mTOR抑制剂的筛选方法
酶抑制剂的筛选初1

Shi-Kun MA等人使用计算机虚拟筛选对HIV-1整 合酶的抑制剂进行了筛选。HIV-1整合酶(IN) 是一个用于HIV感染治疗和艾滋病预防的重要靶 酶。筛选流程如下:
酶的三维 结构测定 构建四聚体模型 和毒蛋白质的DNA 复合体模型 构建药效 基团模型 数据库中 筛选化合物
实验结果
分子动力 学模拟
4.为了更好的抑制合成产物的生成。可以用 两种或两种以上的抑制剂作用于一条酶反 应途径的不同环节。通过协同作用,使两 种抑制剂均在较低的浓度下得到更好的抑 制效果和临床疗效。 5.作用于体内与药物代谢有关的酶系。药物 代谢酶的作用是催化药物或外源性物质进 行生物转化并使其排泄出体外。为防止药 物被代谢失活,延长药物的作用时间,可 使用药物代谢酶的抑制剂来延长药物的半 衰期或减少给药次数。
活性化合物
Quality Leads
高通量药物筛选一般过程
复 深入筛选
先导化合物
Lead compounds
筛
活性样品
Hits
初
筛
活性化合物
Active Compounds
确证筛选
候选药物
酶抑制剂的分类
四,按与酶作用机制分类 1.不可逆抑制作用 这类抑制剂与酶的某些基团以共价的方式结合,一经结合后就很 难自发分解,不能用透析或超滤等物理方法解除抑制而使酶恢复 活性,它的抑制程度随着抑制剂的浓度以及抑制时间的增强而增 强。 2.可逆抑制作用 这类抑制剂与酶的结合是可逆的,结合后可以用透析,超滤等简 单的物理学方法去除抑制剂使酶全部恢复活性。这种结合往往是 非共价键的结合,这类抑制剂与酶分子的结合部位可以是酶的活 性中心,又可以是酶的非活性中心。由于这类抑制剂与游离态酶 之间存在着平衡关系,因此它的抑制程度是由酶和抑制剂之间的 亲和力的大小,抑制剂的浓度以及底物浓度所决定的,与作用时 间无关。
药物分析中的药物代谢酶抑制剂筛选

药物分析中的药物代谢酶抑制剂筛选随着药物研发的不断发展,药物代谢酶抑制剂在药物研究和开发过程中起着重要的作用。
药物代谢酶抑制剂是指在体内可以干扰药物的代谢过程,从而改变药物的代谢速率或降低药物的降解速度的一类物质。
正确筛选出药物代谢酶抑制剂对于药物开发的成功至关重要。
本文将探讨药物分析中药物代谢酶抑制剂的筛选方法和相关技术。
一、药物代谢酶抑制剂的作用机制药物代谢酶抑制剂通过与药物代谢酶互作,影响药物代谢酶的活性。
药物代谢酶一般通过氧化、还原、水解等方式对药物进行代谢。
药物代谢酶抑制剂可以与药物代谢酶结合,并使其活性受到干扰,从而改变药物的代谢过程。
药物代谢酶抑制剂可分为可逆抑制剂和不可逆抑制剂两种。
可逆抑制剂通过与药物代谢酶结合,与酶-底物互作的位点竞争,从而抑制酶的活性。
不可逆抑制剂则通过与酶共价键结合,永久地抑制酶的活性。
二、药物代谢酶抑制剂的筛选方法药物代谢酶抑制剂的筛选是药物研发过程中的重要环节。
下面将介绍几种常用的药物代谢酶抑制剂筛选方法。
1. 高通量筛选(HTS)高通量筛选是一种快速、高效的筛选方法,适用于大规模筛选药物代谢酶抑制剂。
该方法利用自动化设备,通过对大量候选化合物进行快速筛选,从中筛选出具有潜力的药物代谢酶抑制剂。
高通量筛选方法可以提高筛选效率,加速药物研发进程。
2. 酶活性测定法酶活性测定法是通过测定药物代谢酶的活性来筛选药物代谢酶抑制剂的方法。
常用的酶活性测定方法包括色谱法、光谱法、质谱法等。
通过测定药物代谢酶的酶活性变化,可以筛选出对药物代谢酶具有抑制作用的化合物。
3. 组织切片法组织切片法是一种在活体组织中进行药物代谢酶抑制剂筛选的方法。
该方法通过将候选化合物封装在适当的载体中,并与组织切片共同培养,利用组织切片的酶活性变化来评估药物代谢酶抑制剂的效果。
三、药物代谢酶抑制剂的应用药物代谢酶抑制剂广泛应用于药物研发和临床治疗中。
下面将简要介绍几个常见的应用领域。
1. 药物研发药物代谢酶抑制剂在药物研发过程中起到了重要的作用。
遗传学研究中的抑制剂筛选和评价

遗传学研究中的抑制剂筛选和评价抑制剂是指一类能抑制生物体内特定酶或蛋白质活性的化合物,在药物研发和基因治疗等领域具有广泛的应用。
遗传学研究中,抑制剂的使用可以帮助科学家深入探索不同基因的作用机制。
这一篇文章将着重讨论如何从抑制剂中筛选出合适的化合物,并对其效果进行评价。
一、抑制剂筛选抑制剂的筛选一般涉及以下几个方面:1. 靶点的确定首先需要确定研究的靶点。
一般而言,基因组学研究中可以通过CRISPR/Cas9技术沉默不同的基因,然后观察其对细胞或生物体影响的变化来确定靶点。
抑制剂的使用可以进一步验证这些基因的作用机制。
2. 抑制剂库的构建确定了靶点后,接下来需要构建抑制剂库,即收集可能有抑制作用的化合物。
这个过程一般有两种方法,一是通过现有的文献数据或其他资源进行预测,二是进行高通量筛选,即在大量化合物中对其作用进行快速筛选,沉淀出具有潜力的抑制剂。
无论采用哪种方法,抑制剂库的建立对于后期的抑制剂评价具有非常重要的意义。
3. 抑制剂的筛选与鉴定将抑制剂添加到细胞或生物体中,通过测定抑制剂对靶点的作用程度,确定哪些抑制剂具有潜力。
鉴定合适的抑制剂可以使用多种方法,如荧光素酶法、荧光标记探针等。
二、抑制剂效果评价抑制剂的效果评价主要关注三个方面:1. 抑制剂的效力使用荧光素酶法、RNA测序等技术,来测试抑制剂的效力。
2. 抑制剂的选择性选择性指抑制剂对其他酶或蛋白质的干扰程度。
一般而言,选择性越高,抑制剂对靶点的效果就越显著。
3. 抑制剂的毒性除了考虑抑制剂对靶点的作用,还需要考虑其对整个细胞的影响。
抑制剂毒性的测定可以通过细胞存活率、细胞缺陷等多种方法来进行评估。
总之,在遗传学研究中,抑制剂的作用机制非常复杂。
只有在确定了靶点的基础上,对抑制剂进行快速筛选和评价,才能为研究提供更可靠的数据支撑。
随着技术的不断发展,人们在抑制剂筛选和评价方面也会有更多的进步。
如何选择关键靶点PI3K、AKT和mTOR的抑制剂?针对癌症中的PI3K AKT信号通路

如何选择关键靶点PI3K、AKT和mTOR的抑制剂?针对癌症中的PI3K / AKT信号通路-07-23 订阅号APExBIOPI3K / AKT信号通路的异常激活会导致癌症的发展。
PI3K家族分为四类:I类,II类,III类和IV类。
I类可以进一步分为IA和IB类。
本文主要介绍IA类PI3K。
IA类PI3K是由调节性p85亚基和催化性p110亚基组成的异二聚体。
前者由PIK3R1(p85α,p55α和p50α)和PIK3R2(p85β)基因编码,后者由PIK3CA(p110α),PIK3CB(p110β)和PIK3CD (p110δ)编码。
PI3K的信号传导是在细胞表面受体激活时触发的。
p85与活化的受体酪氨酸激酶(RTK)或相关的衔接蛋白的结合激活催化亚基并使其更接近质膜。
在那里,p110磷酸化磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2,质膜的次要组分)以产生磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸(PIP3),其作为激活各种效应蛋白(包括AKT)的第二信使。
AKT的活化是通过3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶-1(PDK1)和mTOR复合物2(TORC2)的磷酸化完成的。
反过来,AKT的激活导致TORC1的激活,AKT和TORC1均调节促进细胞的存活、生长和增殖等途径。
另外,p110α和p110δ可以被Ras(GTP酶转换蛋白)进一步激活,Ras不与p110β结合。
Rac和Cdc42蛋白有助于激活p110β以响应G蛋白偶联受体(GPCR)激活。
TORC1信号传导还充当负反馈调节机制以抑制来自RTK的信号传导。
最后,肿瘤抑制因子PTEN使PIP3去磷酸化并返回PIP2(图1)。
图1 PI3K(IA类) / AKT信号通路的激活(此图列出了多种抑制剂,不知如何选择抑制剂的可作为参考)图2 PI3K(IA 类) / AKT信号通路的药理学抑制。
PI3K通路可以在多个节点上被药理学抑制,包括pan-PI3K和同种型特异性抑制剂,只靶向TORC1或同时靶向TORC1和TORC2的mTOR抑制剂以及AKT抑制剂,这些抑制剂可以直接抑制PI3K活性。
mTOR信号通路抑制剂筛选及抗肿瘤活性和机制研究的开题报告

mTOR信号通路抑制剂筛选及抗肿瘤活性和机制研究的开题报告一、研究背景和意义肿瘤是一种严重威胁人类健康的疾病。
目前,治疗肿瘤的主要方法是放疗、化疗和手术治疗。
然而,这些方法往往具有一定的毒副作用和治疗效果不佳的情况。
因此,发现新的治疗肿瘤方法和药物具有重要的研究价值和意义。
mTOR(mammalian target of rapamycin)信号通路在调控细胞增殖、代谢等生命过程中具有重要的作用。
同时,mTOR信号通路也与肿瘤的发生、发展密切相关。
因此,抑制mTOR信号通路已成为一种治疗肿瘤的新策略。
本研究致力于筛选具有抑制mTOR信号通路的潜力作用的化合物,并探究其抗肿瘤活性和作用机制,为肿瘤治疗提供新的思路和方法。
二、研究内容和方法1.筛选具有抑制mTOR信号通路的化合物。
通过建立细胞模型,采用高通量筛选技术,进行化合物筛选,以测定其对mTOR信号通路及其下游通路的影响。
2.评价化合物的抗肿瘤活性。
选择几种常见的肿瘤细胞作为模型,采用MTT法、细胞增殖、细胞周期等指标,对具有抑制mTOR信号通路的化合物进行抗肿瘤活性的评价。
3.探究化合物的作用机制。
通过基础实验技术,测定化合物对mTOR信号通路下游的靶点,以及对细胞的生长、凋亡、代谢等生物学行为的影响,为研究化合物的作用机制提供证据。
三、研究预期结果和意义本研究预计可以筛选出一批具有抑制mTOR信号通路潜力作用的化合物,探究其抗肿瘤活性和作用机制,为研究肿瘤治疗提供新的思路和方法。
同时,本研究也具有以下重要意义:1. 拓展肿瘤治疗的新思路和方法,为寻找新型抗肿瘤药物提供理论依据。
2. 建立化合物筛选及细胞模型,研究mTOR信号通路及其下游通路的机制,为深入研究mTOR信号通路及其相关疾病提供基础。
3. 提供可能对特定肿瘤类型进行治疗的化合物库,为肿瘤治疗的个性化提供可能的途径。
四、研究进度和计划预计研究周期为3年。
根据本研究的内容和方法,研究进度和计划如下:第一年:建立化合物筛选实验体系,筛选具有抑制mTOR信号通路潜力作用的化合物。
发现和开发中的mTOR抑制剂

发现和开发中的mTOR抑制剂mTOR是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,属于磷脂酰-3激酶(PI3K)相关激酶(PIKKs)家族。
mTOR调控细胞代谢、生长和增殖,因此是许多mTOR抑制剂的研究目标。
mTOR影响下游通路并形成两个复合物mTORC1和mTORC2,研究最深入的mTOR抑制剂是rapalogs(雷帕霉素及类似物),已经在多种肿瘤的临床研究中显示效果。
雷帕霉素1975年由微生物提取的大环内酯类化合物,最初发现具有抗真菌作用,随后发现具有免疫抑制活性成为一种免疫抑制剂,1980年发现具有抗肿瘤活性,但机制不明确,直到1990年在药物靶点研究中发现能够抑制细胞增殖以及细胞周期进程。
mTOR抑制剂的研究已成为不断增长的科学分支,具有广阔的前景。
一般地,蛋白激酶根据其底物特异性分为蛋白酪氨酸激酶和蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶;蛋白激酶成为目前流行的药物靶点。
目前已针对靶点发现和设计小分子抑制剂和生物制剂作为潜在的治疗药物。
小分子抑制剂通常抑制蛋白底物的磷酸化或激酶自身磷酸化。
人类癌症的mTOR信号通路许多人类癌症发生由于mTOR信号转导失调,对mTOR抑制剂赋予更高的敏感性。
mTOR 通路多种元素失调(如PI3K扩增/突变、PTEN功能缺失、AKT过度表达以及S6K1、4EBP1、elF4E过度表达)与许多类型的肿瘤相关。
因此,mTOR是一个多种肿瘤有趣的治疗靶点无论是mTOR抑制剂本身或与其他通路抑制剂联合使用。
上游,PI3K信号转导失调通过各种机制包括生长因子过度表达或激活如HER-2(EGFR-2)和IGFR、PI3K突变、AKT突变/扩增。
肿瘤抑制基因磷酸酶和10号染色体删除张力蛋白同源物(PTEN)是PI3K信号转导负性调节子。
许多肿瘤PTEN表达减少并通过几种机制(包括基因突变、杂合性缺失、甲基化和蛋白不稳定)下调。
下游,mTOR效应子S6激酶1(S6K1)真核起始因子4E-结合蛋白1(4EBP1)和真核起始因子4E(elF4E)与细胞转化有关。
mTOR抑制剂雷帕霉素的抗肿瘤作用

mTOR抑制剂雷帕霉素的抗肿瘤作用李亮亮【摘要】哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是参与生命活动的多条信号通路的下游因子,其中就包括PI3K/Akt/mTOR信号通路,在细胞生长、分化、转移和存活中地位显著,已成为癌症治疗的一个重要靶标.第一代mTOR抑制剂雷帕霉素(RAPA)最初作为一种新型的免疫抑制药物在器官移植领域应用广泛.随着对该药物及mTOR信号通路的深入研究,人们慢慢地认识到RAPA 除免疫抑制外还具有诱导肿瘤细胞凋亡、阻断细胞周期、抑制信号传导、影响基因转录水平及其对表观遗传学的调控作用.本文主要综述了近年来雷帕霉素在抗肿瘤方面的研究进展,同时讨论了雷帕霉素抗肿瘤的局限性.【期刊名称】《海南医学》【年(卷),期】2019(030)002【总页数】4页(P241-244)【关键词】雷帕霉素靶蛋白;雷帕霉素;肿瘤发生;mTOR信号通路;抗肿瘤【作者】李亮亮【作者单位】海南医学院生物学教研室,海南海口 571199【正文语种】中文【中图分类】R979.1雷帕霉素(RAPA)是由智利复活节岛上的土壤链霉菌分泌的产物,属于三烯大环内酯类的化合物。
最初作为低毒强效的抗真菌药物和免疫抑制剂被研发出来,广泛用于抗炎和维持移植器官免疫能力。
随着科学家们对RAPA药理性质及分子机制的深入研究,人们开始认识到RAPA还具有除抗炎、免疫抑制外的多种其他药理作用,如对肿瘤细胞增殖产生抑制、提高机体免疫力、延缓衰老等作用。
近几十年来,研究发现RAPA可以影响多系统肿瘤性疾病,如消化系统、生殖系统、呼吸系统、女性生殖系统等[1-8]。
RAPA的肿瘤抑制作用受到科学家们关注,为此他们做了许多有关的研究并获得了一些成功,2007年FDA批准RAPA治疗肾癌,RAPA衍生物用于治疗肾癌、脑肿瘤、胰腺癌和乳腺癌等。
2015年FDA获批成为淋巴管肌瘤(LAM)和结节性硬化症(TAC)的治疗药物[9]。
高校生物化学专业酶抑制剂筛选实验方案

高校生物化学专业酶抑制剂筛选实验方案为了研究酶抑制剂在生物化学领域的应用,本实验旨在筛选具有抑制特定酶活性的化合物,以便深入了解其生物活性和可能的药理效应。
以下是本实验的详细方案:实验材料:1. 目标酶:选择具有明确酶活性的酶作为目标,如乙酰胆碱酯酶(AChE)或蛋白酪氨酸激酶(PTK)等。
2. 酶底物:适合目标酶反应的底物,如乙酰胆碱对于AChE活性的检测。
3. 酶抑制剂样本:准备一系列有机化合物作为潜在的酶抑制剂,如天然产物或化学合成物。
4. 阳性对照组:包含已知具有抑制目标酶活性的化合物作为阳性对照,用于验证实验方法和设定阈值。
5. 阴性对照组:包含不具有抑制目标酶活性的化合物或溶剂,用于验证实验方法和排除假阳性结果。
6. 试剂:如缓冲液、底物浓度递增液、酶抑制剂稀释液等。
实验步骤:1. 预处理:根据实验需要,将目标酶、底物、酶抑制剂样本以及阳性、阴性对照组等准备好。
2. 负对照组实验:a. 在微量试管中加入适量缓冲液作为空白对照组,并记录酶活性测定结果。
b. 加入适量目标酶,使其达到最佳反应条件,并记录酶活性测定结果。
3. 阳性对照组实验:a. 在微量试管中加入适量缓冲液、阳性对照组样本和目标酶,使其达到最佳反应条件。
b. 加入适量底物,启动酶反应,并根据实验方法测定酶活性,作为阳性对照组结果。
4. 酶抑制剂筛选:a. 在微量试管中加入适量缓冲液、酶抑制剂样本和目标酶,使其达到最佳反应条件。
b. 加入适量底物,启动酶反应,并根据实验方法测定酶活性。
c. 比较各个酶抑制剂样本组的酶活性与负对照组的差异,确定是否具有抑制目标酶活性的效果。
5. 数据分析:a. 将实验结果转化为定量数据,如化合物浓度与酶活性的相关性。
b. 统计和分析每个酶抑制剂样本与目标酶的抑制作用,确定有效的化合物。
实验注意事项:1. 严格遵循实验操作规程,使用个人防护装备,如实验手套和防护眼镜等。
2. 每个实验步骤都要准确记录实验条件、操作过程和结果,以备后续分析。
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mTOR抑制剂的筛选方法【摘要】雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是是丝氨酸/苏氨酸激酶分子靶位。
mTOR是细胞生长增生的中心调控者,直接或间接参与细胞生长增生有关环节的调控。
人体多种肿瘤细胞中可见mTOR通路的失调。
近年来,有关mTOR抑制剂的专利申请不断增加,设计、合成、筛选结构新颖的mTOR抑制剂已经成为抗肿瘤药物研发的重大课题。
本文就mTOR的结构功能、信号转导通路及mTOR抑制剂的筛选方法进行简单的介绍。
【关键词】雷帕霉素靶蛋白雷帕霉素靶蛋白抑制剂药物筛选TOR(target of rapamycin,雷帕霉素靶蛋白)是一类进化上非常保守的蛋白激酶家族,广泛存在于各种生物细胞中。
1994年,Brown等证实并克隆了哺乳动物TOR基因,其产物只有一种蛋白,即mTOR(mammalian target of rapamycin,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白)。
mTOR属P13K蛋白激酶类家族,是P13K/PKB信号通路下游的一个效应蛋白,其底物主要控制与细胞生长和增殖密切相关的蛋白质的合成。
mTOR控制细胞内mRNA的翻译,参与膜蛋白转运,蛋白质降解,蛋白激酶C信号转导和核糖体合成等一系列生理病理过程。
1.mTOR的分子结构mTOR分子结构复杂,由2 549个氨基酸残基组成,分子中有数个各自独立而保守的结构域,类似于酵母中TOR的结构。
mToR分子的氨基端存在20个串联重复序列,每一个重复序列包含2个分别由40个氨基酸残基组成的α螺旋,每个螺旋都有一个亲水基团和一个疏水基团。
这种重复结构介导蛋白质之间的相互作用,并有利于mTOR定位于浆膜。
mTOR分子羧基端的中部是蛋白激酶域,结构和P13K激酶的催化域相似。
蛋白激酶域的上游是FRB域,为FKBPl2一雷帕霉素复合物与mTOR相互作用的区域,该区发生突变后可以完全阻止雷帕霉素对mTOR的抑制作用。
FRB 下游大约500个氨基酸残基处为FAT域,作用可能是与mTOR分子末端的FATC域形成一个空间结构,从而暴露mTOR分子的催化域。
FATC域和NRD域位于mTOR分子羧基末端,其中NRD域在FATC和激酶催化域之间,是mTOR的负性调节域,而FATC域对mTOR的活性有着至关重要的作用,FATC结构中任何一个氨基酸残基的缺失都能使mTOR丧失催化能力。
由于mTOR包含的几个相对独立的结构域都能够和其他蛋白质发生作用,因而其能结合不同的蛋白质。
实际mTOR存在两种复合物形式,这两种复合物的结构在细胞中都是相对保守的。
mTOR形成的两种不同复合物——mTORC1和mTORC2。
已知的mTOR对肿瘤细胞生长、分化和代谢的作用均由mTORC1完成,mTORC2对雷帕霉素不敏感。
FRB区,这个区域为免疫抑制剂FK506结合蛋白与雷帕霉素的结合位点,是雷帕霉素与mTOR相互作用的区域。
所以这个区域突变后可完全阻止雷帕霉素对mTOR的抑制作用,FRB区之后为激酶区,作用是使丝氨酸苏氨酸发生磷酸化。
最后的FATC为FAT碳末端区。
FAT和FATC区可调节mTOR激酶的活性。
2.mTOR的信号转导通路mTOR可通过P13K/AKT途径或AMPK途径来发挥作用。
目前研究较多的是P13K/AKT途径。
该途径在肿瘤中常被过度激活,使细胞周期调节失控,引起细胞转化和肿瘤进展。
正常情况下,生长因子诱导mTOR的活化是通过激活P13K实现的。
P13K可磷酸化肌糖环3-羟基的磷酸肌醇。
细胞膜3-磷酸磷脂(P13Ps)与Akt的PH区域连接,导致Akt转位至浆膜,从而与磷酸肌醇依赖性激酶1(PDKl)接触。
PDKl负责Akt的磷酸化,从而激活Akt。
激活的Akt可磷酸化结节性硬化复合体2(TSC2)并减弱后者对mTOR 的抑制作用。
Akt和P13K在功能上属于原癌基因,受到抑癌基因PTEN的负性调节。
PTEN可使肌糖环3-羟基的磷酸肌醇磷酸化,在胚胎发育、细胞迁移、凋亡和有效终止P13K介导的信号转导方面起着关键性的作用。
PTEN突变在人类实体肿瘤非常常见。
活化的P13K位于细胞膜,可催化磷脂酰肌醇P2转变为磷脂酰肌醇P3,后者募集并激活AKT。
PTEN可以下调PtdlinsP3的浓度。
从而抑制P13K/AKT途径。
AKT对mTOR的激活主要通过以下两种方式:一种是磷酸化mTOR而直接激活它;另一种是磷酸化并抑制TSC1/TSC2二聚体。
TSCl/TSC2是mTOR最重要的上游信号分子。
Rheb是mTOR激活蛋白,TSCl/TSC2二聚体通过抑制Rheb阻止mTOR的活化。
由于P13K/Akt/mTOR通路分子发生突变或者上游信号通路分子激活,肿瘤细胞内P13/Akt/mTOR通路可被激活,从而使细胞增殖失控、凋亡抗拒以及引起细胞的代谢改变。
mTOR经过上述两种途径被活化后可将信号传递给下游通路,通过两种途径调节下游核糖体和mRNA结合,一是使抑制mRNA翻译的4E—BP1磷酸化失活,二是使促进mRNA翻译的S6K1磷酸化而激活,从而启动核糖体蛋白的翻译。
两条途径的最终效应都是促进mRNA翻译,从而直接或间接调控翻译起始阶段、微丝形成、膜转运、蛋白降解、蛋白激酶C(PKC)通路、核蛋白体合成、tRNA合成及转录等。
3.mTOR抑制剂mTOR抑制剂雷帕霉素及其衍生物能结合FKBP(FKS06结合蛋白),抑制mTOR,阻止P70S6K和4EBP磷酸化。
同时也间接抑制了其它相关蛋白转录和翻译,具有抗菌、免疫抑制和抗肿瘤作用。
mTOR抑制剂是具有抗排斥、抗增殖、抗肿瘤及延长哺乳动物寿命等作用的多功能药物。
第一个mTOR抑制剂雷帕霉素(Rapamycin,现称西罗莫司,Sirolimus)及其后来通过化学半合成获得的西罗莫司衍生物已作为免疫抑制剂用于器官移植的抗排斥反应、作为雷帕霉素涂层支架治疗冠状动脉支架植入后的再狭窄、作为治疗肾癌等癌症的mTOR靶向抗癌药物。
目前又发现雷帕霉素能够治疗老年性痴呆症,也是第一个被报道能够延长哺乳动物生命的药物。
雷帕霉素及其衍生物临床上的新适应症逐步被开发,它们在治疗罕见病、疑难病症方面可能发挥更大的作用。
近年来,有关mTOR抑制剂的专利申请不断增加,设计、合成、筛选结构新颖的mTOR抑制剂已经成为抗肿瘤药物研发的重大课题。
4.mTOR抑制剂的筛选方法(1)酶联免疫吸附法(ELISA)ELISA的原理是抗原或抗体的固相化及抗原或抗体的酶标记。
结合在固相载体表面的抗原或抗体仍保持其免疫学活性,酶标记的抗原或抗体既保留其免疫学活性,又保留酶的活性。
在测定时,受检标本(测定其中的抗体或抗原)与固相载体表面的抗原或抗体起反应。
用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与液体中的其他物质分开。
再加入酶标记的抗原或抗体,也通过反应而结合在固相载体上。
此时固相上的酶量与标本中受检物质的量呈一定的比例。
加入酶反应的底物后,底物被酶催化成为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接相关,故可根据呈色的深浅进行定性或定量分析。
由于酶的催化效率很高,间接地放大了免疫反应的结果,使测定方法达到很高的敏感度。
mTOR的Ser2448磷酸化是上游信号AKT激酶和下游p70S6激酶反馈作用的结果,通过检测mTOR的Ser2448磷酸化程度可以检测mTOR的活性。
我们找了Abcam公司的mTOR pSer2448 in vitro ELISA试剂盒,这个试剂盒是专为在细胞和组织裂解液精确测量mTOR的活性。
具体如下:采用mTOR特定的抗体包被微孔板,制成固相载体,样品吸入孔中,样品中存在的mTOR被固定化的抗体结合到孔中。
洗涤后,在微孔中加入检测抗体。
洗去未结合的检测抗体,将酶标抗体加入孔中。
各孔再次洗涤,将TMB底物溶液加入到孔中,TMB被催化转化成蓝色,蓝色的深浅与磷酸化的Ser2448的数量呈正相关。
加入盐酸停止反应,颜色从蓝色变到黄色,用酶标仪在450nm波长下测定光密度值(OD值),可计算样品浓度。
受检抗原: mTOR phospho Ser2448检测抗体: anti-mTOR phospho Ser2448 detector antibody酶标: HRP-conjugated label specific for the detector antibody底物: TMB检测:最后加入盐酸停止反应,用酶标仪在450nm处测定OD值。
分析:OD值越小,mTOR的Ser2448磷酸化程度越低,抑制剂作用越强。
(2)荧光共振能量转移(FRET)荧光共振能量转移是指两个荧光发色基团在足够靠近(7~10nm)时,当供体分子吸收一定频率的光子后被激发到更高的电子能态,在该电子回到基态前,通过偶极子相互作用,实现了能量向邻近的受体分子转移(即发生能量共振转移)。
FRET是一种非辐射能量跃迁,通过分子间的电偶极相互作用,将供体激发态能量转移到受体激发态的过程,使供体荧光强度降低,而受体可以发射更强于本身的特征荧光(敏化荧光),也可以不发荧光(荧光猝灭),同时也伴随着荧光寿命的相应缩短或延长。
蛋白质磷酸化是细胞信号转导过程中的重要标志,研究其中的酶活性是研究信号通路的一个重要方面。
利用放射性以及免疫化学发光等方法检测酶活性,都需要破碎细胞,用细胞提取物测定酶活性,无法做到活细胞内定时、定量、定位的观测酶活性变化,而利用FRET方法就可以很好的解决这个问题。
利用FRET原理设计了一种新的探针(一种融合蛋白):新探针包含一个对已知蛋白激酶特异性的底物结构域,一个与磷酸化底物结构域相结合的磷酸化识别结构域。
这个探针蛋白的两端分别是供体、受体荧光分子,利用FRET原理工作。
当底物结构域被磷酸化后,分子内部就会发生磷酸化识别结构域与其结合而引起的内部折叠,两个荧光蛋白相互靠近就会发生能量迁移。
实验用到的供体是Thr46(铽标记的anti-phospho-4EBP1),受体是绿色荧光标记的4EBP1,是mTOR下游信号通路的蛋白,有活性的mTOR能磷酸化4EBP1,使之与供体结合。
如果mTOR活性受到抑制,供体受体距离不能达到荧光能量转移的要求,则在515nm处与485nm处的信号比值增大。
抑制剂的活性越大,比值越大。
(3)均相时间分辨荧光(HTRF)我们找到的是HTRF ADP Transcreener试剂盒。
HTRF Transcreener ADP测定是竞争性免疫测定。
mTOR是一种激酶,在反应时会使ATP转化为ADP。
ATP转化的ADP与d2标记ADP竞争性地与铕标记的ADP单克隆抗体结合。
当铕标记的ADP单克隆抗体与有标记的ADP相结合后,他们便能发射荧光;当抗体与没有标记的细胞内ADP结合后,没有荧光产生。
所以,通过检测荧光值的变化,便可量化细胞内的ADP。