基于蛋白質結構的抗糖尿病天然產(chǎn)物作用靶點和機制研究.pdf

1、本文共包括兩部分，第一章、詳細論述了金線蓮苷衍生物C6對血管內(nèi)皮生長因子B（VEGFb）-血管內(nèi)皮生長因子受體1（VEGFR1）通路的抑制作用，綜合評價C6對自發(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價的研究過程。
　　第一章：
　　本課題組前期對具有降糖降脂活性天然產(chǎn)物金線蓮苷進行結構改造和修飾，通過化學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。本文通過計算機反向虛擬篩選技術發(fā)現(xiàn)其潛在的作用靶點為VEGFR1。
　　為驗證反向虛擬篩選的結果，本文成功表達并純化 VEGFb及其受體VEGFR1結合部分結構域，微量熱泳動研究發(fā)現(xiàn)二者結合力極高，解離常數(shù)（Kd）為757±67.5 nM，C6可顯著抑制VEGFb與VEGFR1的結合，EC50為5.37±0.79?M，遠低于其他衍生

3、物。
　　體內(nèi)實驗證實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，保護胰腺形態(tài)，抑制胰島增生，維護胰島細胞功能穩(wěn)態(tài)；同時C6能降低心肌組織內(nèi)VEGFb-VEGFR1信號通路下游蛋白FATP3和 FATP4的表達水平；說明其降糖機制為控制心臟和骨骼肌中脂肪酸的內(nèi)皮攝取和運輸，阻止異常的脂質沉積，增加肌肉葡萄糖攝取，最終達

4、到治療2型糖尿病的目的。
　　綜上所述，金線蓮苷衍生物C6是一個新型小分子VEGFb-VEGFR1信號通路抑制劑，可作為潛在的2型糖尿病治療候選藥物。
　　第二章:
　　糖皮質激素（Glucocorticoids, GCs）具有調節(jié)糖和脂肪的代謝、免疫反應、細胞增殖等作用，糖皮質激素的蓄積往往會導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

5、節(jié)人體代謝的關鍵酶，其在 NADPH輔助下催化無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激素水平，而抑制11β-HSD1可恢復外周組織對胰島素的敏感性，因此11β-HSD1成為當今治療糖尿病研究熱點。天然產(chǎn)物因其骨架結構豐富、藥理作用廣泛及相對低毒性等優(yōu)勢，成為當今最大的藥物來源。
　　本文通過計算機虛擬篩選技術，從ZINC天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫及本課題組324個天然產(chǎn)物中篩選潛在的11β-HSD1抑制劑，然后通過微量熱泳動技

6、術評價課題組評分前20的化合物與11β-HSD1的結合力，并采用HPLC-MS/MS方法評價其體外抑制活性，最后采用蛋白質晶體學技術嘗試得到活性天然產(chǎn)物與11β-HSD1的共結晶。
　　本文發(fā)現(xiàn)一個天然活性11β-HSD1抑制劑，其IC50為1.86μM且可與重組人11β-HSD1顯著結合（Kd=256±11μM），雖然暫時未獲得分辨率較高的晶體結構，但計算機對接發(fā)現(xiàn)該化合物可有效占據(jù)11β-HSD1的活性位點，是極具有潛力的先導