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昆明植物所在活性天然產(chǎn)物分子靶點和作用機(jī)制研究中取得新進(jìn)展 文章來源:植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國家重點實驗室 | 發(fā)布時間:2022-07-22 | 作者:鞠鵬,劉將新 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 活性天然產(chǎn)物的靶點與作用機(jī)制等分子藥理學(xué)研究對于天然產(chǎn)物的創(chuàng)新藥物研發(fā)至關(guān)重要;中藥藥效物質(zhì)和作用靶點不清晰,是阻礙中藥現(xiàn)代化與國際化的重要因素;用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)闡明中藥主要活性成分的作用靶點和分子機(jī)制,在分子層面對藥用植物活性成分-靶點作用關(guān)系研究,是中藥現(xiàn)代研究的關(guān)鍵與核心。 中國科學(xué)院昆明植物研究所植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國家重點實驗室“創(chuàng)新藥與中藥現(xiàn)代研究”攻關(guān)團(tuán)隊長期致力于針對特定藥物靶點的天然產(chǎn)物先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)及功能的系統(tǒng)研究。近期,該攻關(guān)團(tuán)隊劉將新副研究員在對傳統(tǒng)中藥材丹參、土荊皮的研究中取得重要新進(jìn)展。 從丹參主要成分中發(fā)現(xiàn)特異靶向關(guān)鍵免疫因子和免疫檢查點IDO1和TDO的新抑制劑并闡明了其作用機(jī)制。人體必需氨基酸色氨酸代謝主要通過犬尿氨酸途徑,吲哚胺2,3-雙加氧酶IDO和色氨酸2,3-雙加氧酶TDO共同催化該代謝途徑的第一步。IDO和TDO在多種腫瘤細(xì)胞中高表達(dá),介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸,因此作為腫瘤免疫治療靶點備受關(guān)注。劉將新副研究員從丹參主要成分中發(fā)現(xiàn)特異靶向關(guān)鍵免疫因子和免疫檢查點IDO1和TDO的新抑制劑。以丹參酮IIA和隱丹參酮為母體化合物,進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,系統(tǒng)研究構(gòu)效關(guān)系,獲得一系列IDO/TDO雙選擇性抑制活性增強(qiáng)的衍生物?;衔飳@勋@授權(quán)(具有IDO/TDO雙選擇性抑制活性的丹參酮IIA衍生物,授權(quán)專利號:ZL201811380089.3)。對于先導(dǎo)化合物30已完成臨床前一系列生物學(xué)評價,評價先導(dǎo)化合物的生物活性和確定作用機(jī)理。詳細(xì)闡釋先導(dǎo)化合物30與靶點IDO、TDO的分子作用機(jī)制、結(jié)合方式和作用機(jī)理,該研究為后續(xù)基于特定藥物靶點的天然產(chǎn)物先導(dǎo)化合物的臨床前研究奠定堅實的基礎(chǔ)。 相關(guān)研究成果發(fā)表于藥物化學(xué)主流期刊European Journal of Medicinal Chemistry(2022,235:114294)。同時獲得其他一系列化學(xué)骨架的IDO或TDO抑制劑,相關(guān)工作發(fā)表于Phytochemistry(2022, 200:113244)。
圖1 靶向IDO/TDO的先導(dǎo)化合物30的發(fā)現(xiàn)及作用機(jī)制研究 發(fā)現(xiàn)土荊皮甲酸PAA為新的Hsp90抑制劑并闡明了其作用機(jī)理。傳統(tǒng)中藥土荊皮(或土槿皮)(Pseudolarix kaempferi Gord.)是我國特有松科植物金錢松的干燥根皮或近根樹皮,收載于《中華人民共和國藥典》,主要藥理學(xué)功能為抗菌和抗腫瘤活性,土荊皮甲酸PAA是其主要活性成分之一。然而,PAA抗腫瘤的作用靶點不清晰,亟待揭示。
圖2 土荊皮甲酸PAA、PAA分子探針、化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定靶點Hsp90,以及靶點Hsp90與PAA相互作用研究 劉將新副研究員利用化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)系統(tǒng)研究土荊皮甲酸PAA的潛在靶點。通過核磁共振NMR、變性熒光素酶復(fù)性、基于表面等離子共振的Biacore等多種技術(shù)確認(rèn)PAA直接作用靶點之一是熱休克蛋白質(zhì)90(heat shock protein, HSP90),深入研究靶點Hsp90與PAA分子水平相互作用,解析參與相互作用的重要氨基酸和PAA關(guān)鍵基團(tuán)(圖2),闡釋土荊皮甲酸PAA作為新的Hsp90抑制劑,通過caspase-8/caspase-3途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。該研究成果以Discovery of pseudolaric acid A as a new Hsp90 inhibitor uncovers its potential anticancer mechanism發(fā)表在主流期刊Bioorganic Chemistry上。 上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項目(21778059)等項目的支持。 (責(zé)任編輯:李雪)
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