平滑受體（Smoothened receptor,SMO）是G蛋白偶聯(lián)受體（GPCRs）F家族中的一員,在刺猬（Hedgehog,Hh）信號(hào)通路中起著關(guān)鍵作用,是極其重要的藥物靶標(biāo)。SMO的抑制劑可用于治療相關(guān)癌癥,目前已有三個(gè)上市的小分子藥物。然而用藥不久后這些臨床藥物出現(xiàn)嚴(yán)重耐藥現(xiàn)象,大大降低藥物的療效。相關(guān)研究結(jié)果表明,SMO受體中藥物分子結(jié)合口袋附近的氨基酸突變是引起耐藥現(xiàn)象的主要原因。開發(fā)相關(guān)的具有抗耐藥性的小分子配體是一項(xiàng)迫在眉睫的挑戰(zhàn)。咪唑烷二酮類的小分子拮抗劑Allo-1對(duì)野生型和耐藥突變型的SMO受體均保持較高的抑制活性,但其抗耐藥機(jī)制未知�；贏llo-1的分子結(jié)構(gòu),我們通過合理設(shè)計(jì)光親和標(biāo)記工具分子,并開發(fā)了共定位的標(biāo)記策略探究其抗耐藥作用機(jī)制。通過利用質(zhì)譜學(xué)、生物化學(xué)、藥物化學(xué)以及計(jì)算生物學(xué)多學(xué)科聯(lián)合研究,我們發(fā)現(xiàn)了Allo-1位于SMO受體底部的結(jié)合口袋。結(jié)果顯示,這一結(jié)合位點(diǎn)遠(yuǎn)離SMO受體中常見的耐藥性突變位點(diǎn),闡釋了其具有抗耐藥性的機(jī)制。基于此作用模式,我們進(jìn)一步優(yōu)化了具有抗耐藥潛力的平滑受體拮抗劑。我們通過“分割和衍化”的方式設(shè)計(jì)并合成了多個(gè)系列的All... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所)上海市

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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Hh信號(hào)通路的激活（A）和抑制狀態(tài)（B）5

抗耐藥性的平滑受體拮抗劑的作用機(jī)制研究及其優(yōu)化8的現(xiàn)象72。圖1.7藥物耐藥性相關(guān)SMO突變位點(diǎn)73Figure1.7SMOmutationsitesrelatedtodrugresistance根據(jù)SMO跨膜結(jié)構(gòu)域進(jìn)行比對(duì)，與耐藥性相關(guān)的SMO突變可大致分為兩類：第一類是配體和藥物結(jié)合口袋相關(guān)的耐藥性突變，第二類是更遠(yuǎn)處的關(guān)鍵突變。全面的基因組分析也總結(jié)了SMO抗性的確切突變位點(diǎn)（圖1.7）。SMO位于結(jié)合口袋的突變有D473、I408、W281、V321、C469、H231和Q477（圖1.8）74,75。在基于Gli熒光素酶的報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)中，與野生型相比，形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)的D473Y、N219D、S387N和D384N突變對(duì)維莫德吉的結(jié)合降低75,76。還有一些突變體H231和Q635表現(xiàn)出對(duì)維莫德吉的部分抗性，而G497W不僅可以形成反應(yīng)性的SMO受體，而且還可以通過SMO構(gòu)象重排來阻止維莫德吉的結(jié)合76。同時(shí)，位于SMO結(jié)合口袋遠(yuǎn)處的突變，例如W535L，S533N，A459V，T241M和L412F等也能夠引起維莫德吉的耐藥74,75,77,78。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)36個(gè)散發(fā)性BCC腫瘤內(nèi)發(fā)現(xiàn)了1個(gè)存在W535突變，在30個(gè)抗藥性BCC腫瘤內(nèi)卻發(fā)現(xiàn)了5個(gè)存在W535突變。值得一提的是，W535位于SMO跨膜區(qū)第7個(gè)螺旋上，并通過與周圍的關(guān)鍵氨基酸協(xié)調(diào)來調(diào)整構(gòu)象，已證實(shí)與A類GPCR的激活密切相關(guān)74,79。還有些關(guān)鍵區(qū)域的SMO突變包括V321M，L412F和F460L78，這些殘基位于跨膜螺旋的關(guān)鍵區(qū)域，與激活狀態(tài)和非激活狀態(tài)密切相關(guān)。因此推測(cè)是這些遠(yuǎn)端的突變破壞了SMO結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而促進(jìn)了SMO的異常激活以及降

第一章引言9低了對(duì)抑制劑的親和力。圖1.8SMO結(jié)合口袋附近的氨基酸突變74Figure1.8SMOmutationslocatedatthebindingpocket1.2平滑受體結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究進(jìn)展圖1.9SMO結(jié)構(gòu)示意圖Figure1.9ThediagramofSMOstructure平滑受體（SMO）屬于G蛋白偶聯(lián)受體（Gprotein-coupledreceptor,GPCR）中的F家族。SMO由具有富含半胱氨酸的胞外域（Cysteinerichdomain,CRD）、鉸鏈區(qū)（Linkerdomain，LD）、跨膜域（Transmembranedomain,TMD）以及膜內(nèi)域（Intracellulardomain,ICD）組成。CRD和TMD之間通過中間的一段LD區(qū)域進(jìn)行連接。TMD的7個(gè)螺旋之間通過6個(gè)環(huán)鏈接（Loop）連接，胞外的3個(gè)Loop稱為胞外環(huán)形鏈接區(qū)域（Extracellularloop,ECL），胞內(nèi)的3個(gè)Loop稱為胞內(nèi)環(huán)形鏈接區(qū)域（Intracellularloop,ICL）（圖1.9）80。而其ICD則是一段結(jié)構(gòu)無


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