抗耐药性的平滑受体拮抗剂的作用机制研究及其优化
发布时间：2021-08-24 07:11
平滑受体（Smoothened receptor,SMO）是G蛋白偶联受体（GPCRs）F家族中的一员,在刺猬（Hedgehog,Hh）信号通路中起着关键作用,是极其重要的药物靶标。SMO的抑制剂可用于治疗相关癌症,目前已有三个上市的小分子药物。然而用药不久后这些临床药物出现严重耐药现象,大大降低药物的疗效。相关研究结果表明,SMO受体中药物分子结合口袋附近的氨基酸突变是引起耐药现象的主要原因。开发相关的具有抗耐药性的小分子配体是一项迫在眉睫的挑战。咪唑烷二酮类的小分子拮抗剂Allo-1对野生型和耐药突变型的SMO受体均保持较高的抑制活性,但其抗耐药机制未知。基于Allo-1的分子结构,我们通过合理设计光亲和标记工具分子,并开发了共定位的标记策略探究其抗耐药作用机制。通过利用质谱学、生物化学、药物化学以及计算生物学多学科联合研究,我们发现了Allo-1位于SMO受体底部的结合口袋。结果显示,这一结合位点远离SMO受体中常见的耐药性突变位点,阐释了其具有抗耐药性的机制。基于此作用模式,我们进一步优化了具有抗耐药潜力的平滑受体拮抗剂。我们通过“分割和衍化”的方式设计并合成了多个系列的All...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海药物研究所)上海市
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Hh信号通路的激活（A）和抑制状态（B）5
抗耐药性的平滑受体拮抗剂的作用机制研究及其优化8的现象72。图1.7药物耐药性相关SMO突变位点73Figure1.7SMOmutationsitesrelatedtodrugresistance根据SMO跨膜结构域进行比对，与耐药性相关的SMO突变可大致分为两类：第一类是配体和药物结合口袋相关的耐药性突变，第二类是更远处的关键突变。全面的基因组分析也总结了SMO抗性的确切突变位点（图1.7）。SMO位于结合口袋的突变有D473、I408、W281、V321、C469、H231和Q477（图1.8）74,75。在基于Gli荧光素酶的报告基因实验中，与野生型相比，形成氢键网络的D473Y、N219D、S387N和D384N突变对维莫德吉的结合降低75,76。还有一些突变体H231和Q635表现出对维莫德吉的部分抗性，而G497W不仅可以形成反应性的SMO受体，而且还可以通过SMO构象重排来阻止维莫德吉的结合76。同时，位于SMO结合口袋远处的突变，例如W535L，S533N，A459V，T241M和L412F等也能够引起维莫德吉的耐药74,75,77,78。据研究发现，对36个散发性BCC肿瘤内发现了1个存在W535突变，在30个抗药性BCC肿瘤内却发现了5个存在W535突变。值得一提的是，W535位于SMO跨膜区第7个螺旋上，并通过与周围的关键氨基酸协调来调整构象，已证实与A类GPCR的激活密切相关74,79。还有些关键区域的SMO突变包括V321M，L412F和F460L78，这些残基位于跨膜螺旋的关键区域，与激活状态和非激活状态密切相关。因此推测是这些远端的突变破坏了SMO结构的稳定性，从而促进了SMO的异常激活以及降
第一章引言9低了对抑制剂的亲和力。图1.8SMO结合口袋附近的氨基酸突变74Figure1.8SMOmutationslocatedatthebindingpocket1.2平滑受体结构生物学研究进展图1.9SMO结构示意图Figure1.9ThediagramofSMOstructure平滑受体（SMO）属于G蛋白偶联受体（Gprotein-coupledreceptor,GPCR）中的F家族。SMO由具有富含半胱氨酸的胞外域（Cysteinerichdomain,CRD）、铰链区（Linkerdomain，LD）、跨膜域（Transmembranedomain,TMD）以及膜内域（Intracellulardomain,ICD）组成。CRD和TMD之间通过中间的一段LD区域进行连接。TMD的7个螺旋之间通过6个环链接（Loop）连接，胞外的3个Loop称为胞外环形链接区域（Extracellularloop,ECL），胞内的3个Loop称为胞内环形链接区域（Intracellularloop,ICL）（图1.9）80。而其ICD则是一段结构无
本文编号：3359532
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海药物研究所)上海市
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Hh信号通路的激活（A）和抑制状态（B）5
抗耐药性的平滑受体拮抗剂的作用机制研究及其优化8的现象72。图1.7药物耐药性相关SMO突变位点73Figure1.7SMOmutationsitesrelatedtodrugresistance根据SMO跨膜结构域进行比对，与耐药性相关的SMO突变可大致分为两类：第一类是配体和药物结合口袋相关的耐药性突变，第二类是更远处的关键突变。全面的基因组分析也总结了SMO抗性的确切突变位点（图1.7）。SMO位于结合口袋的突变有D473、I408、W281、V321、C469、H231和Q477（图1.8）74,75。在基于Gli荧光素酶的报告基因实验中，与野生型相比，形成氢键网络的D473Y、N219D、S387N和D384N突变对维莫德吉的结合降低75,76。还有一些突变体H231和Q635表现出对维莫德吉的部分抗性，而G497W不仅可以形成反应性的SMO受体，而且还可以通过SMO构象重排来阻止维莫德吉的结合76。同时，位于SMO结合口袋远处的突变，例如W535L，S533N，A459V，T241M和L412F等也能够引起维莫德吉的耐药74,75,77,78。据研究发现，对36个散发性BCC肿瘤内发现了1个存在W535突变，在30个抗药性BCC肿瘤内却发现了5个存在W535突变。值得一提的是，W535位于SMO跨膜区第7个螺旋上，并通过与周围的关键氨基酸协调来调整构象，已证实与A类GPCR的激活密切相关74,79。还有些关键区域的SMO突变包括V321M，L412F和F460L78，这些残基位于跨膜螺旋的关键区域，与激活状态和非激活状态密切相关。因此推测是这些远端的突变破坏了SMO结构的稳定性，从而促进了SMO的异常激活以及降
第一章引言9低了对抑制剂的亲和力。图1.8SMO结合口袋附近的氨基酸突变74Figure1.8SMOmutationslocatedatthebindingpocket1.2平滑受体结构生物学研究进展图1.9SMO结构示意图Figure1.9ThediagramofSMOstructure平滑受体（SMO）属于G蛋白偶联受体（Gprotein-coupledreceptor,GPCR）中的F家族。SMO由具有富含半胱氨酸的胞外域（Cysteinerichdomain,CRD）、铰链区（Linkerdomain，LD）、跨膜域（Transmembranedomain,TMD）以及膜内域（Intracellulardomain,ICD）组成。CRD和TMD之间通过中间的一段LD区域进行连接。TMD的7个螺旋之间通过6个环链接（Loop）连接，胞外的3个Loop称为胞外环形链接区域（Extracellularloop,ECL），胞内的3个Loop称为胞内环形链接区域（Intracellularloop,ICL）（图1.9）80。而其ICD则是一段结构无
本文编号：3359532
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