大连化物所代谢酶特异性探针底物研发取得新进展

2017-1-09 14:08 来源: 大连化学物理研究所
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  近日,中国科学院大连化学物理研究所药用资源开发研究组杨凌研究团队采用计算机辅助筛选及酶催化位点局部改造的策略成功设计研发了首个细胞色素P450 1A1亚酶的高特异性荧光探针底物,相关研究成果发表在《化学科学》(Chemical Science,DOI:10.1039/C6SC03970G)上。

  酶是生物体内分布的具有催化活性的一类蛋白质。人体内分布了数千种代谢酶,其可催化6000余种生化反应并在内源性代谢和外源物代谢处置中发挥着至关重要的作用。长期以来,设计开发亚型特异性的探针底物一直是生物医药领域的一大挑战。该研究中,研发人员以细胞色素P450 1A(CYP1A)家族为研究对象,基于CYP1A1与CYP1A2在催化活性空腔上的微小差别,采用酶催化位点局部改造的策略,并借助计算机辅助筛选及代谢表型筛选设计合成了首个CYP1A1亚型选择性的荧光探针底物。该探针对目标酶具有极高的特异性,不仅可实现CYP1A1与CYP1A2等相似亚型酶间的区分,同时其也不被人体分布的其它细胞色素P450酶催化。该探针底物不仅适用于单酶、细胞及组织等不同生物体系中CYP1A1酶活的实时定量检测及CYP1A1抑制剂的高通量筛选与评价,还可用于活细胞及活组织中CYP1A1的亚细胞定位及生物成像研究。此外,该探针的设计研发策略还可用于指导其它I相代谢酶特异性探针底物的开发。该研究成果是该团队继2015年提出远端改造(在远离催化位点的区域对探针底物进行提高酶亲和力和特异性的结构改造)策略研发酶特异性探针底物(J.Am.Chem.Soc., 2015, 137:14488-14495)之后的又一代表性工作。

  上述工作得到国家自然科学基金项目、国家“973”计划及精细化工国家重点实验室开放课题的支持。