本文關鍵詞：計算藥物重定位策略在篩選AchE抑制劑中的應用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在阿爾茲海默癥、帕金森綜合癥、亨廷頓舞蹈癥等神經退行性疾病的患者當中,記憶功能障礙和認知功能紊亂是最常出現的癥狀。然而就我們目前所掌握的信息來看,目前只有四種上市的藥物被用于阿爾茲海默病的治療,其中有3種都是乙酰膽堿酯酶的抑制劑(多奈哌齊、卡巴拉汀和加蘭他敏)。不幸的是,這4種藥物沒有一種可以徹底阻止阿爾茲海默病的惡化。因此,我們的目標是希望可以獲得新的、具有較小副作用的乙酰膽堿酯酶抑制劑,幫助神經退行性疾病的患者減輕苦。在本文的研究中,我們大規(guī)模分析了上市藥物數據庫及靶點數據庫,同時采取對藥物二維結構相似性以及靜電勢的相似性比較等結構生物信息學的手段從上市的藥物中篩選潛在的乙酰膽堿酯酶抑制劑。根據虛擬篩選的結果,我們選擇了13個激酶抑制劑用于體外的酶活測試實驗,其中帕唑帕尼對AchE具有較高的抑制活性。在體內實驗中,我們選擇已經上市的AchE抑制劑分子多奈哌齊作為對照藥物,通過灌胃給藥的方式分別進行了新物體辨別實驗、Y迷宮實驗以及Morris水迷宮實驗,對帕唑帕尼和多奈哌齊在體內的實驗效果進行了比較。我們的研究團隊得出了以下實驗結論：(1) 根據二維虛擬篩選、藥物二維結構和靜電勢能相似性比較的結果,我們發(fā)現了3種受體酪氨酸激酶抑制劑與多奈哌齊具有相近的ISR值和分子性質。這3種受體酪氨酸激酶抑制劑分別是：舒尼替尼、帕唑帕尼和索拉菲尼。(2)通過比較靶蛋白的藥物結合位點相似性的方法,我們發(fā)現與AchE相似度最高的蛋白家族大多屬于受體酪氨酸激酶蛋白家族。這一結果與小分子虛擬篩選的結果一致。(3)體外AchE的酶活抑制實驗證明了我們基于結構生物信息學的篩選方法具有較高的可行性。我們第一次發(fā)現了帕唑帕尼與舒尼替尼這兩種用于治療癌癥的受體酪氨酸激酶抑制劑可以抑制AchE的活性。其對AchE的ICso值分別為0.93μM和5.87μM。(4)體內實驗結果表明,五分之一臨床安全劑量的帕唑帕尼(15mg/kg)即可以有效地逆轉神經退行性疾病的癥狀,其效果與已上市的神經系統(tǒng)保護藥物多奈哌齊相當,且人體安全性良好。并且,帕唑帕尼可以顯著提高大腦海馬組織中Ach的含量,提高大腦中SYP的表達量。本研究采取了結構生物信息學、化學生物學與疾病模式動物實驗相結合的藥物發(fā)現新策略,證明了帕唑帕尼可以有效地逆轉神經退行性疾病的癥狀。未來帕唑帕尼也許可以作為一種安全有效的治療手段,用于神經退行性疾病的治療。
【關鍵詞】：神經退行性疾病 乙酰膽堿酯酶 帕唑帕尼
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R96
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文獻綜述10-24
• 1.1 乙酰膽堿酯酶與神經退行性疾病10-11
• 1.1.1 概述10
• 1.1.2 阿爾茲海默病適用藥物分類10-11
• 1.2 藥物的重新定位在新藥研發(fā)中的研究與應用11-15
• 1.2.1 藥物的雜泛性—藥物重新定位的理論基礎11-12
• 1.2.2 靶點蛋白三級結構的相似性與藥物雜泛性的關系12-13
• 1.2.3 蛋白質三級結構比對常用工具13-15
• 1.3 ISR(Intrinsic Specificiy Ratio)簡介15-21
• 1.3.1 ISR概念的產生及其背景15-17
• 1.3.2 能量地貌圖理論在計算ISR值中的應用17-20
• 1.3.3 基于ISR的二維虛擬篩選方法在藥物研發(fā)中的應用20-21
• 1.4 OpenEye簡介21-24
• 2 基于結構生物信息學的虛擬篩選24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 基于Drug Bank已上市藥物的虛擬篩選24-28
• 2.2.1 二維虛擬篩選(2D-VS)24-26
• 2.2.2 基于分子結構與靜電勢能相似性的篩選26-28
• 2.3 篩選結果與討論28-33
• 2.3.1 二維虛擬篩選(2D-VS)的實驗結果與討論28-30
• 2.3.2 基于分子結構與靜電勢能相似性的篩選結果與討論30-33
• 2.4 本章小結33-34
• 3 受體蛋白結合位點三級結構相似性的比對34-43
• 3.1 引言34
• 3.2 用于三級結構比對的受體集合的建立34-35
• 3.3 利用TM-Align進行三級結構比對的操作步驟35-39
• 3.4 結果與討論39-42
• 3.5 本章小結42-43
• 4 帕唑帕尼生物活性驗證43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 實驗材料與儀器43-44
• 4.2.1 主要試劑43-44
• 4.2.2 主要儀器44
• 4.3 實驗方法44-48
• 4.3.1 體外AchE酶活抑制實驗44-45
• 4.3.2 帕唑帕尼體內實驗45-46
• 4.3.3 帕唑帕尼分子水平實驗46-48
• 4.4 結果與討論48-53
• 4.4.1 體外AchE酶活抑制實驗結果48-49
• 4.4.2 新物體辨別與Y迷宮實驗結果49-51
• 4.4.3 大鼠Morris水迷宮實驗結果51-52
• 4.4.4 帕唑帕尼分子水平的實驗結果52-53
• 4.5 本章小結53-54
• 結論54-55
• 參考文獻55-61
• 附錄A61-71
• 附錄B71-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況75-76
• 致謝76-77

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本文編號：399556