计算药物重定位策略在筛选AchE抑制剂中的应用

发布时间：2017-05-27 10:00

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【摘要】：在阿尔兹海默症、帕金森综合症、亨廷顿舞蹈症等神经退行性疾病的患者当中,记忆功能障碍和认知功能紊乱是最常出现的症状。然而就我们目前所掌握的信息来看,目前只有四种上市的药物被用于阿尔兹海默病的治疗,其中有3种都是乙酰胆碱酯酶的抑制剂(多奈哌齐、卡巴拉汀和加兰他敏)。不幸的是,这4种药物没有一种可以彻底阻止阿尔兹海默病的恶化。因此,我们的目标是希望可以获得新的、具有较小副作用的乙酰胆碱酯酶抑制剂,帮助神经退行性疾病的患者减轻苦。在本文的研究中,我们大规模分析了上市药物数据库及靶点数据库,同时采取对药物二维结构相似性以及静电势的相似性比较等结构生物信息学的手段从上市的药物中筛选潜在的乙酰胆碱酯酶抑制剂。根据虚拟筛选的结果,我们选择了13个激酶抑制剂用于体外的酶活测试实验,其中帕唑帕尼对AchE具有较高的抑制活性。在体内实验中,我们选择已经上市的AchE抑制剂分子多奈哌齐作为对照药物,通过灌胃给药的方式分别进行了新物体辨别实验、Y迷宫实验以及Morris水迷宫实验,对帕唑帕尼和多奈哌齐在体内的实验效果进行了比较。我们的研究团队得出了以下实验结论：(1) 根据二维虚拟筛选、药物二维结构和静电势能相似性比较的结果,我们发现了3种受体酪氨酸激酶抑制剂与多奈哌齐具有相近的ISR值和分子性质。这3种受体酪氨酸激酶抑制剂分别是：舒尼替尼、帕唑帕尼和索拉菲尼。(2)通过比较靶蛋白的药物结合位点相似性的方法,我们发现与AchE相似度最高的蛋白家族大多属于受体酪氨酸激酶蛋白家族。这一结果与小分子虚拟筛选的结果一致。(3)体外AchE的酶活抑制实验证明了我们基于结构生物信息学的筛选方法具有较高的可行性。我们第一次发现了帕唑帕尼与舒尼替尼这两种用于治疗癌症的受体酪氨酸激酶抑制剂可以抑制AchE的活性。其对AchE的ICso值分别为0.93μM和5.87μM。(4)体内实验结果表明,五分之一临床安全剂量的帕唑帕尼(15mg/kg)即可以有效地逆转神经退行性疾病的症状,其效果与已上市的神经系统保护药物多奈哌齐相当,且人体安全性良好。并且,帕唑帕尼可以显著提高大脑海马组织中Ach的含量,提高大脑中SYP的表达量。本研究采取了结构生物信息学、化学生物学与疾病模式动物实验相结合的药物发现新策略,证明了帕唑帕尼可以有效地逆转神经退行性疾病的症状。未来帕唑帕尼也许可以作为一种安全有效的治疗手段,用于神经退行性疾病的治疗。
【关键词】：神经退行性疾病 乙酰胆碱酯酶 帕唑帕尼
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R96
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-24
• 1.1 乙酰胆碱酯酶与神经退行性疾病10-11
• 1.1.1 概述10
• 1.1.2 阿尔兹海默病适用药物分类10-11
• 1.2 药物的重新定位在新药研发中的研究与应用11-15
• 1.2.1 药物的杂泛性—药物重新定位的理论基础11-12
• 1.2.2 靶点蛋白三级结构的相似性与药物杂泛性的关系12-13
• 1.2.3 蛋白质三级结构比对常用工具13-15
• 1.3 ISR(Intrinsic Specificiy Ratio)简介15-21
• 1.3.1 ISR概念的产生及其背景15-17
• 1.3.2 能量地貌图理论在计算ISR值中的应用17-20
• 1.3.3 基于ISR的二维虚拟筛选方法在药物研发中的应用20-21
• 1.4 OpenEye简介21-24
• 2 基于结构生物信息学的虚拟筛选24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 基于Drug Bank已上市药物的虚拟筛选24-28
• 2.2.1 二维虚拟筛选(2D-VS)24-26
• 2.2.2 基于分子结构与静电势能相似性的筛选26-28
• 2.3 筛选结果与讨论28-33
• 2.3.1 二维虚拟筛选(2D-VS)的实验结果与讨论28-30
• 2.3.2 基于分子结构与静电势能相似性的筛选结果与讨论30-33
• 2.4 本章小结33-34
• 3 受体蛋白结合位点三级结构相似性的比对34-43
• 3.1 引言34
• 3.2 用于三级结构比对的受体集合的建立34-35
• 3.3 利用TM-Align进行三级结构比对的操作步骤35-39
• 3.4 结果与讨论39-42
• 3.5 本章小结42-43
• 4 帕唑帕尼生物活性验证43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 实验材料与仪器43-44
• 4.2.1 主要试剂43-44
• 4.2.2 主要仪器44
• 4.3 实验方法44-48
• 4.3.1 体外AchE酶活抑制实验44-45
• 4.3.2 帕唑帕尼体内实验45-46
• 4.3.3 帕唑帕尼分子水平实验46-48
• 4.4 结果与讨论48-53
• 4.4.1 体外AchE酶活抑制实验结果48-49
• 4.4.2 新物体辨别与Y迷宫实验结果49-51
• 4.4.3 大鼠Morris水迷宫实验结果51-52
• 4.4.4 帕唑帕尼分子水平的实验结果52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-61
• 附录A61-71
• 附录B71-75
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况75-76
• 致谢76-77

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1 D.K.LIM;B.HOSKINS;I.K.HO;;Effects of Diisopropylfluorophosphate on Brain Acetylcholinesterase, Butyryicholinesterase, and Neurotoxic Esterase in Rats[J];Biomedical and Environmental Sciences;1989年03期

2 张惠君;陈以慈;姚志彬;顾耀铭;;坐骨神经损伤后AChE在大鼠脊髓腰段后角、前角中动态变化的分析比较[J];广东解剖学通报;1992年02期

3 张惠君;陈以慈;姚志彬;顾耀铭;;坐骨神经损伤后大鼠脊髓腰段前角AChE的变化[J];广东解剖学通报;1991年02期

4 唐竹吾;唐建武;赵薇;李岩;;大鼠隔区AChE阳性神经元向海马的投射[J];解剖学杂志;1993年01期

5 朱美财,孙曼霁,辛颜彬,方允中;Monoclonal Antibodies Against Human Brain Acetylcholinesterase and Properties of Epitopes Directed by the Antibodies[J];Chinese Science Bulletin;1994年16期

6 周思红;刘宇;王艳春;;跑台上下坡运动对大鼠腓肠肌AChE活性的影响[J];中国运动医学杂志;2014年06期

7 金其煌,张学军;乙酰胆碱酯酶(AChE)与β淀粉样肽(Aβ)的相互关系[J];生命科学;2004年01期

8 ;Overexpression of acetylcholinesterase inhibited cell proliferation and promoted apoptosis in NRK cells[J];Acta Pharmacologica Sinica;2004年08期

9 张英鸽 ,白春礼 ,王琛 ,赵德禄 ,苏明 ,林璋 ,田芳;Intermolecular forces between acetylcholine and acetylcholinesterases studied with atomic force microscopy[J];Science in China(Series B);1999年05期

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本文编号：399556