合理药物设计国内外研究现状(2)

菜单

1 新型神经氨酸酶抑制剂简介

神经氨酸酶与活性中心在不同流感病毒亚型之间具有高度保守性的特点，在流感病毒复制周期中起着重要作用，因此可以将其转变为抗流感病毒药物来设计理想目标靶点。流感病毒可以通过侵染宿主，然后再通过它的表面血凝素和位于宿主上皮细胞表面的血凝素受体结合，因为进入细胞，它的基因是通过使用宿主细胞的自有资源来进行基因表达和拷贝，以此重新组装从而产生一个新流感病毒颗粒，并且以出芽的形式来产生突出宿主细胞。宿主细胞与成熟的流感病毒之间，是不能进行出牙的，但仍然可以依赖血凝素受体分子表面的糖基团与血凝素分子末端的唾液酸残基以2-3或者2-6糖苷键链接，这使得流感病毒无法马上脱离于宿主细胞。在这过程中，神经氨酸酶的作用是催化水解糖苷键，再使得成熟病毒颗粒达到脱离宿主细胞的效果，然后感染新上皮细胞，最后导致流感病毒在患者的身体内扩散。

神经氨酸酶的结构式

病毒神经氨酸酶抑制剂（Neuraminidase Inhibitor），是指在产生流感疫苗和金刚烷胺后，一种具有全新作用机制的流感预防与治疗药品，它不仅能够抑制呼吸道病毒表面的神经氨酸酶活性，还可以阻止其子代病毒颗粒在位于人体体内感染细胞中的释放和复制，这样就可以有效地预防感冒以及缓解感冒所产生的缓解症状，此类药物在感冒初期48 小时内复用，可明显缩短流感症状持续时间。根据第二组神经氨酸酶的晶体结构设计，我们可以得到传统的神经氨酸酶抑制剂，正是由于第一组神经氨酸酶150-空腔等结构的重大发现，这为新型神经氨酸酶抑制剂（基于结构合理设计）提供了广阔的展望前景。目前，根据以往的相关研究记录，主要在两个方面：第一，采取基于结构的计算机虚拟筛选技术来挖掘新的化学分子；第二，靶向新的细胞结构结合位点，从而修饰现有的抑制剂的结构。

2 靶向新的结合位点，修饰现有抑制剂的结构

基于分子对接，Wen等学者[12]成功的设计合成了一系列的扎那米韦衍生物，这类衍生物可以用来作为第一组神经氨酸酶的选择性抑制剂，并且有着非常良好的抑制效果。在这个系列的所有化合物中，化合物1（图3）的活性是其中最好的（IC50 = 2. 15μmol•L-1，EC50 = 0. 77μmol•L-1），但是其活性仍比扎那米韦低很多。基于分子模拟的结果，可以得出化合物1胍基上的侧链可以与150-环产生一个新的附加作用力，但是这种作用力有着减弱胍基与活性中心区域S2的氢键作用，所以这就是化合物1存在降低活性的重要原因之一。

在众学科的研究中可以得出，Rudrawar等[2]设计合成了化合物2和化合物3（图3），图3中的化合物活性检验结果表明，它们对第一组的神经氨酸酶有着选择性的抑制能力，特别是对奥司他韦有着显著耐药性的H274Y突变N1亚型对化合物2和化合物3这两种化合物仍然敏感，另外明显增加了对扎那米韦敏感性降低Q136K 突变型对这两类化合物的敏感性。从这两个化合物与酶复合物的晶体结构的研究中可以得出，两者C-3位的取代基能够到达150-空腔，且能将150-环锁定在开环状态。Li等人通过解析2009年流感病毒H1N1的神经氨酸酶结构，从而发现这种酶中不存在150-空腔结构。但是Rudrawar等[3]认为2009年H1N1流感病毒的神经氨酸酶是存在150-空腔结构，这种空腔会在与合适抑制剂的结合过程中从一定程度上凸显出来。N1亚型神经氨酸酶和奥司他韦的共结晶结果显示，奥司他韦的氨基与150-空腔距离非常近，所以这就可以作为第一组中神经氨酸酶特异性抑制剂设计时的位点选择。Mohan等人为了可以使150-空腔产生一种新的作用力，通过研究设计出了一系列含有三唑环的奥司他韦类似物4（图3）。图3中的化合物5是这类系列化合物中活性最好的化合物，但是化合物5对N2 亚型神经氨酸酶的抑制活性作用仅为N1亚型抑制活性的1/37。