靶向蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶PRMT1-5的抑制劑發(fā)現(xiàn)與研究.pdf

1、蛋白質(zhì)精氨酸甲基化是生物體中普遍的翻譯后修飾之一，它由蛋白質(zhì)精氨酸甲基化酶家族(PRMTs)催化，對(duì)多種細(xì)胞生理過程具有重要調(diào)節(jié)作用。哺乳動(dòng)物中存在3種類型的PRMTs蛋白，研究表明其活性異常與許多疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，是心血管疾病、乳腺癌、白血病等疾病的潛在藥物靶點(diǎn)。
　　PRMT1是最重要的Ⅰ型PRMT蛋白，它的催化活性占哺乳動(dòng)物PRMTs總活性的85％以上，研究其特異性的小分子抑制劑顯得尤為重要。本論文借助基于配體的計(jì)算機(jī)輔助

2、藥物設(shè)計(jì)，采用SHAFT(SHApe-FeaTure Similarity)的方法，以已報(bào)道的PRMT1小分子抑制劑MS023和DB75為模板，對(duì)臨床藥物數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行搜索，得到一系列候選化合物;通過構(gòu)建TR-FRET酶活測(cè)試體系進(jìn)行初篩，發(fā)現(xiàn)化合物Pentamedine具有一定的活性;接下來，采用放射性同位素方法進(jìn)一步確證該化合物能夠抑制PRMT1酶活，并測(cè)定半數(shù)抑制濃度IC50=13.2±0.3μM;緊接著，我們通過化學(xué)合成得到一系列P

3、entamedine的衍生物，并研究其構(gòu)效關(guān)系，最終得到了另一個(gè)PRMT1抑制劑Hexamideine，其分子水平IC50=5.9±1.7μM;之后，我們采用分子對(duì)接結(jié)合Thermal shift、NMR等生物物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究Hexamidine與蛋白的結(jié)合模式，發(fā)現(xiàn)其是PRMT1的雙底物競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑;最后細(xì)胞水平增殖實(shí)驗(yàn)表明，該化合物能夠時(shí)間和濃度依賴性地抑制A549等細(xì)胞系的增殖，Western Blot實(shí)驗(yàn)確證該化合物能夠在細(xì)胞

4、內(nèi)抑制PRMT1酶活。
　　PRMT5是最重要的Ⅱ型PRMT蛋白，與白血病、淋巴瘤、乳腺癌等有關(guān)，是潛在的藥物靶點(diǎn)。本論文借助基于受體的計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)，對(duì)PRMT5晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子對(duì)接，經(jīng)聚類分析以及手動(dòng)篩選得到120個(gè)化合物;通過放射性同位素初篩得到DC_Y53，其分子水平IC50=5.7μM;緊接著，我們通過相似性搜索進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到DC_Y134其體外IC50=1.7μM，且具有較好的選擇性。最后細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，DC_Y

5、134能夠時(shí)間和濃度依賴性地抑制多種白血病和淋巴瘤細(xì)胞的增殖，且對(duì)MV4-11細(xì)胞的抑制作用最為明顯。Western Blot實(shí)驗(yàn)表明該化合物可以抑制胞內(nèi)PRMT5酶活，流式細(xì)胞術(shù)實(shí)驗(yàn)表明DC_Y134能夠?qū)⒓?xì)胞周期阻滯在G0/G1期，并且促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。
　　綜上所述，我們以計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)為出發(fā)，結(jié)合生物實(shí)驗(yàn)確證，得到了具有選擇性的靶向PRMT1的小分子抑制劑Hexamideine(IC50=5.9±1.7μM)以及PRM