基于HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶結(jié)構(gòu)與新策略的抗艾滋病藥物的設(shè)計、合成與活性評價
發(fā)布時間:2021-10-23 09:22
艾滋病(AIDS)主要由人類免疫缺陷病毒1型(HIV-1)感染T細(xì)胞導(dǎo)致機(jī)體免疫功能被破壞的惡性傳染性疾病。HIV-1生命周期中的關(guān)鍵作用酶逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)是設(shè)計抑制劑的重要靶點(diǎn)。作用于該靶點(diǎn)的核苷類(NRTIs)和非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(NNRTIs)是高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法(HAART)的重要組成部分。其中,因NNRTIs具有高效和抗耐藥性的特點(diǎn),一直是藥物研發(fā)的熱點(diǎn)。但是,長期治療導(dǎo)致藥物抗耐藥性效果大大降低,并且長期服藥導(dǎo)致的藥物毒副作用也不容忽視。此外,HIV潛伏庫的存在,致使HAART難以徹底治愈艾滋病。因此,以傳統(tǒng)藥物設(shè)計方法發(fā)現(xiàn)新一代高效抗耐藥性抑制劑仍十分必要,同時,新技術(shù)新策略的引入拓寬藥物發(fā)現(xiàn)的方法更勢在必行。近年來結(jié)構(gòu)生物學(xué)的快速發(fā)展,大量的小分子/靶蛋白復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)被解析。小分子藥物作用模式的闡明為基于靶標(biāo)結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計提供了理論基礎(chǔ),同時,人類基因組學(xué)的進(jìn)步和新技術(shù)新策略的涌現(xiàn),也為艾滋病的治愈提供了可能。綜上,本論文根據(jù)HIV-1 RT的靶標(biāo)結(jié)構(gòu)特征和適配性,在其左翼疏水性區(qū)域開展了結(jié)構(gòu)多樣性修飾;另外,受目前新策略的啟發(fā),初步開展了基于新策略的抗HIV...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:297 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1.?WHO艾滋病感染者統(tǒng)計數(shù)據(jù)??13??
d?S博士學(xué)位論文??一、HIV-1病毒結(jié)構(gòu)??HIV是由HIV-1和HIV-2兩個亞型組成[31。其中,HIV-1具有感染力強(qiáng)和致??死率高的特點(diǎn),是全球范圍內(nèi)流行的主要亞型,因此也是科研工作者主要研究的??亞型【4]。HIV病毒顆粒成熟后具有類似20面體的球形形態(tài),其直徑介于??100-120nm?(圖1-2)。宿主細(xì)胞的提供的類脂質(zhì)包膜和跨膜糖蛋白gp41以及表??面糖蛋白gpl20構(gòu)成病毒外殼的紙質(zhì)雙層膜。外殼內(nèi)側(cè)包含蛋白P17形成的球形??基質(zhì)(matrix)與蛋白p24所形成的半錐形衣殼(capsid)。病毒衣殼內(nèi)含有病??毒?RNA?和復(fù)制所需的蛋白酶(protease,?PR)、逆轉(zhuǎn)錄酶(reverse?transcriptase,?RT)、??整合酶(integrase,IN)、Vpu、Vif、Vpr?和?Nef,以及一些細(xì)胞因子[5,6]。??Cyclophilin—ex?^??Peptides??Peptides?processed??between?CA?and?NC??圖1-2.?HIV-丨病毒生物結(jié)構(gòu)模型[7】??二、HIV-1復(fù)制周期??HIV-1的復(fù)制周期從病毒附著于細(xì)胞表面幵始(圖1-3),包括吸附與融合??(Binding?and?Fusion)、逆轉(zhuǎn)錄(Reverse?transcription)、整合(Integration),??其中一小部分病毒不再進(jìn)行復(fù)制,保持靜息狀態(tài),組成了?HIV潛伏庫。另外大??部分經(jīng)過轉(zhuǎn)錄與翻譯、組裝、出芽與成熟釋放到細(xì)胞外[6]。??14??
d?if?/,?I博士學(xué)位論文??Plasma?—?4-^??^S^4ant—?^?⑶麵?\?f?^??^?antag〇nlslS?p^enomic?ffjff?Protein*?\????3.?Reverse?jp\-?"?'?^?RNA?、??Transcription?V*A??=廣?4’:簽產(chǎn)'??rvfnnl^^?Proviral?DNA??cytoplasm?^?nucleus??圖1-3.?HIV-1的復(fù)制周期[7】??吸附與融合過程:HIV-1與宿主細(xì)胞的吸附起始于gpl20與CD4受體細(xì)胞??外域的特異性識別,gpl20經(jīng)蛋白質(zhì)變構(gòu)之后與協(xié)同受體CCR5或者CXCR4發(fā)??生結(jié)合,進(jìn)而誘導(dǎo)gp41蛋白發(fā)生變構(gòu)促使病毒融合于細(xì)胞膜,病毒顆粒釋放進(jìn)??入宿主細(xì)胞。??逆轉(zhuǎn)錄過程:病毒顆粒侵入宿主細(xì)胞后釋放出其遺傳物質(zhì)RNA作為逆轉(zhuǎn)錄??模板,在自身攜帶的逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成與其互補(bǔ)鏈cDNA,合成的雜合雙鏈被??核糖核酸酶H水解掉RNA鏈,再以剩余的單鏈DNA作為模板合成雙鏈DNA。??整合過程:合成的病毒雙鏈DNA通過一系列過程(如t加工,轉(zhuǎn)運(yùn),鏈轉(zhuǎn)??移和DNA鏈末端修復(fù))被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核并整合到宿主染色體中。在此過程中,??宿主染色體成為病毒遺傳物質(zhì)的潛伏庫。研究表明,HIV藏匿于此的“潛伏病毒??庫”是導(dǎo)致其難以被徹底根除的原因所在。針對該問題,有科學(xué)家提出“激活-消??滅(shock?and?kill)?”策略,通過使用HIV-1潛伏感染激活劑(latency?reversing??agents),例如組蛋白去乙;敢种苿ǎ瑁椋螅簦铮睿?deacetylase?inhibit
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Degradation of proteins by PROTACs and other strategies[J]. Yang Wang,Xueyang Jiang,Feng Feng,Wenyuan Liu,Haopeng Sun. Acta Pharmaceutica Sinica B. 2020(02)
[2]艾滋病預(yù)防控制現(xiàn)狀及預(yù)防體系優(yōu)化[J]. 王曉梅. 科學(xué)咨詢(科技·管理). 2019(03)
[3]HIV病毒庫清除策略中潛伏逆轉(zhuǎn)劑的應(yīng)用及挑戰(zhàn)[J]. 周明菊,李靜,張和倩,靳婕華,宋錦文,張超,王福生. 傳染病信息. 2018(06)
[4]具有新作用機(jī)制的HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑研究進(jìn)展[J]. 周忠霞,孫林,康東偉,陳子慧,唐苗苗,李思雨,展鵬,劉新泳. 藥學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[5]靶向誘導(dǎo)蛋白降解作為藥物開發(fā)新策略[J]. 尤啟冬,陸朦辰,姜正羽. 藥學(xué)學(xué)報. 2017(12)
[6]HIV潛伏感染激活劑的研究進(jìn)展[J]. 王海鵬,陳承聰,王芳香,張萱萱,劉叔文,李琳. 病毒學(xué)報. 2017(02)
[7]組蛋白去乙;敢种苿┘せ頗IV儲存庫的研究進(jìn)展[J]. 白帆,康文,汪春付,孫永濤. 中國艾滋病性病. 2015(06)
[8]人免疫缺陷病毒1型潛伏感染激活劑研究現(xiàn)狀[J]. 彭秀明,吳南屏. 國際流行病學(xué)傳染病學(xué)雜志. 2015 (03)
[9]先導(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略(三)——通過化學(xué)修飾改善水溶性[J]. 栗增,王江,周宇,柳紅. 藥學(xué)學(xué)報. 2014(09)
[10]先導(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略(二)——結(jié)構(gòu)修飾降低潛在毒性[J]. 劉海龍,王江,林岱宗,柳紅. 藥學(xué)學(xué)報. 2014(01)
本文編號:3452929
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:297 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1.?WHO艾滋病感染者統(tǒng)計數(shù)據(jù)??13??
d?S博士學(xué)位論文??一、HIV-1病毒結(jié)構(gòu)??HIV是由HIV-1和HIV-2兩個亞型組成[31。其中,HIV-1具有感染力強(qiáng)和致??死率高的特點(diǎn),是全球范圍內(nèi)流行的主要亞型,因此也是科研工作者主要研究的??亞型【4]。HIV病毒顆粒成熟后具有類似20面體的球形形態(tài),其直徑介于??100-120nm?(圖1-2)。宿主細(xì)胞的提供的類脂質(zhì)包膜和跨膜糖蛋白gp41以及表??面糖蛋白gpl20構(gòu)成病毒外殼的紙質(zhì)雙層膜。外殼內(nèi)側(cè)包含蛋白P17形成的球形??基質(zhì)(matrix)與蛋白p24所形成的半錐形衣殼(capsid)。病毒衣殼內(nèi)含有病??毒?RNA?和復(fù)制所需的蛋白酶(protease,?PR)、逆轉(zhuǎn)錄酶(reverse?transcriptase,?RT)、??整合酶(integrase,IN)、Vpu、Vif、Vpr?和?Nef,以及一些細(xì)胞因子[5,6]。??Cyclophilin—ex?^??Peptides??Peptides?processed??between?CA?and?NC??圖1-2.?HIV-丨病毒生物結(jié)構(gòu)模型[7】??二、HIV-1復(fù)制周期??HIV-1的復(fù)制周期從病毒附著于細(xì)胞表面幵始(圖1-3),包括吸附與融合??(Binding?and?Fusion)、逆轉(zhuǎn)錄(Reverse?transcription)、整合(Integration),??其中一小部分病毒不再進(jìn)行復(fù)制,保持靜息狀態(tài),組成了?HIV潛伏庫。另外大??部分經(jīng)過轉(zhuǎn)錄與翻譯、組裝、出芽與成熟釋放到細(xì)胞外[6]。??14??
d?if?/,?I博士學(xué)位論文??Plasma?—?4-^??^S^4ant—?^?⑶麵?\?f?^??^?antag〇nlslS?p^enomic?ffjff?Protein*?\????3.?Reverse?jp\-?"?'?^?RNA?、??Transcription?V*A??=廣?4’:簽產(chǎn)'??rvfnnl^^?Proviral?DNA??cytoplasm?^?nucleus??圖1-3.?HIV-1的復(fù)制周期[7】??吸附與融合過程:HIV-1與宿主細(xì)胞的吸附起始于gpl20與CD4受體細(xì)胞??外域的特異性識別,gpl20經(jīng)蛋白質(zhì)變構(gòu)之后與協(xié)同受體CCR5或者CXCR4發(fā)??生結(jié)合,進(jìn)而誘導(dǎo)gp41蛋白發(fā)生變構(gòu)促使病毒融合于細(xì)胞膜,病毒顆粒釋放進(jìn)??入宿主細(xì)胞。??逆轉(zhuǎn)錄過程:病毒顆粒侵入宿主細(xì)胞后釋放出其遺傳物質(zhì)RNA作為逆轉(zhuǎn)錄??模板,在自身攜帶的逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成與其互補(bǔ)鏈cDNA,合成的雜合雙鏈被??核糖核酸酶H水解掉RNA鏈,再以剩余的單鏈DNA作為模板合成雙鏈DNA。??整合過程:合成的病毒雙鏈DNA通過一系列過程(如t加工,轉(zhuǎn)運(yùn),鏈轉(zhuǎn)??移和DNA鏈末端修復(fù))被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核并整合到宿主染色體中。在此過程中,??宿主染色體成為病毒遺傳物質(zhì)的潛伏庫。研究表明,HIV藏匿于此的“潛伏病毒??庫”是導(dǎo)致其難以被徹底根除的原因所在。針對該問題,有科學(xué)家提出“激活-消??滅(shock?and?kill)?”策略,通過使用HIV-1潛伏感染激活劑(latency?reversing??agents),例如組蛋白去乙;敢种苿ǎ瑁椋螅簦铮睿?deacetylase?inhibit
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Degradation of proteins by PROTACs and other strategies[J]. Yang Wang,Xueyang Jiang,Feng Feng,Wenyuan Liu,Haopeng Sun. Acta Pharmaceutica Sinica B. 2020(02)
[2]艾滋病預(yù)防控制現(xiàn)狀及預(yù)防體系優(yōu)化[J]. 王曉梅. 科學(xué)咨詢(科技·管理). 2019(03)
[3]HIV病毒庫清除策略中潛伏逆轉(zhuǎn)劑的應(yīng)用及挑戰(zhàn)[J]. 周明菊,李靜,張和倩,靳婕華,宋錦文,張超,王福生. 傳染病信息. 2018(06)
[4]具有新作用機(jī)制的HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑研究進(jìn)展[J]. 周忠霞,孫林,康東偉,陳子慧,唐苗苗,李思雨,展鵬,劉新泳. 藥學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[5]靶向誘導(dǎo)蛋白降解作為藥物開發(fā)新策略[J]. 尤啟冬,陸朦辰,姜正羽. 藥學(xué)學(xué)報. 2017(12)
[6]HIV潛伏感染激活劑的研究進(jìn)展[J]. 王海鵬,陳承聰,王芳香,張萱萱,劉叔文,李琳. 病毒學(xué)報. 2017(02)
[7]組蛋白去乙;敢种苿┘せ頗IV儲存庫的研究進(jìn)展[J]. 白帆,康文,汪春付,孫永濤. 中國艾滋病性病. 2015(06)
[8]人免疫缺陷病毒1型潛伏感染激活劑研究現(xiàn)狀[J]. 彭秀明,吳南屏. 國際流行病學(xué)傳染病學(xué)雜志. 2015 (03)
[9]先導(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略(三)——通過化學(xué)修飾改善水溶性[J]. 栗增,王江,周宇,柳紅. 藥學(xué)學(xué)報. 2014(09)
[10]先導(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略(二)——結(jié)構(gòu)修飾降低潛在毒性[J]. 劉海龍,王江,林岱宗,柳紅. 藥學(xué)學(xué)報. 2014(01)
本文編號:3452929
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