【摘要】：本文共包括兩部分,第一章詳細(xì)論述了金線蓮苷衍生物C6對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子B (VEGFb)-血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體1(VEGFR1)通路的抑制作用,綜合評(píng)價(jià)C6對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠模型的治療作用,探討其降糖作用機(jī)制：第二章則論述了新型11β-HSD1天然小分子抑制劑虛擬篩選及活性評(píng)價(jià)的研究過程。第一章本課題組前期對(duì)具有降糖降脂活性天然產(chǎn)物金線蓮苷進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和修飾,通過化學(xué)合成法合成一系列衍生物C1-6,前期活性初篩顯示C6可顯著控制STZ誘導(dǎo)2型糖尿病大鼠血糖水平,且其治療效果顯著優(yōu)于其他衍生物。本文通過計(jì)算機(jī)反向虛擬篩選技術(shù)發(fā)現(xiàn)其潛在的作用靶點(diǎn)為VEGFR1。為驗(yàn)證反向虛擬篩選的結(jié)果,本文成功表達(dá)并純化VEGFb及其受體VEGFR1結(jié)合部分結(jié)構(gòu)域,微量熱泳動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)二者結(jié)合力極高,解離常數(shù)(Kd)為757±67.5 nM, C6可顯著抑制VEGFb與VEGFR1的結(jié)合,EC50為5.37±0.79 μM,遠(yuǎn)低于其他衍生物。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)C6具有良好的體內(nèi)抗糖尿病活性,能治療并改善自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的高血糖、胰島素抵抗和高血脂等癥狀,提高糖尿病小鼠的糖耐量；降低肝臟及腎臟損傷程度,保護(hù)胰腺形態(tài),抑制胰島增生,維護(hù)胰島細(xì)胞功能穩(wěn)態(tài)；同時(shí)C6能降低心肌組織內(nèi)、/EGFb-VEGFR1信號(hào)通路下游蛋白FATP3和FATP4的表達(dá)水平；說明其降糖機(jī)制為控制心臟和骨骼肌中脂肪酸的內(nèi)皮攝取和運(yùn)輸,阻止異常的脂質(zhì)沉積,增加肌肉葡萄糖攝取,最終達(dá)到治療2型糖尿病的目的。綜上所述,金線蓮苷衍生物C6是一個(gè)新型小分子VEGFb-VEGFR1信號(hào)通路抑制劑,可作為潛在的2型糖尿病治療候選藥物。第二章糖皮質(zhì)激素(Glucocorticoids, GCs)具有調(diào)節(jié)糖和脂肪的代謝、免疫反應(yīng)、細(xì)胞增殖等作用,糖皮質(zhì)激素的蓄積往往會(huì)導(dǎo)致代謝綜合征的出現(xiàn),包括肥胖、胰島素抵抗、高血脂、高血壓和內(nèi)臟的脂肪堆積等。11p羥基類固醇脫氫酶1(11β-HSD1)是調(diào)節(jié)人體代謝的關(guān)鍵酶,其在NADPH輔助下催化無活性可的松還原成有活性氫化可的松,放大局部活性糖皮質(zhì)激素水平,而抑制11β-HSD1可恢復(fù)外周組織對(duì)胰島素的敏感性,因此11β-HSD1成為當(dāng)今治療糖尿病研究熱點(diǎn)。天然產(chǎn)物因其骨架結(jié)構(gòu)豐富、藥理作用廣泛及相對(duì)低毒性等優(yōu)勢(shì),成為當(dāng)今最大的藥物來源。本文通過計(jì)算機(jī)虛擬篩選技術(shù),從ZINC天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫及本課題組324個(gè)天然產(chǎn)物中篩選潛在的11β-HSD1抑制劑,然后通過微量熱泳動(dòng)技術(shù)評(píng)價(jià)課題組評(píng)分前20的化合物與11β-HSD1的結(jié)合力,并采用HPLC-MS/MS方法評(píng)價(jià)其體外抑制活性,最后采用蛋白質(zhì)晶體學(xué)技術(shù)嘗試得到活性天然產(chǎn)物與11β-HSD1的共結(jié)晶。本文發(fā)現(xiàn)一個(gè)天然活性11β-HSD1抑制劑,其1C50為1.86μM且可與重組人11β-HSD1顯著結(jié)合(Kd=256±11μM),雖然暫時(shí)未獲得分辨率較高的晶體結(jié)構(gòu),但計(jì)算機(jī)對(duì)接發(fā)現(xiàn)該化合物可有效占據(jù)11β-HSD1的活性位點(diǎn),是極具有潛力的先導(dǎo)化合物,為11β-HSD1抑制劑的研發(fā)提供理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
[Abstract]:The first chapter discusses the inhibitory effect of Clematis glycoside derivative C6 on vascular endothelial growth factor B (VEGFb) - vascular endothelial growth factor receptor 1 (VEGFR1) pathway in detail, evaluates the therapeutic effect of C6 on spontaneous type 2 diabetic db / DB mice, and explores its hypoglycemic mechanism. The second chapter discusses the novel mechanism of action. Chapter 1: The structure modification and modification of the natural product of eleanosine, which has hypoglycemic and lipid-lowering activity, were carried out in the early stage. A series of derivatives C1-6 were synthesized by chemical synthesis. The preliminary screening showed that C6 could significantly control STZ-induced type 2 diabetes mellitus. In order to verify the results of the reverse virtual screening, we successfully expressed and purified some of the binding domains of VEGFb and its receptor, VEGFR1, and found that the binding force of the two domains was detected by microthermophoresis. The dissociation constant (Kd) was 757 65507 Glucose tolerance in mice with urinary disease; decreased liver and kidney damage, protected pancreatic morphology, inhibited islet proliferation, and maintained islet function homeostasis; C6 also decreased the expression of FATP3 and FATP4 downstream proteins of / EGFb-VEGFR1 signaling pathway in myocardial tissue; indicating that the mechanism of lowering blood glucose was to control the fatty acids in heart and skeletal muscle. In summary, Clematis glycoside derivative C6 is a novel small molecule inhibitor of VEGFb-VEGFR1 signaling pathway and can be used as a potential candidate drug for the treatment of type 2 diabetes. Chapter 2 Glucocorticoid Glucocorticoid accumulation often leads to metabolic syndrome, including obesity, insulin resistance, hyperlipidemia, hypertension and visceral fat accumulation. 11p-hydroxysteroid dehydrogenase 1 (11beta-HSD1) is the key enzyme in regulating human metabolism, and its accumulation in NADP. H-assisted reduction of inactive cortisone to active hydrocortisone enlarges locally active glucocorticoid levels, and inhibition of 11-beta-HSD1 restores insulin sensitivity in peripheral tissues. Therefore, 11-beta-HSD1 has become a hot topic in the treatment of diabetes mellitus. In this paper, the potential 11 beta-HSD1 inhibitors were screened from ZINC natural product database and 324 natural products by computer virtual screening technology, and then the binding force between the compounds in the first 20 scores and 11 beta-HSD1 was evaluated by microcalorimetric swimming technique, and the binding force between the compounds in the first 20 scores and 11 beta-HSD1 was evaluated by HPLC-MS/M. S method was used to evaluate its inhibitory activity in vitro, and protein crystallography was used to try to obtain the co-crystallization of the active natural product with 11 beta-HSD1. A natural active 11 beta-HSD1 inhibitor, whose 1C50 was 1.86 mu M, was found to bind significantly to recombinant human 11 beta-HSD1 (Kd = 256 + 11 mu M), although no high resolution crystal structure was obtained for the time being. However, computer docking showed that the compound could occupy the active site of 11 beta-HSD1 effectively, and it was a promising lead compound, providing theoretical and experimental basis for the research and development of 11 beta-HSD1 inhibitors.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R914;R965

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本文編號(hào)：2249017