藥物配體與生物大分子受體

《藥物配體與生物大分子受體》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第３２卷分析化學(xué)（ＦＥＮＸＩＨＵＡＸＵＥ）評(píng)述與進(jìn)展第１１期PS22PDF(TrialVersion)２００４年１１月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ１５３２～１５３７評(píng)述WWW.CCYT.NET與進(jìn)展藥物配體與生物大分子受體相互作用核磁共振的研究進(jìn)展１，２２＊１紀(jì)竹生劉買(mǎi)利胡繼明１（武漢大學(xué)分析測(cè)試中心，武漢４３００７２）２（中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢４３００７１）摘要藥物與生物體內(nèi)目標(biāo)大分子之間的相互作用，是決定藥物藥理活性和代謝穩(wěn)定性的主要因素。如何快速高效地識(shí)別出能與靶分子相互作用且能抑制其體外活性的

2、藥物分子，是制藥工業(yè)普遍關(guān)注的問(wèn)題。核磁共振已經(jīng)成為研究小分子配體和生物大分子相互作用的一種非常重要的手段。檢測(cè)小分子配體信號(hào)在作用過(guò)程中的變化以識(shí)別藥物分子，是核磁共振進(jìn)行藥物篩選的主要方法之一。本文介紹了近年來(lái)這方面的研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞核磁共振，藥物篩選，評(píng)述１引言大多數(shù)藥物分子均通過(guò)與生物體內(nèi)的大分子（如蛋白質(zhì)）結(jié)合起作用。因而要得到一個(gè)具有良好生物利用度（ｂｉｏ-ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）、代謝穩(wěn)定性和低毒性的藥物，首先必須尋找到和生物靶分子高度親和性和選擇性結(jié)合的分子（通常稱(chēng)為先導(dǎo)化合物，ｌｅａｄｃｏｍｐｏｕｎｄ）。為了能快速地尋找到這種分子，近２０年［１］來(lái)人們研究了許多方法。

3、這些方法主要涉及兩個(gè)過(guò)程：即尋找先導(dǎo)化合物，然后對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。前一過(guò)程涉及到與靶分子相互作用且能抑制其體外活性的藥物分子的識(shí)別，后一過(guò)程則是根據(jù)體外活性、生物利用度、藥理和毒理性質(zhì)對(duì)潛在藥物進(jìn)行優(yōu)化。在以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的藥物設(shè)計(jì)過(guò)程中，核磁共振（ＮＭＲ）方法被典型地用于先導(dǎo)化合物的優(yōu)化，該研究包括蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)-配體絡(luò)合物的溶液結(jié)構(gòu)測(cè)定和用同位素編輯／濾波或核Ｏｖｅｒｈａｕｓｅｒ效應(yīng)（ｎｕｃｌｅａｒＯｖｅｒｈａｕｓｅｒｅｆｆｅｃｔ，ＮＯＥ）技術(shù)迅速測(cè)定在蛋白-配［２］［３］體絡(luò)合物中配體的結(jié)構(gòu)。最近，人們發(fā)現(xiàn)ＮＭＲ也可以用于藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程中尋找先導(dǎo)化合物。在該應(yīng)用中，核磁共振被用于快速、高效地

4、測(cè)定分子間的相互作用，在原子水平上獲得信息，指導(dǎo)以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的藥物設(shè)計(jì)。在配體與受體發(fā)生作用時(shí)，許多ＮＭＲ參數(shù)將發(fā)生變化，這就是ＮＭＲ能用于藥物篩選的主要原因。ＮＭＲ可用多種方法測(cè)定藥物和蛋白的相互作用，如化學(xué)位移變化、線寬變化、轉(zhuǎn)移ＮＯＥ及脈沖梯度場(chǎng)［４～１１］實(shí)驗(yàn)（ｐｕｌｓｅｄ-ｆｉｅｌｄｇｒａｄｉｅｎｔ，ＰＦＧ）等。這些方法可以分為檢測(cè)蛋白信號(hào)和檢測(cè)配體信號(hào)。前一類(lèi)型［１２］的主要代表為ＳＡＲｂｙＮＭＲ（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｃｔｉｖｉｔｙｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｙＮＭＲ），該方法需要知道靶蛋白確切的１５三維結(jié)構(gòu)，同時(shí)還必須有足夠量的Ｎ標(biāo)記的靶蛋白，因此具有一定的局限性。后一類(lèi)型則

5、采用脈沖梯度擴(kuò)散測(cè)量、轉(zhuǎn)移ＮＯＥ或ＮＭＲ線加寬來(lái)檢測(cè)小分子配體信號(hào)。與觀測(cè)蛋白信號(hào)相比，觀測(cè)配體信號(hào)有很多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)觀測(cè)混合物中所有小分子信號(hào)有助于識(shí)別與靶蛋白結(jié)合的特定成分而無(wú)須去卷積。更重要的是，直接觀測(cè)配體，排除了對(duì)蛋白進(jìn)行同位素標(biāo)記的需要，因而允許目標(biāo)蛋白有較大的分子量。正是這兩點(diǎn)限制了ＳＡＲｂｙＮＭＲ的應(yīng)用。本文將介紹這些技術(shù)的近期發(fā)展。２親和磁共振（ａｆｆｉｎｉｔｙＮＭＲ）［１３］親和磁共振是近年來(lái)出現(xiàn)的一種研究受體-配體相互作用的方法，它將與特殊受體有結(jié)合作用２００２-１２-２２收稿；２００３-０５-２６接受本文系中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

6、室資助課題（Ｎｏ．９９１５０８）PS22PDF(TrialVersion)第１１期紀(jì)竹生等：藥物配體與生物大分子受體相互作用核磁共振的研究進(jìn)展１５３３的活性配體從與非活性化合物組成的混合物中識(shí)別出來(lái)。由于親和磁共振不需要對(duì)混合物進(jìn)行物理分離，也不需WWW.CCYT.NET要去卷積步驟，因此它能提高藥物篩選的效率和準(zhǔn)確性。親和磁共振方法的基本前提是：當(dāng)配體與受體結(jié)合時(shí)，該低分子量配體的擴(kuò)散速率發(fā)生明顯的變化，其結(jié)果是結(jié)合和非結(jié)合配體的擴(kuò)散系［１４，１５］數(shù)明顯不同，從而允許采用ＰＦＧ實(shí)驗(yàn)從該配體和眾多與靶蛋白無(wú)結(jié)合作用的分子的混合物中對(duì)該配體進(jìn)行識(shí)別。ＰＦＧ實(shí)驗(yàn)常用于測(cè)定分子的擴(kuò)散系數(shù)，該

7、實(shí)驗(yàn)常用的兩個(gè)脈沖序列為縱向渦流延遲（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ［１６］ｅｄｄｙ-ｃｕｒｒｅｎｔｄｅｌａｙ，ＬＥＤ）和雙極性脈沖縱向渦流延遲（ｂｉｐｏｌａｒｐｕｌｓｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｅｄｄｙ-ｄｅｌａｙ，ＢＰＰ-［１７］ＬＥＤ）。通過(guò)增加梯度強(qiáng)度或持續(xù)時(shí)間，ＬＥＤ和ＢＰＰ-ＬＥＤ序列可以擴(kuò)展為多維形式，其中一個(gè)軸表示的是擴(kuò)散系數(shù)。這兩個(gè)序列也可以和傳統(tǒng)的多維ＮＭＲ實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，通過(guò)擴(kuò)散系數(shù)增加譜分辨率。簡(jiǎn)而言之，結(jié)合ＰＦＧ擴(kuò)散排