蛋白酶抑制剂

1、蛋白酶抑制剂一.前言 1.蛋白酶 英文名称：protease;proteinase 其他名称：蛋白水解酶 (proteolytic enzyme) 定义：催化蛋白质中肽键水解的酶。根据酶的活性中心起催化作用的基团属性。 分类 丝氨酸/苏氨酸蛋白酶(编号：EC 3.4.21.-/EC 3.4.25.-) 巯基蛋白酶(编号：EC 3.4.22.-) 金属蛋白酶(编号：EC 3.4.24.-) 天冬氨酸蛋白酶(编号：EC 3.4.23.-) 分布与生产：蛋白酶广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。微生物蛋白酶，主要由霉菌、细菌，其次由酵母、放线菌生产。2蛋白酶抑制剂 英文名称 ：protea

2、se inhibitor 定义：指具有抑制蛋白酶活性作用的一类物质； 从广义上指与蛋白酶分子活性中心上的一些基团结合，使蛋白酶活力下降，甚至消失，但不使酶蛋白变性的物质。 从蛋白酶分类可看出其分类为： 丝氨酸蛋白酶抑制剂 巯基蛋白酶抑制剂 天冬氨酸蛋白酶抑制剂 金属蛋白酶抑制剂 其中尤以第类在体内一些重要生理活动中起关键性的调控作用。 二.文献综述 天冬氨酸蛋白酶抑制剂 HIV蛋白酶是一种天冬氨酸蛋白酶，它的底物是肽。 1986年，Kramer等 首次报导HIV蛋白酶(protease，PR)可作为潜在的艾滋病药物“靶标”。 HIV蛋白酶是由两条相同的肽链组成的同质二聚体，具有C 对称轴，每条

3、肽链由99个氨基酸残基构成。HIV蛋白酶的活性中心位于两条肽链之间，由两个起催化的天冬氨酸(Asp 25和Asp 25 )组成。在这两个天冬氨酸残基的附近有一个水分子，在催化过程中此水分子作为亲核体。两个单体的相同的氨基酸残基构成与底物键合的缝隙，其一边由上述的两个天冬氨酸残基组成，另一边是由此二聚体形成的 一发卡式的结构。 HIV蛋白酶的作用 HIV蛋白酶在病毒复制过程中的主要作用是将gag和gagpol基因产物裂解成病毒成熟所需要的结构蛋白(基质、壳、核壳)和酶类(蛋白酶、整合酶、逆转录酶) 。虽然在体内抑制这种酶的活性，其子代病毒仍会产生，但却是不成熟和不具传染性的。因此抑制HIV蛋白酶

4、，可阻止病毒进一步感染。目前人们已经制备了大量的肽类和非肽类HIV蛋白酶抑制剂。1.拟肽类HIV蛋白酶抑制剂 在水解过程中，一个水分子被天冬氨酰残基的羧基活化，水分子中的氧原子亲核进攻要断裂的酰胺键的羰基，产生一个四面体型过渡中间体，然后分裂形成氨基和羧基化合物(图1)。将短肽底物中能被HIV蛋白酶裂解的肽键用不可裂解的电子等排物代替，就得到了一系列的拟肽类HIV蛋白酶抑制剂。11 经FDA批准上市的HIV蛋白酶抑制剂 沙奎那韦(saquinavir 1) 茚地那韦(indinavir 2) 利托那韦(ritonavir 3) 奈非那韦(nelfinavir 4) 安普那韦(amprenavi

5、r 5) 洛匹那韦(1opinavir 6） 洛匹那韦是和低剂量的利托那韦做成复合制剂，少量的利托那韦是用来抑制洛匹那韦的代谢以增加它在血液中的浓度，从而加强其抗HIV作用。2 非肽类HIV蛋白酶抑制剂 由于拟肽类化合物在临床试验中发现其药代动力学不理想，口服吸收率低，加上复杂、昂贵的合成工艺限制了其发展。 21 二氢吡喃酮类 22 环脲类3.总结 HIV蛋白酶是一个抗艾滋病病毒药物研究的理想靶点。蛋白酶抑制剂以及高效抗逆转录病毒疗法在临床上的应用，可以明显降低病毒载量，改善患者的生活质量，延长病人生命。另一方面，蛋白酶抑制剂副作用明显，更由于HIV病毒快速地进行变异，耐药性也成为一个严重的问

6、题。丝氨酸蛋白酶抑制剂Bowman-Birk家族 Bowman-Birk家族蛋白酶抑制剂是丝氨酸蛋白酶抑制剂的一个主要类型，氨基酸组分为70个左右，分子量为8000左右，分子内通常含有7对二硫键，具有两个与相同或不同的蛋白酶作用的活性中心。目前应用最多的Bowman-Birk家族蛋白酶抑制剂基因是CpTI基因，它具有两个抑制活性中心，可同时竞争性抑制两个胰蛋白酶分子。Kunitz家族 Kunitz家族酶抑制剂是丝氨酸蛋白酶抑制剂的另外一个主要类型，它主要存在于豆类的种子中。从分子的一级结构来看，约有180个氨基酸，分子量在20KD左右，分子内只有两对二硫键和一个与酶作用的活性位点。PI-和PI

7、-家族 蛋白酶抑制剂是一类创伤诱导型表达的蛋白酶抑制剂。其中PI-家族包括马铃薯蛋白酶抑制剂和番茄蛋白酶抑制剂，成熟肽的分子量8.1kD，只有一个活性中心，主要抑制胰凝乳蛋白酶，对胰蛋白酶的抑制作用较弱。其中PI-家族包括马铃薯蛋白酶抑制剂和番茄蛋白酶抑制剂，成熟肽的分子量12.3kD，有两个活性中心，可同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。巯基蛋白酶抑制剂 巯基蛋白酶抑制剂和豇豆胰蛋白酶抑制剂的抗虫谱具有互补性。在一些丝氨酸蛋白酶抑制剂含量甚丰的植物器官，如豇豆的种子，也会被豇豆象所摄食，它就是用巯基蛋白酶来完成消化的，因此CpTI对它不起作用。基质金属蛋白酶 基质金属蛋白酶是一个大家族，因其需要

8、Ca+、Zn+等金属离子作为辅助因子而得名，其家族成员具有相似的结构，一般由5个功能不同的结构域组成 :（1）疏水信号肽序列;（2）前肽区，主要作用是保持酶原的稳定。当该区域被外源性酶切断后，MMPs酶原被激活;（3）催化活性区，有锌离子结合位点，对酶催化作用的发挥至关重要;（4）富含脯氨酸的铰链区;（5）羧基末端区，与酶的底物特异性有关。其中酶催化活性区和前肽区具有高度保守性。MMPs成员上述结构的基础上各有特点。各种MMP间具有一定的底物特异性，但不是绝对的。同一种MMP可降解多种细胞外基质成份，而某一种细胞外基质成分又可被多种MMP降解，但不同酶的降解效率可不同。 MMPs几乎能降解ECM中的各种蛋白成分,破坏肿瘤细胞侵袭的组织学屏障，在肿瘤侵袭转移中起关键性作用，从而在肿瘤浸润转移中的