酶抑制剂类抗糖尿病药物的分子水平筛选方法研究进展

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GLP_1受体激动剂及DPP_抑制剂的研究进展

GLP_1受体激动剂及DPP_抑制剂的研究进展
学报
Journal of China Pharm aceutical U n iversity 2008, 39( 5): 385- 391
38 5
药学前沿
GLP 1受体激动剂及 DPP 抑制剂的研究进展
周映红, 黄文龙* , 张惠斌, 对糖尿 病治疗药胰高血糖素样肽 1( G LP 1)受体激动剂和二肽基肽酶 ( DPP ) 抑制剂的研究进展进 行了 综述。介绍了 G LP 1的血糖调控机制, 还对 GLP 1受体激动剂 ( 如 Ex endin 4, Exentide LAR, L irag lutide, C JC 1131, 非 肽类 GL P 1受体激动剂 ) 和 DPP 抑制剂 ( 如 Sitag liptin, V ildag liptin, Saxag liptin, A log liptin) 进 行了详 细的介 绍, 为 2型糖 尿病 治疗药物的研发提供 参考。
Buse等 [ 11] 进行 了一项长达两 年的临床跟踪 调查, 研究对象为 974名患者, 观察的指标包括糖 化血 红 蛋 白 ( H bA1c )、空 腹 血 浆 葡 萄 糖 水 平 ( FPG )、体重、血压、胰岛 细胞的分泌功能 ( HO MA B) 、胰岛素敏感性 ( HOMA S) 以及对肝脏功能 ( 丙 氨酸 转 氨 酶, ALT ) 的影 响。统 计 结 果显 示 H bA1c下降 ( 1 1 ! 0 1) % , FPG 下降 ( 25 2 ! 2 8) m g /dL, 这两个指标在第 12 周观察到的数据分别 是下降 ( 1 1 ! 0 1) % 和 ( 25 1 ! 2 4) m g / dL。表 明 Exendin 4可将 H bA 1c维持在一个正常或相对 较低的水平。体重下降 ( 4 7 ! 0 3) % , 其中 81% 的患者伴有体重下降的症状。HOMA B 和 HOMA S与治疗前相比都有明显改善, 表明其对胰岛细胞 具有保护功能。对于 原来 ALT 水 平正常 的患者 ALT 值没有明显变化, 而 ALT 较高的患者则明显 的下降, 幅度为 ( 11 ! 1) IU /L ( P < 0 05) , 说明对肝 功能有所改善。血压平均下降 4 4 mmH g ( 舒张压 和收缩压都下降 ) , 高密度脂蛋白胆固醇 ( HDL C ) 平均上升 7 3 m g / dL; 甘油三酯 ( TG) 平均下降 9 3 m g /dL。血压、HDL C和 TG是 2型糖尿病治疗中的 3个心血管危险因子, 一般的药物治疗会引起血压 上升, HDL C下降和 TG水平上升, 增加了心血管危 险性, 相比之下, Exendin 4不存在这种问题 。 [ 11]

酶工程技术的研究及其在医药领域的应用

酶工程技术的研究及其在医药领域的应用

酶工程技术的研究及其在医药领域的应用一、本文概述随着生物技术的飞速发展,酶工程技术作为其中的重要组成部分,已经在医药领域展现出广阔的应用前景。

酶,作为生物体内的一类特殊蛋白质,具有高效、专一和温和的催化特性,因此被广泛用于医药、化工、食品等多个领域。

本文旨在探讨酶工程技术的最新研究进展,并重点分析其在医药领域的应用现状和发展趋势。

本文将对酶工程技术的基本原理和方法进行简要介绍,包括酶的来源、分离纯化、固定化以及酶反应器的设计等。

在此基础上,文章将重点论述酶工程技术在医药领域的多个应用方面,如药物合成、药物转化、药物分析和疾病诊断等。

通过具体案例和数据分析,展示酶工程技术在提高药物生产效率、降低药物成本、改善药物质量和提高疾病诊疗准确性等方面的积极作用。

本文还将对酶工程技术在医药领域面临的挑战和未来发展方向进行深入探讨。

随着生物技术的不断进步,酶工程技术的研究和应用将更加深入和广泛。

例如,新型酶的发现与改造、酶固定化技术的创新、酶反应器的优化以及酶工程技术在基因治疗和细胞治疗等新兴领域的应用等,都将成为未来研究的热点和方向。

酶工程技术在医药领域的应用已经取得了显著成果,并展现出广阔的发展前景。

本文将从多个角度全面分析酶工程技术在医药领域的应用现状和发展趋势,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

二、酶工程技术的基础理论酶工程技术,作为一门应用生物技术的分支,其基础理论主要涵盖酶学基本原理、酶反应动力学、酶分子设计和改造以及酶固定化技术等方面。

酶学基本原理是酶工程技术的基石。

酶是生物体内具有催化功能的蛋白质,具有高度专一性和高效性。

酶通过降低反应的活化能来加速生物化学反应,使得原本难以进行的反应在温和条件下也能迅速进行。

了解酶的结构、催化机制以及影响因素,对于酶工程技术的应用至关重要。

酶反应动力学是研究酶催化反应速率与反应物浓度关系的科学。

通过对酶反应动力学的研究,可以了解酶催化反应的速度控制步骤、反应速率常数以及反应机制等,为酶工程技术的优化提供理论依据。

SGLT-2抑制剂类糖尿病药物的研究进展和专利分析

SGLT-2抑制剂类糖尿病药物的研究进展和专利分析
细胞膜由脂质组成,由于它们的极性不同,所述脂质 不能渗透葡萄糖。因此,葡萄糖通过这种脂质屏障的运输 需要葡萄糖转运蛋白的载体蛋白。细胞中的葡萄糖转运 主要由两种类型的转运蛋白介导:SGLT 和促进性葡萄糖 转运蛋白(GLUT)。SGLT 是 SLC5A 的成员。钠底物共转 运蛋白(转运蛋白)属于膜蛋白功能超家族,负责细胞内离 子和分子的积累。在不同种类的 SLC5A 中,只有两种类型 的钠葡萄糖协同转运蛋白介导葡萄糖重吸收。一旦血浆
在 四 氧 嘧 啶 诱 导 的 糖 尿 病 大 鼠 中 ,分 别 观 察 到 肾 SGLT1 和 SGLT2 表达增加 20%和 36%,并且,已有的研究 已经表明 SGLT 在糖尿病中表达会升高。越来越多的证 据表明,糖尿病与肾脏葡萄糖转运蛋白表达和功能升高 有关。SGLTs 在糖尿病肾脏中的高表达进一步导致葡萄 糖重吸收增强。SGLT-2 抑制剂的糖苷配基可通过阻断 近曲小管对葡萄糖的重吸收起到增加葡萄糖排出和降低 机体血糖水平的作用。因此,抑制 SGLT-2 的活性,减少 肾脏中葡萄糖的再吸收可以最终降低糖尿病患者的血糖 水平升高。由于 SGLT-2 不干扰胰岛素功能和葡萄糖代 谢,SGLT-2 抑制剂可以用作治疗Ⅱ型糖尿病的支持或补 充方法。
糖尿病治疗效果 有调查研究表明,与其他药物相比,SGLT-2 抑制剂具 有更好的血糖控制效果和代谢稳定性,其对各种糖尿病患 者都有很好的降糖效果,患者的糖化血红蛋白(HbA1c)水 平、空腹血糖和餐后血糖水平均有明显下降。而 SGLT-2 抑制剂治疗Ⅱ型糖尿病的有效性和安全性也得到临床试 验的证实。例如,达格列净作为一种高选择性的、口服后 的活性较为稳定 SGLT-2 抑制剂,其在人体中的吸收速度 很快,平均半衰期为 11.2~16.6 h,是一种药动学稳定的降 糖药物。在一项随机对照试验中,与安慰剂组相比,达格 列净组患者的平均空腹血糖水平降幅更大。 最新的临床研究表明,具有独特作用靶点和机制的 不 论 单 独 使 用 或 与 其 他 降 糖 药 物 联 合 使 用 ,均 能 降 低 HbA1c 的水平,并有效地控制糖尿。因此,对于单个药物

糖尿病药物研究进展

糖尿病药物研究进展

糖尿病药物研究进展摘要:药物治疗糖尿病包含降糖药治疗与胰岛素治疗。

临床常用西药控制该疾病,但存在较大副作用,全球也在不断研发新型高效、安全的糖尿病药物,而提高降糖效果,降低副作用。

本文主要综述口服降糖药、胰岛素、新研究降糖药在治疗糖尿病中的应用效果和副作用等,旨在为医务人员与患者提供帮助。

关键词:糖尿病;药物;胰岛素糖尿病(DM)是一组以高血糖为特征的代谢性疾病,我国是糖尿病发病率增长最快的国家之一,由于人们生活不断改善,肥胖、高血压、血脂异常、糖尿病等问题逐渐增加。

糖尿病病机是胰岛素分泌缺陷和(或)胰岛素生物作用受损。

患者机体长期维持高血糖状态,其肾脏、眼、心脏、血管、神经等也会受到慢性侵害而发生功能障碍。

糖尿病的病因包含遗传与环境因素,饮食、运动、家族史等均可导致糖尿病发生。

临床治疗糖尿病需要患者限制饮食、加强运动,若食疗与运动不能控制,则需要长期坚持使用降糖药或胰岛素。

1胰岛素临床在治疗1型糖尿病与口服降糖药疗效不佳的2型糖尿病则给予胰岛素治疗,还有一些不能通过饮食、运动、药物治疗的糖尿病也可以通过胰岛素治疗。

但胰岛素仅可以替代补充患者机体胰岛素分泌不足的情况,起到降低血糖,降低急性并发症的发生率的作用,并不能根治疾病。

强化胰岛素治疗是指一些患者胰岛β细胞缺乏,单纯在三餐前注射胰岛素不能有效控制空腹血糖与餐后夜间血糖,因此采用多次多成分皮下注射胰岛素的方法,使患者形成正常胰岛素生理作用,从而产生控制血糖效果。

常用胰岛素类型包含:门冬胰岛素、赖脯胰岛素、谷赖胰岛素、生物合成人胰岛素、精蛋白生物合成人胰岛素、地特胰岛素、甘精胰岛素、德谷胰岛素等。

朱莹等[1]在GDM治疗中比较赖脯胰岛素和生物合成人胰岛素的治疗效果,前者FPG、2hPG,血糖达标时间、胰岛素单日用量,低血糖总发生率,特别是夜间低血糖发生率低于后者,两组孕妇中餐前低血糖发生率与母婴不良分娩结局发生率相似。

说明赖脯胰岛素相比于生物合成人胰岛素在降低血糖、安全性等方面效果较好,在母婴结局方面影响相似。

_葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展及食品源抑制剂的开发前景

_葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展及食品源抑制剂的开发前景

α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展及食品源抑制剂的开发前景聂莹1,陈俊帆1,苏东海2,韭泽悟3,李志姣1,*程永强1(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;2.北京电子科技职业学院,北京100029;3.日本国际农林水产业研究中心,日本筑波305-8686)摘要:随着世界上糖尿病患者的不断增加,除了传统的药物治疗以外,如今糖尿病及营养学专家更希望患者添加对辅助降血糖食品的应用,并建议用食疗的方法调节血糖水平,有效预防糖尿病的产生。

在众多辅助降糖保健食品中,糖类物质、多酚类、黄酮类、磷脂酸类、生物碱等作为α-葡萄糖苷酶活性抑制剂,在降血糖方面起着极其重要的作用。

关键词:糖尿病;α-葡萄糖苷酶抑制剂;降血糖;保健食品中图分类号:Q814文献标志码:Adoi :10.3969/jissn.1671-9646(X ).2012.03.004Progress in α-Glucosidase Inhibitor and ApplicationProspect of Inhibitors from FoodNIE Ying 1,CHEN Jun-fa n 1,S U Do ng -ha i 2,S ATORU Nira sa wa 3,LI Zhi-jia o 1,*CHENG Yo ng -qia ng 1(1.Fo o d S cie nse a nd Nutritio na l Eng ine e ring Co lle g e ,China Ag ricultura l Unive rsity ,Be ijing 100083,China ;2.Be ijing P o lyte chnic Institute ,Be ijing 100029,China ;3.Ja pa n Inte rna tio na l Re se a rch Ce nte r fo r Ag ricultura l S cie nce s ,Tsukuba 305-8686,Ja pa n)Abstra ct :With the dra ma tica lly incre a se d po pula tio n o f dia be tic pa tie nts ,do cto rs a nd nutritio nists a re mo re like ly to re co mme nd the ir pa tie nts to ta ke in fo o d stuff with the functio n o f de cre a sing blo o d g luco se ,in o rde r to pre ve nt a nd tre a t dia be te s by die ta ry a nd fo o d the ra py inste a d o f ta king in la rg e do se o f re le va nt me dicine with side e ffe ct.α-g luco sida se inhibito r ,including sa ccha ride s ,po lyphe no ls ,fla vo no ids ,pho spha tidic a cids ,a lka lo ids ,de rive d fro m da ily fo o d stuff a re pla ying critica lly impo rta nt ro le in re ductio n o f blo o d g luco se a nd the ir usa g e s a re discusse d in this pa pe r.Ke y wo rds :dia be te s ;α-g luco sida se inhibito r ;hypo g lyce mic e ffe ct ;he a lth fo o d糖尿病(Diabe te s Me llitus ,DM )是一种病因复杂的代谢疾病,其主要特点是慢性高血糖,伴随因胰岛素(INS )分泌及/或作用缺陷引起的糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱。

酶抑制剂的筛选初1

酶抑制剂的筛选初1

酶抑制剂的作用方式
1.直接抑制病原微生物或人体内生物合成 途径中的某种关键酶,减少某种产物的 生成。 2.通过抑制人体内生物合成途径中的某种 酶使人体有益的底物得以积累,从而达 到治疗的目的。 3.通过抑制与某种生物合成途径直接相关 且必需的另一个生化反应的酶来减少有 害物的生成。
酶抑制剂的作用方式
1逆转录酶抑制剂rti2蛋白酶抑制剂3整合酶抑制剂目前国际上治疗艾滋病的药物共17种尚未有治疗艾滋的特效药高效抗逆转录病毒疗法逆转录酶抑制剂法及蛋白酶抑制剂的联合治疗是目前治疗中的基本治疗其他均为辅助治疗如免疫增强剂及中草药设计酶抑制剂筛选方法的基本原理在筛选酶抑制剂时要分离或精制得一定量的筛选酶再根据筛选酶与特定底物的特异性反应后所生成的反应物来设计反应程序从反应体系中底物的减少或消失和生成的产物的数量来判断待筛物的抑制活性强弱
设计酶抑制剂筛选方法 的基本原理
在筛选酶抑制剂时,首先要分离或精 制得一定量的筛选酶,然后再根据 筛选酶与特定底物的特异性反应后 所生成的反应物来设计反应程序,最 后从反应体系中底物的减少或消失 和生成的产物的数量来判断待筛物 的抑制活性强弱。
筛选模型的建立
筛选模型就是在筛选实验中所应用的实 验模型,由于抑制剂筛选要求实验方案 有标准化和定量化的特征,因而在传统 药理实验中常见的动物实验在抑制剂筛 选中较少应用,根据实验模型的不同, 药物筛选可以分为分子水平的筛选和细 胞水平的筛选。
1.比色检测法 比色检测法是最经典的酶检测方法,主要通过 测定反应底物或产物在紫外或可见光下的吸收 值,通过在特定波长下检测吸光值的变化.间 接地反应体系中酶的活性。比色检测法的关键 是在筛选反应体系中含有特定吸收波长、可用 于检测的化合物。对仪器要求简单,普通的酶 标仪就能够满足一般的高通量筛选的要求,也 是最为方便的检测方法之一,但是该方法的灵 敏度有时相对较低,有时为了达到信号在线性 范围内,需要较大的酶量和底物浓度。

糖尿病治疗药物的研究和发展

糖尿病治疗药物的研究和发展

糖尿病治疗药物的研究和发展糖尿病是一种常见的慢性代谢性疾病,世界卫生组织估计全球患糖尿病的人口已经超过4亿,而且数字还在不断增加。

病因复杂,治疗难度大,常规药物治疗往往存在药效不足和不良反应等问题,因此糖尿病治疗药物的研究和发展一直备受关注。

1. 胰岛素治疗胰岛素是一种最初和最有效的治疗糖尿病的药物,可以有效地调节血糖水平。

但胰岛素治疗的弊端在于需要注射,在遵循治疗方案和药物剂量方面存在很高的要求,另外也容易引起低血糖反应等不良反应。

为了改善胰岛素治疗的不足,科学家们利用现代科技,开发了缓释胰岛素、胰岛素泵等新技术和新产品,从而改善了胰岛素治疗的使用效果和安全性。

2. 口服降糖药物除了胰岛素外,许多口服降糖药物也被开发和使用。

对于2型糖尿病患者,口服降糖药物是一种非常有效的治疗方式。

目前,市场上的口服降糖药物种类繁多,其中包括葡萄糖酸盐类、二甲双胍、α-葡萄糖苷酶抑制剂、胰岛素增敏剂、肠促胰岛素分泌药等。

虽然口服降糖药物在治疗中的稳定性和安全性在不断提高,但副作用和耐受性依然是阻碍其进一步发展的重要问题。

3. 近年新药研究进展近年来,为了寻找更高效、更方便、更安全的治疗方法,科学家们不断寻找新的治疗途径和新药物。

环氧酰胺分子、血糖调节酰胺类等温磷酰化酶类似物,以及去糖基肽分子等新型抗糖尿病药物正在陆续研发和上市应用。

同时,针对新型药物的临床试验也正在进行中,将为临床实践提供更多有力的证据。

4. 个体化治疗的发展趋势糖尿病发病机制复杂,治疗是一个复杂的系统工程。

人们逐渐认识到,针对单个患者的治疗方法和方案是最优解。

目前,利用人工智能和大数据等技术就可以实现“个性化治疗”,可以针对每个患者的特殊情况和病情,制定最合适的治疗方式和去除不必要的治疗。

个体化治疗的应用,将大大增加糖尿病治疗的成功率和治疗效果,减少不良反应,从而促进糖尿病治疗药物的研究和发展。

结论:糖尿病治疗药物的研究和发展日益重要,现有治疗方式存在很多不足,这就需要开发出更好的药物来改善现状。

糖苷酶及抑制剂的深入

糖苷酶及抑制剂的深入
采用高压、高流速和高效 固定相,实现糖苷酶的高 效分离和纯化。
糖苷酶抑制剂的筛选技术
高通量筛选
利用自动化设备和多孔板 ,快速筛选大量候选化合 物,寻找潜在抑制剂。
酶活性测定
通过测定糖苷酶在抑制剂 存在下的酶活性,评价抑 制剂的抑制效果。
表面等离子共振技术 细胞水平筛选
实时监测糖苷酶与抑制剂 的相互作用,评估抑制剂 的结合能力和动力学参数 。
糖苷酶的结构通常包含催化域和底物 结合域,其中催化域负责催化反应,
底物结合域负责与底物结合。
底物特异性
糖苷酶通常对底物具有严格的特异性 ,只能催化特定类型的糖苷键水解。
催化机制
糖苷酶的催化机制通常涉及到两个关 键步骤,即底物的识别和催化水解, 这一过程中通常需要辅酶的参与。
活性调节
糖苷酶的活性受到多种因素的调节, 如底物浓度、辅酶浓度、温度、pH 等,这些因素的变化都可能影响糖苷 酶的催化活性。
糖蛋白、糖脂等的合成与降解,对于生物体的正常生理功能具有重要意
义。
02
抑制剂的作用机制
糖苷酶抑制剂通过抑制糖苷酶的活性,进而调控糖蛋白、糖脂等的代谢
过程,达到治疗某些疾病的目的。其作用机制多样,包括竞争性抑制、
非竞争性抑制等。
03
研究成果总结
近年来,对于糖苷酶及抑制剂的研究取得了显著进展,包括发现了多种
展望
随着糖生物学和糖苷酶研究的深入,人们对于糖苷酶在生理和病理过程中的作用将有更全面的认识,这将为糖苷 酶抑制剂的开发提供更多的靶点和思路。同时,基于新技术和新方法的应用,糖苷酶抑制剂的发现和优化也将变 得更加高效和精准。
05
总结与展望
对糖苷酶及抑制剂研究的总结
01
糖苷酶的重要性
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酶抑制剂类抗糖尿病药物的分子水平筛选方法研究进展张海枝,刘鹏,李川,刘长鹰天津药物研究院天津市新药设计与发现重点实验室,天津 300193摘 要:酶抑制剂类抗糖尿病药物是目前药物研究的热点,而药物筛选技术是制约此类抗糖尿病新药研发速度的关键步骤。

主要从分子水平总结近年来报道的与糖尿病相关的酶抑制剂类候选药物的筛选方法,包括传统方法和前沿方法,着重介绍极具潜力的毛细管电泳法、质谱法、生物传感法和微通道筛选方法等。

关键词:抗糖尿病药物;酶抑制剂;分子水平;药物筛选方法中图分类号:R977.3 文献标志码:A 文章编号:1674 - 5515(2014)08 - 0947 - 06DOI: 10.7501/j.issn.1674-5515.2014.08.028Research progress on drug screening methods at the molecular level for enzyme inhibitors used as anti-diabetic drugsZHANG Hai-zhi, LIU Peng, LI Chuan, LIU Chang-yingTianjin Key Laboratory of Molecular Design and Drug Discovery, Tianjin Institute of Pharmaceutical Research, Tianjin 300193, ChinaAbstract: Various enzyme inhibitors have been demonstrated to be a hotspot in the research area of anti-diabetic drugs, whose development has been greatly limited by the efficiency of diverse drug screening methods. This paper concerns on different types of drug screening methods in the molecular level for enzyme inhibitors used in diabete treatment, including both traditional and advanced methods. Importantly, several screening methods with great potential have been emphasized here, such as capillary electrophoresis, mass spectrometry, biosensors, screening methods based on microchannel and so on.Key words: anti-diabetic drugs; enzyme inhibitors; molecular level; drug screening methods糖尿病是全世界发病率最高的疾病之一,是一种与胰岛素产生和作用异常相关、以高血糖为主要特征的代谢性疾病。

现有报道证实,体内参与血糖调节的多种酶已经成为抗糖尿病药物作用的关键靶点,可为研制治疗糖尿病的药物提供新途径。

以靶标酶为作用对象的酶抑制剂可有效抑制血糖的升高,减缓糖尿病并发症的发生和发展,是抗糖尿病药物研发的希望所在[1-2]。

目前报道的可用于治疗糖尿病的酶抑制剂包括α-葡萄糖苷酶抑制剂、醛糖还原酶(AR)抑制剂、一氧化氮合酶(NOS)抑制剂、血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂、基质金属蛋白酶(MMPs)抑制剂、蛋白质酪氨酸磷酸酶1B (PTP-1B)抑制剂、果糖-1,6-二磷酸酶抑制剂、磷酸二酯酶(PDE)抑制剂、环氧酶-2(COX-2)抑制剂、二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)抑制剂等[3]。

近年来,组合化学的快速发展已经解决了酶抑制剂类候选药物的大批量合成问题,而如何快速高效准确地筛选出此类抗糖尿病新药是药物研发中的关键难题。

现有报道中关于酶抑制剂类候选药物的筛选方法较多,根据所选用的材料和药物作用的对象以及操作特点,可将这些方法大致分为4个水平:整体动物水平、组织器官水平、细胞水平和分子水平。

其中,基于分子水平的酶抑制剂类药物筛选方法具有反应体积小、筛选速度快、药物作用机制明确,可实现大规模筛选等优点,在药物筛选方面具有广阔的应用前景。

基于此,本文详细综述了酶抑制剂类抗糖尿病药物的分子水平筛选方法,力图为此类药物的高通量筛选提供借鉴和参考,以期提高抗糖尿病新药的研发速度。

目前文献中报道的与糖尿病相关的酶抑制剂类药物分子水平筛选方法主要收稿日期:2014-06-28作者简介:张海枝(1985—),女,湖北黄冈市人,博士,助理研究员,研究方向为分析化学。

Tel: (022)23006859 E-mail: zhanghz@分为传统方法和前沿方法。

其中,传统筛选方法包括虚拟筛选、紫外–可见分光光度计法、荧光检测法和高效液相色谱法(HPLC)。

近年来广受关注的前沿筛选方法包括毛细管电泳法(CE)、质谱法、生物传感法和微通道筛选方法等。

1传统方法1.1虚拟筛选虚拟筛选是针对酶的三维结构或定量构效关系(QSAR)模型,从现有小分子数据库中搜寻与靶标酶结合或符合QSAR模型的化合物,进行实验筛选研究。

该方法目前已用于PTP-1B抑制剂、α-葡萄糖苷酶抑制剂、AR抑制剂和DPP-Ⅳ抑制剂的筛选[4-5]。

以α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选为例,利用虚拟筛选可从带有不同烷基链结构的绿原酸衍生物中筛选出高效抑制剂。

与传统高通量筛选相比,虚拟筛选具有高效、快速和经济等优势。

但是,目前许多酶的结构确定并未测定,极大地限制了虚拟筛选的应用。

1.2 紫外–可见分光光度计法紫外–可见分光光度计法是最传统的酶抑制剂筛选方法,在抗糖尿病药物筛选中的经典实例为:以对硝基-α-D-吡喃葡萄糖苷或葡萄糖为底物筛选α-葡萄糖苷酶抑制剂,目前筛选得到的高效抑制剂包括一系列1H-1,2,3-三唑糖类衍生物、2-脱氧-2,2-二卤代糖苷和羟基香豆素类衍生物等[6-8]。

紫外–可见分光光度计筛选方法操作简单,对仪器要求低(普通酶标仪),但是灵敏度较低,测定信号易受干扰,对酶和底物的消耗量不容忽视。

1.3荧光检测法荧光检测法是利用荧光底物与靶标酶及抑制剂候选药物共同作用,通过检测反应底物或产物的荧光信号变化来进行候选药物筛选。

这种方法灵敏度高(检测限达到0.1 μg/mL)、耗时短,并且通常在多孔板上进行,满足高通量药物筛选的需求,是目前使用最为广泛的酶抑制剂类抗糖尿病药物筛选方法[9-11]。

如利用新型荧光探针构建DPP-Ⅳ抑制剂筛选体系,可实现3 841种化合物的快速筛选,发现表苯丁抑制素对DPP-Ⅳ有强烈抑制作用,可作为潜力药物进行开发[9]。

荧光筛选方法虽然使用广泛,但是其缺陷也不容忽视,荧光物种的选择十分有限,并且由于没有引入分离步骤,样品中其他荧光物种极易对测定信号产生干扰。

1.4 高效液相色谱法HPLC法在酶抑制剂筛选方面使用得较为广泛,通常与紫外测定法、荧光测定法或质谱法联用。

由于引入了高效的分离步骤,检测信号具有高准确度,但是多采用离线方式进行,HPLC只是作为单纯的分离检测手段,需要进行复杂的样品前处理过程[12-13]。

目前可用于一系列N-烷基-脱氧野尻霉素衍生物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选。

2前沿方法2.1毛细管电泳法毛细管电泳技术的出现为分子水平药物筛选技术的发展提供了新的策略和方向。

由于其具有样品消耗量小、分析速度快、效率高、可集成化等优点,已逐渐成为酶抑制剂类药物筛选的有力工具,特别是能够在生理环境或接近生理环境下运行、维持酶活性,模拟实际生理环境中酶与抑制剂之间相互作用,非常有利于准确评价药物作用,为发现新型高效的酶抑制剂类抗糖尿病药物提供有效筛选途径[14]。

值得关注的是,毛细管电泳法的操作模式多样化和可集成化为形成集样品(酶、抑制剂和底物)在线混合、反应、分离和检测于一体的药物快速筛选平台提供了可能。

通过选择合适的样品进样方式和调控毛细管内电渗流,可在线控制样品的混合和反应。

通过与多种检测器相结合,实时监测反应产物或底物的信号变化,构建一体化的毛细管电泳筛选平台,可实现多种酶抑制剂类抗糖尿病药物的筛选,如毛细管电泳筛选方法与荧光检测器联用,构建在线的电泳辅助微分析系统,可高效测定多种天然产物结构如咖啡酸、槲皮素、白藜芦醇、氨基葡萄糖和多西环素对MMPs的抑制作用,实现天然产物中MMPs抑制剂候选药物的筛选[15];毛细管电泳筛选方法与质谱联用,通过优化ESI-MS测定参数,建立具有高灵敏度(比传统的全扫描MS检测方法提高60倍)、高效、快速、准确的药物筛选方法,可用于四环素类抗生素和天然产物中MMPs抑制剂的寻找[16];毛细管电泳筛选方法与二极管阵列检测器联用,在毛细管内将酶反应和产物检测结合起来,实现了多种ACE抑制剂如卡托普利、赖诺普利及其他类似结构成分的筛选研究[17]。

同时,毛细管电泳技术中用到的毛细管内壁具有丰富的硅羟基,极易进行修饰反应,为多种酶的固定化提供了有效途径。

基于固定化酶建立的酶抑制剂筛选方法可大大减少酶的使用量,降低成本。

现有报道表明,利用离子液体将与糖尿病相关的ACE固定在毛细管壁,通过依次进样及合理调控电渗流,可实现多种天然提取物中ACE抑制剂的快速筛选[18]。

2.2质谱法质谱技术能够通过测定离子化后分子的质荷比得到相关分子的相对分子质量。

近年来,随着质谱技术的不断完善及各种高性能质谱仪器的出现,质谱被越来越多地应用于分子水平药物筛选研究中。

在酶抑制剂类抗糖尿病药物筛选方面,基于质谱技术构建的筛选方法主要分为两大类:一类是利用高分辨率的生物质谱实时监测酶与抑制剂相互作用;另一类是将新型质谱技术与传统分离技术相结合,建立更精确、更有效的酶抑制剂筛选方法。

以基质辅助激光解吸附–飞行时间(MALDI- TOF)质谱和电喷雾质谱(ESI-MS)为代表的现代生物质谱技术,由于具有高灵敏度和高质量检测范围,为实时测定酶及相关抑制剂的相互作用提供了必要的技术手段并逐步形成了独具特色的生物质谱筛选技术。

这一筛选技术的思路是:通过调整质谱参数,观察靶标酶–抑制剂复合物在气相状态下的稳定性,进而比较不同抑制剂与靶标酶的相互作用强弱。

目前,这种基于测定生物大分子相对分子质量的质谱筛选技术仅仅用于AR抑制剂的筛选[19-20],从索伯尼尔和托瑞司他的结构类似物中进行候选药物筛选。

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