基于天然产物的蛋白酪氨酸磷酸酶1B 抑制剂的虚拟筛选

蛋白酪氨酸磷酸酶1B(protein tyrosine phosphatase 1B,PTP1B)是治疗Ⅱ型糖尿病的靶点之一,筛选PTP1B抑制剂具有十分重要的意义.本文采用分子对接虚拟筛选方法,构建共含有42 296个小分子的天然产物库,分别与PTP1B靶点蛋白进行分子对接,以原配体的结合能量为阈值,经过三轮筛选选取打分值高于阈值的小分子进行药代动力学参数和毒性参数预测,最终筛选出3个PTP1B抑制剂,对苯醌类化合物7、异香豆素类衍生物10和Clavepictine类似物11.结合方式研究表明,3个候选抑制剂类药性良好,均具有较好的PTP1B抑制活性,其中化合物10和11的PTP1B抑制活性未见报道.对化合物10进行体外抑制活性检测,其IC50为(74.58±1.23)μmol/L,可作为潜在Ⅱ型糖尿病治疗药物.     

酪氨酸蛋白磷酸酶

本文介绍了酪氨酸蛋白磷酸酶的研究现状。对各种组织中纯化的多种酪氨酸蛋白磷酸酶的性质研究,发现在大多数组织和细胞中存在多种形式的该酶,它们可分成三大类,但各种形式的酶之间的相互关系尚不清楚。酪氨酸蛋白磷酸酶在细胞的生长、分化、转化及信号传递过程中可能起重要作用。     

蛋白质酪氨酸磷酸酶与药物靶标

蛋白质酪氨酸磷酸化作用是真核细胞中的一种重要信号作用机制,由蛋白质酪氨酸激酶和蛋白质酪氨酸磷酸酶共同调控.蛋白质酪氨酸磷酸酶在真核细胞代谢进程中起着重要的作用,与许多人类疾病如肿瘤、心血管疾病、免疫缺陷性疾病、传染病、神经性以及代谢方面疾病的发病机制密切相关,许多蛋白质酪氨酸磷酸酶已成为研究和开发治疗人类重大疾病药物的优秀靶标.     

蛋白酪氨酸磷酸酶家族及其生理作用

蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase,PTP）催化蛋白质分子中特定位点的磷酸化酪氨酸残基脱磷酸,以＂瀑布式的级联反应＂方式与其他蛋白磷酸酶在细胞内构成调控网络,与蛋白酪氨酸激酶（protein tyrosine kinase,PTK）的作用相反,共同凋节细胞信号转导,在细胞生长、分化、引导有丝分裂、T细胞活化等生理过程中起着重要的作用,尤其在控制细胞磷酸化酪氨酸水平上,蛋白酪氨酸磷酸酶起着高度特异性的积极作用,占据了生导地位.蛋白酪氨酸磷酸酶在人类基因组中主要由90个基因表达,分为4个家族.其催化位点的构象决定了它对可逆的氧化敏感.     

高等植物体内酪氨酸蛋白磷酸酶及其功能

对高等植物体内酪氨酸蛋白磷酸酶及其功能的研究进展作了简要介绍.     

高通量筛选高产酪氨酸的酿酒酵母菌株

酪氨酸是重要的芳香族氨基酸,自身不仅具有重要的营养价值,也是合成香豆素类化合物和黄酮类化合物的重要前体。文中以实验室前期构建的一株解除了酪氨酸反馈抑制的酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae LTH0 (ARO4K229L,ARO7G141S,Δaro10,Δzwf1,Δura3) 为出发菌株,异源表达甜菜黄素合成基因DOD和CYP76AD1,使酿酒酵母产生黄色荧光。然后利用紫外诱变和常压室温等离子体 (Atmospheric and room temperature plasma,ARTP) 诱变相结合的方法对上述菌株进行随机诱变,并通过流式细胞仪筛选荧光强度显著提高的突变株。其中突变株LTH2-5-DOD-CYP76AD1在激发波长485 nm、发射波长505 nm处荧光强度为 (5 941±435) AU/OD,比诱变前提高了8.37倍。对诱变后荧光强度提高较多的14株突变株进行发酵生产酪氨酸,胞外酪氨酸产量最高为26.8 mg/L,比出发菌株提高了3.96倍。进一步异源表达约翰逊黄杆菌Flavobacterium johnsoniae来源的酪氨酸解氨酶FjTAL,对香豆酸产量达到119.8 mg/L,比出发菌株LTH0-FjTAL提高了1.02倍。     

糖尿病中蛋白酪氨酸磷酸酶的研究进展

糖尿病是由于胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗引起的以血糖升高为特征的代谢性疾病。有研究发现一些蛋白酪氨酸磷酸酶(proteintyrosine phosphatases,PTP)在胰岛素受体信号途径、胰岛素分泌和胰腺β细胞受自身免疫细胞攻击等生理或病理过程中起重要作用。以PTP1B、TCPTP和LYP为代表的PTP通过将底物去磷酸化,拮抗激酶催化的磷酸化反应,在一些信号通路中起到负相调节的作用。在糖尿病患者中发现这些PTP的单核苷酸突变使蛋白表达增加或酶活力增强,因而施用这些潜在靶蛋白的小分子抑制剂成为治疗1型或2型糖尿病可能的新疗法。而PTPIA-2/IA-2β的胞内磷酸酶结构域被发现是大量1型糖尿病患者的自身免疫原,因此可针对PTPIA-2/IA-2β发展早期诊断并预防1型糖尿病的试剂盒。     

高通量筛选在抗病毒药物筛选中的应用

高通量筛选(high throughput screening, HTS)是以分子和细胞水平的实验方法为基础,在微孔板上以自动化操作系统执行实验过程,通过灵敏快速的检测仪器采集实验数据、运用计算机对实验数据进行实验结果的分析处理.因此HTS具有大量样品的快速筛选、分子和细胞水平的特异性作用靶点、检测系统的高灵敏度、自动化操作系统和数据采集传输处理系统等优点.     

代谢型谷氨酸受体5亚型高通量筛选模型的建立

目的: 利用荧光测钙的方法,建立了人源代谢型谷氨酸受体5亚型(mGluR5)的高通量筛选模型。方法: 通过基因合成得到mGluR5的ORF区域,并将其构建到pCNDA3.1真核表达载体上。将此重组质粒转染HEK293细胞,利用抗生素筛选和钙流检测方法得到稳定表达mGluR5的重组细胞株。结果: 对试验条件:接种密度,孵育时间,溶剂DMSO浓度进行了优化,建立了稳定可靠的实验系统。并使用该受体特异激动剂和拮抗剂进行了功能验证,其中激动剂EC50 L-Quisqualic acid(67.8nmol/L) > L-Glu(2.73μmol/L),抑制剂IC50 MTEP(3.3nmol/L) > Fenobam(23.5nmol/L)系统Z因子为0.68,证明建立了一个人源mGluR5抑制剂的细胞筛选模型。利用此重组细胞株对360种化合物进行了筛选,找到了若干对mGluR5有抑制效果的化合物。结论: 此细胞模型适用于mGluR5抑制剂的高通量筛选。     

高通量药物筛选技术的研究现状及光学编码技术在其中的应用

高通量药物筛选是创新药物研究的重要内容,本文综合介绍了高通量药物筛选的研究现状及发展趋势,及目前遇到的一些问题,如随着样品的体积达到微升量级时,目前所采用的孔板筛选遇到了一些难以克服的障碍,使化合物和药物靶点的相互作用难以进行等。针对这些问题,本文介绍了一种新的以自编码光谱识别微球为基础的新型高通量药物筛选技术在高通量药物筛选中的应用,同时简要介绍了我们目前所做的一些工作。     

Polycyclic phloroglucinols as PTP1B inhibitors from Hypericum longistylum: Structures,PTP1B inhibitory activities,and interactions with PTP1B

Protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) has been regarded as a target for the research and development of new drugs to treat type II diabetes and PTP1B inhibitors are potential lead compounds for this type of new drugs. A phytochemical investigation to obtain new PTP1B inhibitors resulted in the isolation of four new phloroglucinols, longistyliones A–D (1–4) from the aerial parts of Hypericum longistylum. The structures of 1–4 were elucidated on the basis of extensive 1D and 2D NMR spectroscopic data analysis, and the absolute configurations of these compounds were established by comparing their experimental electronic circular dichroism (ECD) spectra with those calculated by the time-dependent density functional theory method. Compounds 1–4 possess a rare polycyclic phloroglucinol skeleton. The following biological evaluation revealed that all of the compounds showed PTP1B inhibitory effects. The further molecular docking studies indicated the strong interactions between these bioactive compounds with the PTP1B protein, which revealed the possible mechanism of PTP1B inhibition of bioactive compounds. All of the results implied that these compounds are potentially useful for the treatment of type II diabetes.     

医院污水中硝化细菌的筛选及高通量鉴定

为了减轻医院污水中氮元素对环境的污染,经富集驯化从医院污水样品中筛选出了呈硝化阳性的硝化菌菌群HH-C、HH-E、HH-I、HH-J,采用高通量方法对硝化菌群进行鉴定,用氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐快速测定试剂盒对其进行定性测定,再经单菌筛选纯化出10株呈硝化阳性的硝化细菌HH-3、HH-6、HH-8、HH-12、HH-13、HH-16、HH-18、HH-19、HH-21、HH-22,经复筛对这10株菌进行功能验证,选出了3株COD和氨氮降解率高的菌HH-12、HH-13和HH-22并应用到医院污水的处理中。     

谷氨酸依赖型氨基转移酶的高通量筛选方法及其应用

目的:建立谷氨酸依赖型氨基转移酶-谷氨酸脱氢酶偶联反应的96孔板高通量筛选方法,并用于大肠杆菌氨基转移酶Wec E突变库的筛选。方法:通过优化偶联指示酶-谷氨酸脱氢酶、信号分子NADH浓度及双酶偶联反应时间,建立了光学法测定氨基转移酶活性的氨基转移酶-谷氨酸脱氢酶偶联反应方法;通过定点饱和突变技术构建了大肠杆菌氨基转移酶WecE的突变库;采用96孔板高通量初筛、摇瓶复筛获得了高活性的转氨酶突变体,并对纯化的突变体进行催化活力分析。结果:建立了谷氨酸依赖型氨基转移酶目标反应与0.5 U/ml L-谷氨酸脱氢酶和0.4 mmol/L NADH信号指示反应相偶联的筛选方法;构建了氨基转移酶WecE Tyr 321饱和突变库,通过96孔板高通量筛选,获得了催化活性比野生型提高3.4倍的突变体Y321F。结论:所建立高通量筛选方法背景干扰小,准确性高,为谷氨酸依赖型氨基转移酶分子进化提供了可行性方案。     

高通量筛选技术及其应用

主要介绍了高通量筛选技术(HTS,HighThroughputScreening)的原理,包括非细胞相筛选、细胞相筛选和生物表型筛选及其在生命科学和药学领域中的应用以及高通量筛选技术的发展趋势。     

黑色素皮质素受体激动剂的高通量筛选模型研究

为了建立黑色素皮质素受体（MC4R）激动剂的高通量筛选方法,将人的MC4R基因质粒（hMC4R/pCDNA3.1）与报告基因质粒（3×CRE/3×MRE/SRE-LUC）按1∶5的比例共转染到HEK293细胞,通过G418筛选,建立了稳定的MC4R激动剂筛选细胞株.利用MC4R内源激动剂α-MSH探索和优化了每孔接种细胞数目、激动剂孵育时间、溶剂DMSO终浓度、荧光素酶底物浓度等筛选条件,建立了可靠的筛选方法.实验表明：当细胞数目为4×10⁴个/孔,激动剂孵育时间为8 h,每孔DMSO终浓度小于1％和α-MSH终浓度为1 μmol/L时,系统Z'-因子接近0.7,能够用于MC4R激动剂的高通量筛选.     

Diterpenoids from the needles and twigs of the cultivated endangered pine Pinus kwangtungensis and their PTP1B inhibitory effects

Pinus kwangtungensis is an endangered pine species native to China. In the present study, 15 diterpenoids including three new labdane-type analogs were isolated and characterized during a pioneer phytochemical investigation on a mass-limited sample of the needles and twigs of this plant, which is growing in a Cantonese garden. The new structures, (4S,5R,9S,10R)-6-oxo-labd-7,13-dien-16,15- olid-19-oic acid (1), 15(S)-n-butoxypinusolidic acid (2), and β-d-glucopyranosyl- (4S,5R,9S,10R)-labda-8(17),13-dien-15,16-olid-19-oate (3), were established by extensive spectroscopic methods and some chemical transformations. Among the isolates, lambertianic acid (10) and cassipourol (15) showed inhibitory activities against human protein tyrosine phosphatase 1 B (PTP1B), a target for the treatment of type-II diabetes and obesity, with IC₅₀ values of 25.5 and 11.2 μM, respectively.     

Tyrosine phosphatase PTP1B modulates store-operated calcium influx

We have studied modulation of “store-operated calcium influx” by tyrosine phosphatases in the pancreatic acinar cell line AR42J and in HEK 293 cells. We show that inhibition of tyrosine phosphatases by bis-(N,N-dimethyl-hydroxamido) hydrooxovanadate (DMHV) leads to an increase in Ca²⁺ release-activated Ca²⁺ (CRAC) entry. This effect can be blocked in the presence of 2-aminoethyldiphenyl borate (2-APB). Furthermore, transfection of HEK 293 cells with the human wild-type tyrosine phosphatase PTP1B leads to inhibition of CRAC influx, whereas transfection with the substrate-trapping mutant of PTP1B (D181A) slightly increases Ca²⁺ influx. It also decreases enzymatic activity of PTP1B as compared to non-transfected cells. Our data suggest that CRAC influx is modulated by tyrosine phosphorylation and dephosphorylation which involves the tyrosine phosphatase PTP1B.