天然产物分子机制研究(内含彩蛋)——药物靶点预测系统案例分析2

好久不见!上期我们推送了《药物靶点预测系统案例分析1》——报道了药物靶点预测系统精准地预测到化合物2对β2-肾上腺受体的激动作用,与山东大学向兰教授发表于JNP杂志的实验结果一致。

 

本期,小编为大家分享一种研究思路(也许能发家致富哦!)

 

化合物的活性寻找是一件让人费心费力的事情,尤其天然产物研究人员对此更是捉急万分。虽然不少研究人员使用活性导向的提取分离方法,但往往只能验证天然产物的表型活性,无法确定其作用靶点或通路。

 

药理研究人员也是有此困惑,即使某化合物表型活性很好,却依旧无可奈何——只能按照常规思路,筛选常见的活性通路或者靶点,往往大海捞针,雾里看花终不知其貌。

 

进入主题:

抗肿瘤血管生成靶点的寻找

血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF)是一种高度特异性的促血管内皮细胞生长因子【1】,在血管的生成过程中扮演着重要的作用,包括内皮细胞增殖、迁移、血小管生成、血管通透性增强等【2】。

 

最重要的是:VEGF是肿瘤血管生成的关键介质【3】,因此,靶向VEGF/VEGFR的抗肿瘤药物研究也曾是热点之一。现有的药物包括诺华帕唑帕尼、拜耳 /Onyx 索拉菲尼、辉瑞舒尼替尼或罗氏贝伐单抗(PS,贝伐2014年的销售额超过70亿美元)。然而,现有血管生成抑制剂面临着耐药性及毒性的巨大挑战。

VEGF(pdb:3WZE)

 

最近,来自韩国的Jong Seog Ahn等研究员从一种链霉菌(sp. RK88-1441)分离出一个新的糖基化的蒽醌类化合物Aturanoside B,其对人脐静脉血管内皮细胞没有毒性,但明显抑制VEGF诱导的血管生成和浸润。同时也观察到化合物Aturanoside B可使血管内皮生长因子受体2的磷酸化和血管内皮钙粘蛋白的表达下调【4】。

 

为了验证化合物Aturanoside B是否通过靶向VEGF/VEGFR抑制血管生成,小编使用药物靶点预测系统(DTPS)进行预测。操作相当简单,通过内置的结构编辑器ipmDraw在线绘制结构或者直接导入本地分子结构文件即可提交任务。

 

 

 

很遗憾,预测结果有两个——雌激素受体α(Estrogen Receptor Alpha,ERα)与雌激素受体β(Estrogen Receptor Beta,ERβ),没有发现化合物Aturanoside B与VEGF/VEGFR有直接联系。

 

 

故事到此尚未结束:

ER与VEGF

近些年来,不少研究表明雌激素受体在VEGF基因转录上扮演着重要的作用。一篇发表于PNAS的研究显示在子宫内膜细胞中,雌激素反应元件ERE负责ER诱导VEGF基因的转录【5】。此外,更多研究证明在乳腺癌细胞中,ER调控VEGF基因的表达【6,7,8】。

 

基于此,我们是否可以推测——化合物Aturanoside B通过作用于ER,调控VEGF下调,从而抑制血管生成和浸润?

 

我们先来看看药物靶点预测系统是如何预测到化合物Aturanoside B作用于ER:基于二维相似的方法,化合物Aturanoside B与系统中活性小分子库的化合物(70多万个)逐一比较,不到一分钟结果就出来了。最后发现一个与化合物Aturanoside B非常相似的化合物LG000504005:

嗯,化合物Aturanoside B与LG000504005确实很像,都具有一个蒽醌骨架及一个糖基。而化合物LG00504005于2001年已被证明对ERα及ERβ有一定的亲和力。基于相似性原理,我们有理由推测化合物Aturanoside B可能作用于ER,进而抑制VEGF的表达,从而使血管生成减少。

 


结论:

综上所述,化合物Aturanoside B可能作用于ER。

 

PS:本文仅是推测,未经实验验证。。。。。。若是你基于本文进行实验验证或者进一步的计算验证,中了头彩,小编只求尾作。。。。。。

引文:

[1]. Ferrara, N., Curr Top Microbiol, 1999. 237: p. 1-30.

[2]. Hanahan, D., et al., Cell, 1996. 86(3): p. 353-64.

[3]. Carmeliet, P., Oncology, 2005.693: p. 4-10.

[4]. Jang, J., et al., JNP, 2018.81(9): p. 2004-2009.

[5]. Mueller, M.D., et al., PNAS, 2000. 97(20): p. 10972-10977.

[6]. Buteau-Lozano, H., et al.,Cancer Research, 2002. 62(17): p. 4977-4984.

[7]. Kawai, H., et al., Oncogene, 2002. 21(50): p. 7730-7739.

[8]. Stoner, M., et al., Oncogene, 2004. 23(5): p. 1052-1063.

[9]. Matsuda, H., et al., BMCL, 2001. 11(14): p. 1839-1842.

 

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