α-亚甲基-γ-丁内酯类GPR52拮抗剂的设计与合成研究

GPR52是一种孤儿G蛋白偶联受体,在纹状体中高度表达,与神经退行性疾病亨廷顿舞蹈症(HD)的发生相关.变异亨廷顿蛋白(mHTT)的蓄积是亨廷顿舞蹈症的主要发病原因.通过拮抗GPR52活性降低m HTT的水平是一种有潜力的新型治疗手段.通过高通量筛选,发现天然产物E7作为共价拮抗剂对GPR52具有一定的抑制作用(IC_(50)=12.0μmol/L).本工作通过保留关键母核α-亚甲基-γ-丁内酯,对E7进行结构简化并改造,设计合成了34个新型α-亚甲基-γ-丁内酯衍生物,其中(±)-4-甲氧基苯甲酸-[(2S,3R)-4-甲亚基-5-氧亚基-2-(噻吩-2-基)四氢呋喃-3-基]甲基酯(10m)对GPR52具有较好的拮抗活性(IC_(50)=0.58μmol/L).同时,初步确定了此类新型GPR52拮抗剂的构效关系,并验证了α-亚甲基-γ-丁内酯母核的必要性.

孤儿受体GPR52晶体结构揭示配体结合新机制

GPR52受体是一种孤儿G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR),在大脑中高度表达,是治疗精神疾病和亨廷顿病的潜在治疗靶点,其内源性配体仍不清楚。由于GPR52与任何已知GPCR结构的相似性很低(<20%),无论是同源建模或是结构解析都存在很大困难。缺乏结构信息在很大程度上阻碍了工具配体和药物的发现。上海科技大学生命科学与技术学院i Human研究所徐菲课题组利用X射线晶体学解析了GPR52的三个高分辨率晶体结构--两个无配体结合的APO结构和GPR52结合激动剂小分子的复合物结构。这些结构揭示了GPR52独特的第二个胞外环、新颖的配体结合侧位口袋和特殊扭转的第五个跨膜α螺旋。突变与细胞功能实验验证了研究人员关于GPR52自激活机制的猜想,并提示第二个胞外环对受体的内在激活作用。这些发现为GPR52配体识别的结构基础提供了前所未有的见解,对寻求GPR52内源性配体即脱孤以及理性设计具有不同药理特性的配体化合物具有重要的指导意义。

GPR52——治疗神经系统疾病的新靶点

GPR52是G蛋白偶联受体家族的一员,它的内源性配体至今仍未发现。但其在大脑纹状体中高度表达,能够抑制多巴胺D_(2)受体并通过促进神经细胞中cAMP的积累激活多巴胺D_(1)受体和NMDA受体,成为治疗精神分裂症的潜在靶点。同时GPR52受体反向激动剂被证明不仅可以降低mHTT的水平而且能够治疗小鼠模型中的亨廷顿病相关症状。