2010-02-08 15:01:34lin

新型抗愛滋藥物找到結構基礎

據美國斯克里普斯研究所網站 201023報導稱,該所科學家最近發現了兩種化合物,可作用於人類免疫缺陷病毒(HIV)蛋白酶的新的結合點位,從而為開發出療效更好、更抗耐藥性的新型愛滋病藥物奠定了基礎。相關研究成果將刊登在3月出版的《化學生物學和藥物設計》雜誌上。

蛋白酶抑制劑是愛滋病治療中廣泛使用的藥物之一。通常情況下,HIV蛋白酶的形狀會表明它的功能。在自我複製過程中,病毒會製成一種長的蛋白鏈,而蛋白酶會將其碎裂為更短的片段,以使新的HIV病毒粒子最終裝配成功。

蛋白酶分子兩側生有兩個剪刀樣的襟翼,通過襟翼的開閉來完成從長蛋白鏈上分離出片段的任務。目前的HIV蛋白酶藥物,即是模仿HIV蛋白酶鏈的某些區域(如裂解位元點)的形狀,與蛋白酶中空部位的活性位點綁定,從而使蛋白酶失去效能,阻止HIV產生新的傳染粒子。

斯克里普斯研究所亞瑟·奧爾森實驗室的研究助理亞曆克斯·L·佩里曼,用電腦對一種具有多重抗藥性的變異HIV毒株(V82F / I84V)的運動狀況進行了模擬。結果表明,抗藥性蛋白酶分子的襟翼比普通蛋白酶分子的襟翼會開放更多,且更靈活。當藥物進入活性位點綁定凹槽時,要關閉襟翼就需要更多的能量,而目前的藥物卻無法提供這些能量。其結果是藥物不會停留在綁定位點,凹槽還是會被HIV蛋白鏈所用,從而產生新的傳染粒子。

透過模擬實驗,佩里曼及同事確定了解決該問題的方法。如同控制剪刀開閉需要在剪刀柄上施力一樣,佩里曼設想,新藥物應該能與蛋白酶兩側的可選位點綁定,從末端抑制襟翼,給抗HIV藥物以足夠的幫助來關閉襟翼,使蛋白酶失效。這些化合物應該是一種“變構片段”,具有小分子結構,可轉變分子的力學特性。

為找到這種化合物,在過去幾年裏,佩里曼研究小組對數百個化合物片段進行了篩選。他們首先對分子的不同構象進行晶化處理,然後從這些晶體中篩選出一組片段,通過斯坦福同步輻射光源(SSRL)來判定它們中哪一個具有所需的結構特點。最終,研究人員發現了兩個採樣。透過附加x射線結晶實驗證實,這些片段的確會與蛋白酶的新位點綁定,從而會改變蛋白酶的結構偏好。

斯克里普斯研究所的助理教授斯托特指出,該研究能使科學家窺探到一個對抗HIV蛋白酶的全新藥物設計方法。研究表明,蛋白酶分子具有兩個非活性位點綁定凹槽(變構部位),可用來開發對抗HIV的耐藥性的新戰略。

佩里曼則稱,實驗證實了計算模型假設,即HIV蛋白酶具有除活性位點外的表面凹槽,可將藥物綁定。以這些位點為靶點的藥物可使現在的活性位點抑制藥物更有效。而將非活性位點作為藥物標靶的戰略對其他疾病也有效果,尤其是當存在基因突變導致抗藥性出現時更是如此。這兩個新化合物十分微小,僅是“片段”,因此目前還不能指望它們成為強力抑制劑。但這是一個開始,佩里曼表示,這一研究結果為開發新型的抗愛滋病藥物奠定了結構基礎。

 

【資料來源:科技日報20100205報導