BACE1抑制剂分子水平高通量筛选体系的建立

目的建立体外分子水平β-分泌酶(BACE1)抑制剂高通量筛选体系。方法采用均相时间分辨荧光法(HTRF),通过优化反应时间、酶浓度、检测仪器等实验条件,建立BACE1抑制剂高通量筛选体系,根据待测样品对BACE1活性抑制程度筛选其抑制剂。结果采用HTRF法建立了BACE1抑制剂高通量筛选体系,其中反应时间确定为6h、BACE1浓度为670U/L,采用VICTOR3酶标仪测得信噪比为649.6,信背比为44.6,Z′因子为0.91,变异系数小于10%,并筛选到一系列IC50小于10-6mol/L的化合物。结论采用HTRF法建立的BACE1抑制剂筛选体系灵敏度高、特异性和稳定性好,可用于BACE1抑制剂的高通量筛选。

具有新型核心结构的肽类BACE1抑制剂的设计、合成及活性评价

BACE1(β-Site APP cleaving enzyme 1,β-secretase 1,Asp2,memapsin 2)抑制剂可能成为防治老年痴呆症的突破口之一,KMI-008是羟甲羰基(Hydroxymethylcarbonyl,HMC)类BACE1抑制剂中的先导化合物,其核心结构Pns(Phenylnorstatine)与BACE1的催化中心通过氢键和疏水作用,模拟了酶与底物形成的四面体过渡态,从而抑制BACE1.为寻找新结构的BACE1抑制剂,本研究以KMI-008为先导化合物,分别或同时引入4-羟基或氨基取代的脯氨酸及苯丙氨酸,筛选功能基的优势构象使其与酶形成氢键,并模拟Pns的疏水作用,进而模拟BACE1与底物形成的四面体过渡态,寻找新的核心结构.设计并合成了19条肽序列,用时间分辨荧光法测定目标肽体外对BACE1的抑制作用.所合成化合物对BACE1有一定的抑制作用,其中两个化合物LK-MX-41和LK-MX-42与先导化合物的活性相近,其核心结构由L-Phe-D-Pro组成,可以模拟BACE1的催化中心与底物相互作用的过渡态;含有该结构的肽序列,有望成为研究肽类BACE1抑制剂的另一途径.应用Autodock 4将所合成化合物与BACE1进行对接,结合体外活性测试结果,对构效关系进行了初步探讨.先导化合物及目标肽用固相法合成,经RP-HPLC测定纯度,ESI-MS确定分子量.

基于作用机制的氨基恶唑啉呫吨类BACE1抑制剂的分子设计

天冬氨酰蛋白酶(β-site amyloid precursor protein cleaving enzyme 1,BACE1)作为治疗阿尔兹海默症的潜在靶点,其抑制剂的开发已成为医学领域的重要研究方向。本文以59个氨基恶唑啉呫吨类BACE1抑制剂为研究对象,运用比较分子相似性指数(comparative molecular similarity index,Co MSIA)和分子对接方法,深入挖掘影响抑制剂活性的特征结构,以及抑制剂与BACE1间的结合模式和作用力类型,并以此为基础设计新型抑制剂并预测其活性。Co MSIA模拟结果表明,由立体场、静电场、疏水场和氢键供体场4个场组合建立的构效关系模型具有较强的预测能力,交叉验证相关系数Q2=0.48,非交叉验证相关系数Rncv2=0.94,外部预测相关系数Rpre2=0.85;通过分子对接,发现抑制剂占据了靶标的S3、S1和S2'位点,与BACE1之间的结合主要是通过氢键作用力和π-π堆积作用实现的;占据S2'位点的R取代基是立体场、静电场和疏水场影响的敏感区域,氨基恶唑啉核心官能团是氢键供体场的敏感区域。基于以上分析获得的抑制剂特征结构信息及其与蛋白质受体的作用机制,成功设计出了新的分子并预测了抑制活性。实验所得模型和信息,为后续新型BACE1抑制剂的结构优化和改造提供了重要理论依据。

二氢异喹啉类BACE1抑制剂的特征结构及结合模式研究

β-分泌酶(BACE1)是水解淀粉样前体蛋白生成β-淀粉样多肽的关键限速酶,近年来已成为治疗阿尔茨海默症的一个理想靶点。本文以34个二氢异喹啉类BACE1抑制剂为研究对象,采用比较分子相似性指数(CoMSIA)法定量研究其结构与生物活性间的构效关系,并建立可靠的3D-QSAR预测模型,运用分子对接法分析其与受体BACE1间的结合模式。结果显示,基于立体场、疏水场和氢键供体场建立的CoMSIA模型稳定性良好、预测能力强(Q^2=0.47,R_(ncv)~2=0.93,R_(pre)~2=0.95)。本研究所得模型和信息较好地解释了二氢异喹啉类BACE1抑制剂的结构特征及其与受体间的结合模式,为后续新型BACE1抑制剂的设计开发提供理论指导。

氨基乙内酰脲类BACE1抑制剂的特征结构与作用机制

对BACE1抑制剂的研究与开发已成为目前治疗阿尔兹海默症的主要研究方向之一。本文选取105个氨基乙内酰脲类BACE1抑制剂作为研究对象,借助比较分子相似性指数(Comparative Molecular Similarity Index,CoMSIA)和分子对接方法建立定量构效关系预测模型,研究影响化合物抑制活性的特征结构信息,揭示该类抑制剂与靶标之间的作用模式。结果表明,模型具有较强的预测能力(Q^2=0.45,R^2ncv=0.87,R^2pre=0.85),抑制剂主要占据了靶标的S3、S1和S2′位点,其主要作用力类型为氢键力。实验所得模型和信息可为日后研究开发新型高效的BACE1抑制剂提供一定的理论指导,节省研究时间与费用。

2-氨基苯并咪唑类BACE1抑制剂的设计和合成(英文)

基于片段的药物设计(FBDD)在天冬氨酰蛋白酶抑制剂的研究中有广泛的应用。本文针对可与BACE1催化活性中心Asp228和Asp32形成氢键作用的2-氨基苯并咪唑这一分子片段,通过对其结合模式的分析以及相关文献晶体结构的指导,进行了一系列的结构修饰。在设计合成的12个化合物中有三个化合物在10μM水平的体外酶水平抑制实验中显示了大于50%的抑制活性。分子对接显示这一系列化合物可以形成多重的氢键作用并占据BACE1活性中心的S1和S2’口袋,未来可能会成为研究潜在新型BACE1抑制剂的良好开端。

甲基异噁唑/异噻唑酰胺衍生物类BACE1抑制剂的设计,合成和体外生物评价（英文）

本文在先前的虚拟筛选发现的命中化合物B51(IC50=37.4μM)的结构基础上,设计并合成了一系列新型甲基异噁唑/异噻唑衍生物类BACE1抑制剂。分子对接结果显示,将B51结构中的氰基嘧啶酮片段转化为甲基异恶唑/异噻唑,同时缩短连接氰基嘧啶酮环和酰胺键另一侧咪唑环之间的连接链长度,可以使分子与BACE1的S1'和S2'口袋的契合程度更好,从而提高活性。因此本文设计合成了20个甲基异噁唑/异噻唑类衍生物并对其抑制BACE1酶活性进行了初步构效关系研究。在这些化合物中,5t显示出比B51提高了近10倍的效力。SPR实验结果显示,其与BACE1结合动力学呈现"快结合,慢解离"的特征。所获得的活性甲基异噻唑类化合物分子量小,对正常细胞安全无毒,经PAMPA实验测试具有透过BBB的可能,可作为BACE1抑制剂类抗AD药物设计的新结构骨架。

氨基噁唑啉呫吨类BACE1抑制剂的特征结构与作用机制

β-分泌酶(BACE1)是治疗阿尔兹海默症(AD)的潜在靶点,BACE1抑制剂的开发已成为治疗AD的重要方向。本文运用比较分子相似性指数(CoMSIA)和分子对接法对66个氨基噁唑啉呫吨类BACE1抑制剂进行模拟分析,建立了可靠的构效关系预测模型(Q^2=0.86,R_(ncv)~2=0.97,R_(pre)~2=0.88),揭示了影响分子抑制活性的重要特征结构信息,发现抑制剂通过与BACE1之间形成的氢键作用和π-π堆积作用占据了分泌酶的S3、S1和S2'三个活性位点。实验所得模型和信息为后续新型高效BACE1抑制剂的结构优化和改造提供了重要的理论指导。

苯甲脒类BACE1抑制剂的设计和合成(英文)

本文通过对已有小分子库进行虚拟筛选, 得到了可与BACE1活性中心Asp228、Asp32形成氢键作用的苯甲脒片段, 并在其基础上, 设计出了3-苯乙基苯甲脒类BACE1抑制剂。虽然活性测试结果显示这些化合物对BACE1的抑制活性较弱, 但是可以通过进一步的结构优化3-苯乙基苯甲脒类化合物来提高对BACE1的抑制活性。

非肽类β-分泌酶1(BACE1)抑制剂的研究进展

β-分泌酶1(β-site APP cleaving enzyme 1,BACE1)是存在于中枢神经系统的天冬氨酸蛋白酶,能够催化β-淀粉样多肽(Aβ)形成中的第一步也是关键一步的反应,因而被认为是调节认知障碍、治疗阿尔兹海默症(AD)的关键靶点。自2000年BACE1的结构被解析出来后,其抑制剂的研究始终是药物化学领域的热点。随着高通量筛选和基于片段的药物发现等技术的广泛应用,大量非肽类小分子BACE1抑制剂被设计与合成,并且部分化合物已经进入了临床研究阶段。本文对近5年来非肽类BACE1抑制剂的研究进展进行综述。

阿尔茨海默病重要分泌酶BACE1及其抑制剂

阿尔茨海默病（AD）是一种最为普遍的痴呆。其病理特征是神经细胞外不溶性淀粉样蛋白Aβ以及胞内由过磷酸化tau形成的纤维缠结。这种胞外聚合物主要由Aβ4两组成，它是由淀粉样前体蛋白APP依次经β分泌酶（β-secretase）和γ分泌酶（γ～secretase）剪切所产生的。因此，通过抑制此两种酶很有可能能够减少Aβ的产生从而延缓病程。由于γ分泌酶有众多重要的生理功能，被抑制后会产生很多较为严重的副作用，因此β分泌酶的抑制剂可能是对抗AD药物研发的更有效切入点。本文主要对影响BACE1的表达及活性的相关因素和最新研制成功的β分泌酶抑制剂做简要综述。

基于Aβ学说的抗阿尔茨海默病药物研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种进行性神经退行性疾病,其广泛流行已经成为不容回避的社会公共健康问题,因此开发安全有效的抗AD药物迫在眉睫。目前基于“淀粉样蛋白(Aβ)学说”开发的药物占主流地位,作者从减少Aβ产生、增加Aβ清除、抑制Aβ与神经元结合和抑制Aβ聚集等4个方面简要综述了目前进入临床的基于Aβ学说开发的抗AD药物的研究进展,为进一步研发抗AD药物提供理论依据。