微生物来源的酶抑制剂的筛选课件.ppt

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1、微生物来源的酶抑制剂一、酶抑制剂研究概况（一）酶抑制剂微生物源 n n主要来源：放线菌（链霉菌属）有局限性（分离方法、分类方法）n n其它：真菌、细菌、藻类和极端环境的微生物 极端环境n n耐高温、高压：-196,300、-253 n n高盐：32n n干燥n n耐酸、耐碱：pH0.5、pH10.7n n抗辐射：人 1000R，数万，75万n n抗静水压：数百至数千个大气压（二）酶抑制剂产品 n n1969 年Umezawa 首先报道从链霉菌中寻找到低分子量酶抑制剂并预见到它们的临床用途n n发现许多酶抑制剂在医药、护肤化妆品和农业上都有着广泛的用途n n具有降血脂作用的酶抑制剂具有降血脂作用

2、的酶抑制剂n n具有降血压作用的酶抑制剂具有降血压作用的酶抑制剂n n具有抗血栓作用的酶抑制剂具有抗血栓作用的酶抑制剂n n具有抗肿瘤作用的酶抑制剂具有抗肿瘤作用的酶抑制剂n nHIVHIV复制抑制剂复制抑制剂n n具有抗炎症作用的酶抑制剂具有抗炎症作用的酶抑制剂n n其他一些酶抑制剂其他一些酶抑制剂（三）酶抑制剂的筛选n n寻找新药取得成功基于以下诸因素：微生物分离 筛选模型的有效性 发酵条件 所需的化合物的分离n n其中关键在于建立有效的筛选模型-内酰胺酶抑制剂内酰胺酶抑制剂筛选模型筛选模型n n产色头孢菌素法：Nitrocefin(头孢硝噻吩)是一种反应性很强的头孢菌素，易被-内酰胺酶水

3、解，颜色由黄色转变为红色，提取物或发酵液中如有抑制剂存在，则Nitrocefin 颜色不变HMG-HMG-CoACoA 还原酶抑制剂筛选模型还原酶抑制剂筛选模型n n应用ELISA法：将已知的HMG-CoA 还原酶抑制剂Compactin（通用名美伐他丁）与蛋白质交联，其交联物免疫动物获得抗体。酶标抗体作为“探针”在发酵液中定向寻找目的物（四）国内酶抑制剂研究概况n n国内酶抑制剂方面的研究始于70 年代末n n福建省微生物研究所在凝血酶抑制剂、淀粉酶抑制剂、糜蛋白酶抑制剂、-内酰胺酶抑制剂、抑胃酶剂、胃蛋白酶抑制剂、HMG-CoA 还原酶抑制剂和黑色素生物合成抑制剂等方面的研究成果显著。n

4、n上海医药工业研究院在80 年代初就开始与日本东京微生物化学研究所、日本麒麟啤酒和美国辉瑞公司等合作从土壤中寻找新的由微生物产生的生理活性物质的研究。n n相继建立了淀粉酶抑制剂、XIII抑制剂、5-睾丸酮还原酶抑制剂和胆固醇生物合成酶抑制剂等的筛选模型,其中筛选获得的HMG-CoA 还原酶抑制剂普伐他丁的菌种和工艺技术已转让给生产厂。n n国内研究最为突出、最有代表性的是HMG-CoA 还原酶抑制剂。如四川抗菌素工业研究所、中国医学科学院医药生物技术研究所、北京大学、无锡轻工大学等均在进行HMG-CoA 还原酶抑制剂的研究。n n国内有关酶抑制剂方面的研究基本上还是借鉴模仿国外研究,缺乏创意

5、性的进展。-内酰胺酶抑制剂内酰胺酶抑制剂n n细菌产生耐药性的机制：1）靶位结构或亲和力改变2）细菌细胞膜通透性改变3）细胞膜主动外排机制4）细菌产生灭活酶（钝化酶）-最主要内酰胺酶内酰胺酶 n n催化水解-内酰胺环的酰胺腱。n n在革兰氏阳性中-内酰胺酶相对较为简单，只有两种：青霉素酶类，头孢菌素酶类n n在革兰阴性菌在革兰阴性菌 一种为分子生物学的分类，根据末端氨基酸序列一种为分子生物学的分类，根据末端氨基酸序列及编码基因的位点来分，可分为四类（及编码基因的位点来分，可分为四类（AmblerAmbler分分类）类）：A A类，为丝氨酸酶，由质粒编码类，为丝氨酸酶，由质粒编码B B类，为金属

6、酶，由染色体编码类，为金属酶，由染色体编码C C类，为丝氨酸酶，由染色体编码类，为丝氨酸酶，由染色体编码D D类，为丝氨酸酶，由质粒编码类，为丝氨酸酶，由质粒编码n n另一种为临床上较为实用的分类方法，是根据各种酶的底物及抑制剂类型分成五型（Bush-J-M分类）：CEP-N酶，PEN-Y酶，BSD-Y酶，EBS-Y酶即ESBLS（超广谱酶）金属酶。n n自1976 年以来已开发上市的内酰胺酶抑制剂有1）棒酸（克拉维酸）（clavulanic acid）2）舒巴坦（sulbactam）3）他唑巴坦（tazobactam）抑酶作用特点：抑酶作用特点：自杀性酶抑制剂自杀性酶抑制剂一些复方制剂：n

7、n奥格门汀(Augmentin)（安灭菌）：克拉维酸钾1阿莫西林2n n优立新(Unasyn)：舒巴坦钠1氨苄西林钠2n n舒哌酮(sulperazone)：舒巴坦钠1头孢哌酮钠1n n他唑西林(Tazocillin)：他唑巴坦钠1哌拉西林钠8a a一糖苷酶抑制剂一糖苷酶抑制剂n na一糖苷水解酶把淀粉等多糖水解呈葡萄糖，供人体吸收。n n德国、日本已筛选出30多种，德国拜尔公司开发的阿卡波糖（拜糖苹）、德国拜尔公司开发的阿卡波糖（拜糖苹）、米格列醇米格列醇 日本武田公司开发的伏格列波糖日本武田公司开发的伏格列波糖 n n在糖尿病治疗中的应用阿卡波糖（阿卡波糖（arcabose）n n上世纪7

8、 0 年代初，从放线菌A c e t i n o p l a d e s u t a h e n s i s 发酵液中分离得到阿卡波糖（阿卡波糖（arcabose）n n 1 9 9 5 年，美国F D A 批准了德国拜耳开发的阿卡波糖上市n 随后进入中国市场，商品名“拜唐苹米格列醇米格列醇(migliton)n n拜耳在1997年上市，从杆菌肉汤培养液中发现伏格列波糖伏格列波糖(voglibose)n n是从放线菌培养液中发现的氨基糖类似物n n1994年为日本武田开发研制，商品名倍欣微生物来源胆固醇生物合成酶抑制剂微生物来源胆固醇生物合成酶抑制剂n n随着人们生活水平的提高，生活节奏的加快

9、，肥胖症、高脂血症正日益影响着人类的健康。n n血液胆固醇含量过高，即高胆固醇血症，是产生动脉粥样硬化，进而引发一系列疾病如冠心病、心肌梗塞等的始动环节n n在这一过程中涉及了许多酶促反应n n血脂：中性脂肪（甘油三酯(TG)和胆固醇（C）、类脂（磷脂、糖脂、固醇、类固醇）n n高脂血症：高脂蛋白血症n n脂蛋白分为（超速离心法）：CM、VLDL、IDL、LDL、HDLn n临床调血脂的药物种类：1）胆酸鳌合剂：胆酸进入小肠后有助于外源胆固醇吸收，如消胆胺、降胆宁。2）HMG-CoA还原酶抑制剂:洛伐他丁、普伐他丁 和昔伐他丁3）烟酸及其衍生物：抑制cAMP的形成，使甘油三酯脂肪酶活性降低，烟

10、酸、阿莫西司（乐脂平）4）纤维酸衍生物类（贝特类）：增强脂蛋白酶的活性，使TG的水解增加，如非诺贝特如非诺贝特(力平脂力平脂)、吉非罗齐（诺衡）吉非罗齐（诺衡）1 1 1 1、-羟基羟基羟基羟基-甲基戊二酰辅酶甲基戊二酰辅酶甲基戊二酰辅酶甲基戊二酰辅酶A A A A 还原酶抑制剂还原酶抑制剂还原酶抑制剂还原酶抑制剂(HMG-(HMG-CoACoA-RI-RI抑制剂抑制剂)n n新型的降血脂药物。新型的降血脂药物。n n目前临床上应用最广泛一类降脂药目前临床上应用最广泛一类降脂药 由于这类药由于这类药物英文名称均含有物英文名称均含有“statinstatin”，故简称为他汀类。故简称为他汀类。n

11、 n现国内已有现国内已有6 6种他汀类药物可供临床选用：种他汀类药物可供临床选用：洛伐他丁洛伐他丁(lovastatinlovastatin)、普伐他丁、普伐他丁(pravastatinpravastatin)、辛伐他丁辛伐他丁(simvastatinsimvastatin)、氟伐他汀、氟伐他汀(fluvastatinfluvastatin)、阿托伐他汀阿托伐他汀(atorvastatinatorvastatin）、瑞舒伐他汀）、瑞舒伐他汀(rosuvastatinrosuvastatin)超级他汀：n n罗伐他汀罗伐他汀(rosuvastatinrosuvastatin）20032003年在

12、美国获批上市年在美国获批上市n n伊他伐他汀（伊他伐他汀（itavastatin,NK-104,itavastatin,NK-104,亦即亦即pitavastatinpitavastatin，匹伐他汀），匹伐他汀），20032003年在日本获批年在日本获批上市上市HMG-HMG-CoACoA-RI-RI的发现n n19761976年日本远藤等人从桔青霉代谢产物中发现一个具有抑年日本远藤等人从桔青霉代谢产物中发现一个具有抑制制HMG-HMG-CoACoA还原酶的活性物质还原酶的活性物质ML-236BML-236B（compactincompactin、美、美伐伐他丁他丁）n n19791979年

13、远藤等人报道从红曲霉发酵液中分离出一个更为强年远藤等人报道从红曲霉发酵液中分离出一个更为强有力的有力的HMG-HMG-CoACoA还原酶抑制剂，称为还原酶抑制剂，称为monacolinmonacolin K Kn n19801980年年AlbertsAlberts等人从土曲霉发酵液中发现一个等人从土曲霉发酵液中发现一个HMG-HMG-CoACoA还还原酶抑制剂，称为原酶抑制剂，称为mevinolinmevinolin K(lovatatinK(lovatatin、洛伐他丁洛伐他丁)。（后证明（后证明monacolinmonacolin K K 与与mevinolinmevinolin为同一物质

14、）为同一物质）n n19831983年，年，SerizawaSerizawa等人报道，通过微生物转化等人报道，通过微生物转化ML-236BML-236B获获得一个新的羟基化的化合物，称为普伐他丁得一个新的羟基化的化合物，称为普伐他丁（pravastatinpravastatin）n n目前发现的目前发现的HMG-HMG-CoACoA-RI-RI有数十个有数十个HMG-HMG-CoACoA-RI-RI的作用机制作用机制n nHMG-HMG-CoACoA还原酶是机体合成胆固醇的限速酶还原酶是机体合成胆固醇的限速酶。n nHMG-HMG-CoACoA-RI-RI的开放酸结构部分与的开放酸结构部分与H

15、MG-HMG-CoACoA极为相似极为相似，因而可竞争性地与因而可竞争性地与HMG-HMG-CoACoA还原酶结合，抑制体内还原酶结合，抑制体内胆固醇的合成胆固醇的合成n n胆固醇含量降低，胆固醇含量降低，反馈性上调反馈性上调细胞表面细胞表面LDLLDL受体的受体的表达，因而使细胞表达，因而使细胞LDLLDL受体数目增多及活性增强，受体数目增多及活性增强，加速了循环血液中加速了循环血液中VLDLVLDL残粒残粒(或或IDL)IDL)和和LDLLDL的清除的清除HMG-HMG-CoACoA-RI-RI临床效果与毒副作用 美国胆固醇教育计划（NCEP）公布的数据显示，他汀类药物能使 TC下降30%

16、40%LDL-C下降35%45%TG下降5%10%HDL-C升高5%10%n n他汀类药物不仅通过强效降低血浆胆固醇和甘油三酯，阻断或逆转动脉粥样硬化的发生和发展，而且还对许多与胆固醇代谢相关或不相关的疾病产生有益作用。所以，他汀类药物在临床上将可能会有广泛的应用前景。他汀类药物的非调脂作用他汀类药物的非调脂作用n n 抗凝固作用抗凝固作用n n 改善内皮细胞功能作用改善内皮细胞功能作用n n 抗炎症作用抗炎症作用n n 抗骨质疏松作用抗骨质疏松作用n n 抗肿瘤作用抗肿瘤作用n n 预防痴呆预防痴呆n n 防治慢性心力衰竭防治慢性心力衰竭n n 防治高血压防治高血压n n 防治周围动脉疾病防治周围动脉疾病n n 抗心律失常抗心律失常n n 保护心脏瓣膜保护心脏瓣膜 毒副作用较少n n 肌病（CPK）n n 肝毒性（谷丙和谷草转氨酶）n n 1998年美国心脏协会（AHA）主席指出，我们面临一场脂质革命，进入了一个他汀的全新时代。他汀类药物在动脉粥样硬化的预防方面的贡献和成就将至少相当，甚至超出青霉素问世对传染性疾病和风湿热预防的贡献与成就。