藥物設(shè)計(jì)學(xué)酶抑制劑含實(shí)例詳解演示文稿

藥物設(shè)計(jì)學(xué)酶抑制劑含實(shí)例詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有66頁\編輯于星期日（優(yōu)選）藥物設(shè)計(jì)學(xué)酶抑制劑含實(shí)例現(xiàn)在是2頁\一共有66頁\編輯于星期日②非競爭性抑制反應(yīng)模式E+S

ESE+PEI+S+I酶-抑制劑-底物復(fù)合物抑制劑+IEIS特點(diǎn)：a)抑制劑與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合，底物與抑制劑之間無競爭關(guān)系；b)抑制程度取決于抑制劑的濃度；c)一種旁若無人式抑制現(xiàn)在是3頁\一共有66頁\編輯于星期日③反競爭性抑制反應(yīng)模式E+S

ESE+P+IESI特點(diǎn)：a)抑制劑只與酶－底物復(fù)合物結(jié)合；b)抑制程度取決于抑制劑、底物的濃度；c)一種條件性抑制?，F(xiàn)在是4頁\一共有66頁\編輯于星期日可逆性酶抑制劑實(shí)例：實(shí)例①黃嘌呤氧化酶抑制劑次黃嘌呤黃嘌呤尿酸痛風(fēng)嘌呤代謝尿酸過多別嘌醇奧昔嘌醇

現(xiàn)在是5頁\一共有66頁\編輯于星期日二氫葉酸L-谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸還原酶四氫葉酸二氫葉酸合成酶二氫喋啶焦磷酸酯（PABA）體內(nèi)合成葉酸原料為微生物生長必要物質(zhì)（FolicAcid）構(gòu)成體內(nèi)葉酸輔酶基本原料為DNA合成中所必需的嘌呤、嘧啶堿基的合成提供一個(gè)碳單位實(shí)例②：二氫葉酸合成酶抑制劑－取代PABA位置生成無功能的化合物－阻礙DihydrfolicAcid生物合成－抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成現(xiàn)在是6頁\一共有66頁\編輯于星期日L-谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫喋啶焦磷酸酯磺胺類藥物的選擇性：不影響人體的葉酸代謝，人體可從食物中攝取FAH2；微生物對(duì)磺胺類藥物都敏感，微生物靠自身合成FAH2，一旦葉酸代謝受阻，生命不能繼續(xù)L-谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸（FAH2）結(jié)構(gòu)極為相似：分子大小電荷分布現(xiàn)在是7頁\一共有66頁\編輯于星期日磺胺家族的發(fā)展現(xiàn)在是8頁\一共有66頁\編輯于星期日間接引起血壓上升血管緊張素原血管緊張素I血管緊張素II血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）緩激肽緩激肽降解ACE（血管緊張素轉(zhuǎn)化酶、緩激肽酶）對(duì)血壓的調(diào)節(jié)血管擴(kuò)張血管收縮血壓上升醛固酮分泌腎素體內(nèi)調(diào)節(jié)血壓的腎素-血管緊張素系統(tǒng)453個(gè)氨基酸無活性10肽活性8肽大量存在于血管內(nèi)皮細(xì)胞膜表面促進(jìn)醛固酮的合成、分泌強(qiáng)烈收縮外周小動(dòng)脈重吸收Na+和水，增加血容量0.1ppm仍有收縮血管作用實(shí)例③血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑AngiotensinConvertingEnzymeInhibitors現(xiàn)在是9頁\一共有66頁\編輯于星期日血管緊張素原血管緊張素I血管緊張素II血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）緩激肽緩激肽降解腎素453個(gè)氨基酸無活性10肽活性8肽活化AngiotensinogenAsp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-LeuAngiotensinIAngiotensin-convertingenzymeAsp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-PheAngiotensinIIArg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-ArgBradykininArg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro失活A(yù)CE（血管緊張素轉(zhuǎn)化酶、緩激肽酶）對(duì)血壓的調(diào)節(jié)實(shí)例③血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑AngiotensinConvertingEnzymeInhibitors現(xiàn)在是10頁\一共有66頁\編輯于星期日間接引起血壓上升血管緊張素原血管緊張素I血管緊張素II血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）緩激肽緩激肽降解ACE（血管緊張素轉(zhuǎn)化酶、緩激肽酶）對(duì)血壓的調(diào)節(jié)血管擴(kuò)張血管收縮血壓上升醛固酮分泌腎素體內(nèi)調(diào)節(jié)血壓的腎素-血管緊張素系統(tǒng)453個(gè)氨基酸無活性10肽活性8肽大量存在于血管內(nèi)皮細(xì)胞膜表面強(qiáng)烈收縮外周小動(dòng)脈0.1ppm仍有收縮血管作用實(shí)例③血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑AngiotensinConvertingEnzymeInhibitors血管緊張素II受體AngⅡ拮抗劑氯沙坦AntiotensinIIReceptorAntagonistsACE抑制劑促進(jìn)醛固酮的合成、分泌，重吸收Na+和水，增加血容量現(xiàn)在是11頁\一共有66頁\編輯于星期日間接引起血壓上升血管緊張素原血管緊張素I血管緊張素II血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）緩激肽緩激肽降解血管擴(kuò)張血管收縮血壓上升醛固酮分泌腎素體內(nèi)調(diào)節(jié)血壓的腎素-血管緊張素系統(tǒng)453個(gè)氨基酸無活性10肽活性8肽大量存在于血管內(nèi)皮細(xì)胞膜表面實(shí)例③血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑AngiotensinConvertingEnzymeInhibitors血管緊張素II受體AngⅡ拮抗劑氯沙坦AntiotensinIIReceptorAntagonistsACE抑制劑根據(jù)ACE活性部位的化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出的ACE抑制劑的作用：–可以抑制AngⅡ的生成–減少緩激肽的失活–抗高血壓藥物現(xiàn)在是12頁\一共有66頁\編輯于星期日羧肽酶抑制劑研究1973底，發(fā)表羧肽酶抑制劑研究結(jié)果：–活性中心含有Zn2+，附近有一正電荷，雙電荷酶抑制劑（琥珀酰脯氨酸）對(duì)ACE有特異性抑制作用，但作用很弱1971年從巴西毒蛇的蛇毒分離純化出九肽替普羅肽（Teprotide，SQ20881），–谷-色-脯-精-脯-谷-亮-脯-脯

可抑制ACE，但口服無效。二肽衍生物構(gòu)效關(guān)系：模擬C末端的二肽結(jié)構(gòu)具有高抑制活性D-甲基琥珀酰脯氨酸的活性增強(qiáng)15-20倍巰基對(duì)Zn2+親和力更大;巰基取代羧基，巰基烷?；彼釋?duì)ACE的抑制活性增大1000倍現(xiàn)在是13頁\一共有66頁\編輯于星期日構(gòu)效關(guān)系現(xiàn)在是14頁\一共有66頁\編輯于星期日Captopril與ACE的作用現(xiàn)在是15頁\一共有66頁\編輯于星期日HypotheticalbindingofinhibitorstoACE現(xiàn)在是16頁\一共有66頁\編輯于星期日卡托普利（開博通，Captopril）：D-3-巰基-2-甲基丙酰-L-脯氨酸；二肽、兩個(gè)手性碳(S，S)第一個(gè)口服ACE抑制劑、活性超過替普羅肽作用：舒張外周血管、降低醛固酮分泌、影響鈉離子的重吸收、降低血容量不良反應(yīng)：皮疹，嗜酸性白細(xì)胞增高，味覺喪失及蛋白尿，與結(jié)構(gòu)中的巰基有關(guān)卡托普利依那普利Enalapril現(xiàn)在是17頁\一共有66頁\編輯于星期日實(shí)例④醛糖還原酶抑制劑葡萄糖山梨醇果糖山梨醇脫氫酶醛糖還原酶（Aldosereductase，AR）還原性輔酶Ⅱ（NADPH）ARNADPH許多組織中都有這一途徑：血糖濃度升高時(shí)，己糖激酶被葡萄糖飽和，大量葡萄糖經(jīng)醛糖還原酶轉(zhuǎn)變?yōu)樯嚼娲?；①V1>V2，②山梨醇分子不易透過細(xì)胞膜進(jìn)入血液循環(huán)；在細(xì)胞內(nèi)大量聚集，引起細(xì)胞內(nèi)高滲效應(yīng)，細(xì)胞水腫，膜通透性變化，引起一系列病理變化，誘發(fā)糖尿病并發(fā)癥。如：白內(nèi)障、視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)病變、腎臟病變。V1V2現(xiàn)在是18頁\一共有66頁\編輯于星期日索比尼爾（sorbinil)：第一個(gè)在體內(nèi)具有較高活性的海因類化合物。1978年，輝瑞公司(Pfizer)開發(fā)。對(duì)大鼠晶狀體AR和人胎盤AR的IC50分別為70和680nmol/L，因過敏反應(yīng)嚴(yán)重終止于臨床實(shí)驗(yàn)；M-16209：對(duì)人重組AR的IC50為51nmol·L-1；SNK-860：在鏈氮霉素毒性鼠模型中，可以有效改善周圍神經(jīng)傳導(dǎo)阻滯,對(duì)體內(nèi)山梨醇蓄積和肌醇耗盡的有效率分別為100%和71%。（1）海因類化合物現(xiàn)在是19頁\一共有66頁\編輯于星期日（2）羧酸類化合物托瑞司他（tolrestat)托瑞司他對(duì)牛晶狀體AR的IC50為35nmol·L–1，每天2次、每次200mg·kg-1可以有效降低紅細(xì)胞中山梨醇水平。1989年，以Alredase為商品名在愛爾蘭上市，適用于糖尿病繼發(fā)的周圍感覺性神經(jīng)疾病的治療。依帕司他(eparestat)對(duì)大鼠晶狀體、兔晶狀體、人胎盤的AR的IC50均為10nmol·L–1，可以有效預(yù)防并且改善糖尿病并發(fā)的末梢神經(jīng)障礙、振動(dòng)感覺異常等癥狀。1996年，在日本進(jìn)行了大規(guī)模臨床試驗(yàn)，最近已在日本上市。現(xiàn)在是20頁\一共有66頁\編輯于星期日GP－1447和SG－210SG－210具有吸收快、半衰期長、生物利用度高等許多優(yōu)點(diǎn)，是一種很有前途的ARI。（2）羧酸類化合物現(xiàn)在是21頁\一共有66頁\編輯于星期日（3）苯并吡喃酮類Pfister等合成30個(gè)7－取代的占噸酮－２－羧酸化合物，測試對(duì)兔晶體醛糖還原酶的抑制活性，6和14顯示較強(qiáng)活性。在10-6mol/L濃度時(shí)，抑制率分別為67%和83%；6局部使用或口服，均能延遲半乳糖所致鼠白內(nèi)障的發(fā)生?，F(xiàn)在是22頁\一共有66頁\編輯于星期日（４）雜環(huán)化合物Tolrestat含有活性基團(tuán)Ｎ-氨基酸，設(shè)計(jì)合成含Ｎ-氨酸基團(tuán)的雜環(huán)化合物，該類化合物均顯示較強(qiáng)活性．IC50在（0.45-6.0)×10-6mol/l之間?，F(xiàn)在是23頁\一共有66頁\編輯于星期日Tolrestat，Epalrestat：有一個(gè)乙酸基團(tuán)接在Ｎ或Ｃ上，Sorbinil：酸性Ｈ接在亞胺上；合成嘧啶基衍生物：６-氧嘧啶-Ｎ-乙酸，（嘧啶基-４-氧）乙酸，二者在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中均有較高活性。（４）雜環(huán)化合物現(xiàn)在是24頁\一共有66頁\編輯于星期日開發(fā)新型的競爭性的ARI應(yīng)成為研究的方向。醛糖還原酶抑制劑（ARIs）存在的問題：許多ARIs雖然在體外實(shí)驗(yàn)中活性很好，在體內(nèi)動(dòng)物模型中也表現(xiàn)有效作用，但在臨床研究中卻往往缺乏療效。原因：ARIs缺乏抑制AR的專一性。目前，開發(fā)的ARIs分子中大都具有親電性的芳香族環(huán)狀結(jié)構(gòu)，與AR的結(jié)合主要依賴于它們和AR活性部位口袋之間的疏水作用，使它們不可避免地也抑制其它具有疏水性的三維活性口袋結(jié)構(gòu)的醛性酶。因此，均為非競爭性抑制類型。專一性AR抑制劑應(yīng)該不僅僅利用AR活性部位口袋的形狀與疏水特性，還應(yīng)利用AR活性部位口袋中的極性基團(tuán)?，F(xiàn)在是25頁\一共有66頁\編輯于星期日2、不可逆抑制劑抑制劑通常以共價(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶失活。非專一性：抑制劑與酶分子中一類或幾類基團(tuán)共價(jià)結(jié)合導(dǎo)致酶失活。Pb2+、Cu2+、Hg2+與酶分子的巰基進(jìn)行不可逆結(jié)合，巰基酶因此遭受抑制。用二巰基丙醇或二巰基丁二酸鈉可使酶復(fù)活。專一性：抑制劑專一地與酶的活性中心或其必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合，抑制酶的活性。有機(jī)磷殺蟲劑專一作用于膽堿酯酶活性中心的絲氨酸殘基?，F(xiàn)在是26頁\一共有66頁\編輯于星期日有機(jī)磷化合物羥基失活酶酸解磷定（PAM）等藥物可與有機(jī)磷殺蟲劑結(jié)合，使酶和有機(jī)磷殺蟲劑分離而復(fù)活?，F(xiàn)在是27頁\一共有66頁\編輯于星期日巰基酶路易士氣失活酶酸失活酶二巰基丙醇（BAL）巰基酶結(jié)合物定向活性部位抑制劑基于機(jī)理的抑制劑偽不可逆抑制劑不可逆抑制劑現(xiàn)在是28頁\一共有66頁\編輯于星期日二、設(shè)計(jì)原理和方法1、定向活性部位不可逆抑制劑（1）α-糜蛋白酶抑制劑天冬氨酸組氨酸絲氨酸現(xiàn)在是29頁\一共有66頁\編輯于星期日水解底物對(duì)甲苯磺?；?L-苯丙氨酸乙酯氫鍵使酯鍵等定位在Ser195的羥基附近疏水結(jié)合口袋疏水結(jié)合口袋疏水結(jié)合口袋現(xiàn)在是30頁\一共有66頁\編輯于星期日對(duì)甲苯磺?；?L-苯丙氨酰-氯代甲基酮（TPCK）疏水結(jié)合口袋疏水結(jié)合口袋His被烷基化阻斷底物分子進(jìn)入活性部位的通路，且使酶失活現(xiàn)在是31頁\一共有66頁\編輯于星期日疏水結(jié)合口袋疏水結(jié)合口袋疏水結(jié)合口袋酶受到抑制α-糜蛋白酶抑制劑甲硫氨酸現(xiàn)在是32頁\一共有66頁\編輯于星期日2、基于機(jī)理的不可逆抑制劑（1）黃素參與的單胺氧化酶（MAO）抑制劑黃素（在單胺氧化酶上）巴吉林降壓藥控制機(jī)體內(nèi)生物胺的水平，如去甲腎上腺素的濃度酶不可逆失活活性基團(tuán)現(xiàn)在是33頁\一共有66頁\編輯于星期日（2）依賴磷酸吡哆醛的酶抑制劑GABA轉(zhuǎn)氨酶抑制劑－氨己烯酸磷酸吡哆醛（PLP）醛亞胺斷鍵的方向取決于活性部位蛋白質(zhì)的性質(zhì)現(xiàn)在是34頁\一共有66頁\編輯于星期日GABAaminotransferaseinhibitor-Vigabatrin（2）依賴磷酸吡哆醛的酶抑制劑γ-氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶（GABA-T）抑制劑－氨己烯酸谷氨酸以磷酸吡哆醛（PLP）為輔酶現(xiàn)在是35頁\一共有66頁\編輯于星期日GABAaminotransferaseinhibitor-Vigabatrin氨己烯酸（GABA-T）--磷酸吡哆醛（PLP）氨己烯酸與GABA競爭GABA轉(zhuǎn)移酶現(xiàn)在是36頁\一共有66頁\編輯于星期日GABAaminotransferaseinhibitor-Vigabatrin現(xiàn)在是37頁\一共有66頁\編輯于星期日GABAaminotransferaseinhibitor-Vigabatrin現(xiàn)在是38頁\一共有66頁\編輯于星期日GABAaminotransferaseinhibitor-Vigabatrin現(xiàn)在是39頁\一共有66頁\編輯于星期日GABAaminotransferaseinhibitor-Vigabatrin現(xiàn)在是40頁\一共有66頁\編輯于星期日2、基于機(jī)理的不可逆抑制劑（3）β-內(nèi)酰胺酶抑制劑舒巴坦現(xiàn)在是41頁\一共有66頁\編輯于星期日3、過渡態(tài)類似物可逆抑制劑（1）負(fù)碳離子樣的過渡態(tài)類似物烯醇離子羧酸負(fù)離子二羥基丙酮磷酸酯乙醇酸磷酸酯甘油醛-3-磷酸酯可作酶抑制劑現(xiàn)在是42頁\一共有66頁\編輯于星期日（2）正碳離子樣的過渡態(tài)類似物異戊烯基二磷酸中間體二甲烯丙基二磷酸異戊烯基二磷酸異構(gòu)酶2-（二甲氨基）-1-乙基二磷酸現(xiàn)在是43頁\一共有66頁\編輯于星期日1,6-二氫-6-羥甲基嘌呤核苷ConformycinDeoxyconformycin（3）四面體過渡態(tài)類似物腺苷脫氨酶過渡態(tài)類似物抑制劑現(xiàn)在是44頁\一共有66頁\編輯于星期日羥基亞乙基等排體過渡態(tài)抑制劑腎素的過渡態(tài)類似物抑制劑現(xiàn)在是45頁\一共有66頁\編輯于星期日Replacementofthescissilebondwithvarioustransitionstateanaloguescaffoldsinthedesignofasparticproteaseinhibitors現(xiàn)在是46頁\一共有66頁\編輯于星期日4、多底物類似物抑制劑L-天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶N-氨甲酰天冬氨酸氨甲酰磷酸L-天冬氨酸磷酸乙酰-L-天冬氨酸嘧啶從頭生物合成所必需前體與L-天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶的結(jié)合強(qiáng)度比前二者高1000倍現(xiàn)在是47頁\一共有66頁\編輯于星期日5、偽不可逆抑制劑糜蛋白酶多肽催化多肽酰胺鍵水解現(xiàn)在是48頁\一共有66頁\編輯于星期日5、偽不可逆抑制劑糜蛋白酶催化多肽酰胺鍵水解共價(jià)加合物半衰期11h2-乙氧基-4H-3,1-苯并口惡嗪-4-酮使糜蛋白酶失活現(xiàn)在是49頁\一共有66頁\編輯于星期日第二節(jié)肽擬似物①肽鍵的特點(diǎn)：氮原子上的孤對(duì)電子與羰基具有明顯的共軛作用。②肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，因而不能自由旋轉(zhuǎn)。③組成肽鍵的原子處于同一平面，存在順反異構(gòu)現(xiàn)象。④肽鍵一般呈穩(wěn)定的反式構(gòu)型?，F(xiàn)在是50頁\一共有66頁\編輯于星期日肽單元：肽鍵與相鄰兩個(gè)碳原子所組成的基團(tuán)（－Cα－CO－NH－Cα－）。這個(gè)單元是一個(gè)平面結(jié)構(gòu)，稱為肽鍵平面。肽鍵平面現(xiàn)在是51頁\一共有66頁\編輯于星期日肽鍵平面可以圍繞Cα－C和N-Cα單鍵旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生肽鏈的不同構(gòu)象?，F(xiàn)在是52頁\一共有66頁\編輯于星期日生物活性肽（bioactivepeptide）：是溝通細(xì)胞間與器官間信息的重要化學(xué)信使，通過內(nèi)分泌、旁分泌等多種方式行使其微妙的傳訊功能，從而使機(jī)體組合成一個(gè)高度協(xié)調(diào)和嚴(yán)密控制的復(fù)雜系統(tǒng)，調(diào)節(jié)生長、發(fā)育、繁殖，代謝和行為等生命過程。由于生物活性肽在體內(nèi)含量極微，約為10-9～10-6mol·L－1體液水平，有的肽半衰期短。如谷胱甘肽、催產(chǎn)素、加壓素與促黃體生成激素釋放激素等?，F(xiàn)在是53頁\一共有66頁\編輯于星期日酰胺鍵擬似物肽類分子的性質(zhì)：易水解：口服吸收差、作用時(shí)間短柔性分子結(jié)構(gòu)：選擇性低，產(chǎn)生副反應(yīng)肽類結(jié)構(gòu)的修飾：生物活性肽的環(huán)化、限制性氨基酸的取代肽擬似物：生物活性肽經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾獲得的化合物現(xiàn)在是54頁\一共有66頁\編輯于星期日一、設(shè)計(jì)原理與方法

肽擬似物設(shè)計(jì)的策略：

1、生物活性肽的環(huán)化—構(gòu)象限制限制單元：脫氨基半胱氨酸（Cys）衍生物引入生物活性肽中，限制構(gòu)象，增加疏水性Cys形成內(nèi)酰胺形式、二硫橋鍵合形式現(xiàn)在是55頁\一共有66頁\編輯于星期日一、設(shè)計(jì)原理與方法

肽擬似物設(shè)計(jì)的策略：

1、生物活性肽的環(huán)化—構(gòu)象限制連接側(cè)鏈功能團(tuán)或肽端現(xiàn)在是56頁\一共有66頁\編輯于星期日2、限制性氨基酸的取代甘氨酸在活性肽序列中，引入限制性氨基酸丙氨酸（Ala）ααα甘氨酸的類似物現(xiàn)在是57頁\一共有6