基于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的抗糖尿病天然產(chǎn)物作用靶點(diǎn)和機(jī)制研究.pdf

1、本文共包括兩部分，第一章、詳細(xì)論述了金線蓮苷衍生物C6對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子B（VEGFb）-血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體1（VEGFR1）通路的抑制作用，綜合評(píng)價(jià)C6對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠模型的治療作用，探討其降糖作用機(jī)制；第二章、則論述了新型11β-HSD1天然小分子抑制劑虛擬篩選及活性評(píng)價(jià)的研究過(guò)程。
　　第一章：
　　本課題組前期對(duì)具有降糖降脂活性天然產(chǎn)物金線蓮苷進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和修飾，通過(guò)化學(xué)合成法合成一系列衍生物C1~

2、6，前期活性初篩顯示C6可顯著控制STZ誘導(dǎo)2型糖尿病大鼠血糖水平，且其治療效果顯著優(yōu)于其他衍生物。本文通過(guò)計(jì)算機(jī)反向虛擬篩選技術(shù)發(fā)現(xiàn)其潛在的作用靶點(diǎn)為VEGFR1。
　　為驗(yàn)證反向虛擬篩選的結(jié)果，本文成功表達(dá)并純化 VEGFb及其受體VEGFR1結(jié)合部分結(jié)構(gòu)域，微量熱泳動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)二者結(jié)合力極高，解離常數(shù)（Kd）為757±67.5 nM，C6可顯著抑制VEGFb與VEGFR1的結(jié)合，EC50為5.37±0.79?M，遠(yuǎn)低于其他衍生

3、物。
　　體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)C6具有良好的體內(nèi)抗糖尿病活性，能治療并改善自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的高血糖、胰島素抵抗和高血脂等癥狀，提高糖尿病小鼠的糖耐量；降低肝臟及腎臟損傷程度，保護(hù)胰腺形態(tài)，抑制胰島增生，維護(hù)胰島細(xì)胞功能穩(wěn)態(tài)；同時(shí)C6能降低心肌組織內(nèi)VEGFb-VEGFR1信號(hào)通路下游蛋白FATP3和 FATP4的表達(dá)水平；說(shuō)明其降糖機(jī)制為控制心臟和骨骼肌中脂肪酸的內(nèi)皮攝取和運(yùn)輸，阻止異常的脂質(zhì)沉積，增加肌肉葡萄糖攝取，最終達(dá)

4、到治療2型糖尿病的目的。
　　綜上所述，金線蓮苷衍生物C6是一個(gè)新型小分子VEGFb-VEGFR1信號(hào)通路抑制劑，可作為潛在的2型糖尿病治療候選藥物。
　　第二章:
　　糖皮質(zhì)激素（Glucocorticoids, GCs）具有調(diào)節(jié)糖和脂肪的代謝、免疫反應(yīng)、細(xì)胞增殖等作用，糖皮質(zhì)激素的蓄積往往會(huì)導(dǎo)致代謝綜合征的出現(xiàn)，包括肥胖、胰島素抵抗、高血脂、高血壓和內(nèi)臟的脂肪堆積等。11β羥基類固醇脫氫酶1（11β-HSD1）是調(diào)

5、節(jié)人體代謝的關(guān)鍵酶，其在 NADPH輔助下催化無(wú)活性可的松還原成有活性氫化可的松，放大局部活性糖皮質(zhì)激素水平，而抑制11β-HSD1可恢復(fù)外周組織對(duì)胰島素的敏感性，因此11β-HSD1成為當(dāng)今治療糖尿病研究熱點(diǎn)。天然產(chǎn)物因其骨架結(jié)構(gòu)豐富、藥理作用廣泛及相對(duì)低毒性等優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)今最大的藥物來(lái)源。
　　本文通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬篩選技術(shù)，從ZINC天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫(kù)及本課題組324個(gè)天然產(chǎn)物中篩選潛在的11β-HSD1抑制劑，然后通過(guò)微量熱泳動(dòng)技

6、術(shù)評(píng)價(jià)課題組評(píng)分前20的化合物與11β-HSD1的結(jié)合力，并采用HPLC-MS/MS方法評(píng)價(jià)其體外抑制活性，最后采用蛋白質(zhì)晶體學(xué)技術(shù)嘗試得到活性天然產(chǎn)物與11β-HSD1的共結(jié)晶。
　　本文發(fā)現(xiàn)一個(gè)天然活性11β-HSD1抑制劑，其IC50為1.86μM且可與重組人11β-HSD1顯著結(jié)合（Kd=256±11μM），雖然暫時(shí)未獲得分辨率較高的晶體結(jié)構(gòu)，但計(jì)算機(jī)對(duì)接發(fā)現(xiàn)該化合物可有效占據(jù)11β-HSD1的活性位點(diǎn)，是極具有潛力的先導(dǎo)