肿瘤的作用,并且具有特异性强,细胞毒性较弱等优势。本综述对参与卵巢癌发生发展的去泛素化酶以及相关的小分子抑制剂做一个全面的总结,为卵巢癌的诊断和治疗提供一个新的方向。