不同作用机制的5-脂氧化酶抑制剂筛选方法的建立和应用

目的拟建立体外高通量的用于筛选不同作用机制的5-脂氧化酶（5-lipoxygenase,5-LOX）抑制剂的方法。方法以花生四烯酸为底物,2,7-二氯二氢荧光素乙酰乙酸为荧光反应物,建立荧光测活方法,并通过不加Fe3+和外加10mmol/LFe3+的方法建立两种不同的5-LOX酶反应体系。结果 5-脂氧化酶在不加Fe3+和外加10mmol/LFe³⁺的反应体系中的信号/本底（S/B）值分别为5.02和37.81,两种反应的Z’因子值均约为0.7。5-脂氧化酶铁离子螯合抑制剂齐留通在未加Fe³⁺的反应体系对酶有强的抑制活性,其IC₅₀值为0.21μm,在外加10mmol/L Fe³⁺的反应体系对酶无抑制作用。非铁离子螯合抑制剂去甲二氢愈创木酸在两种反应体系对酶均有抑制作用,其IC₅₀值分别为0.52和0.93μM。利用该方法从微生物代谢产物中筛选到两个活性化合物WF-5239和Trivaric acid,其中化合物WF-5239在未加Fe³⁺的反应体系对酶有强的抑制活性,其IC₅₀值为2μmol/L,在外加10mmol/L Fe³⁺的反应体系对酶无抑制作用,推测可能为铁离子螯合型抑制剂。化合物Trivaric acid在两个筛选体系对酶的抑制作用基本一致,其IC₅₀值均约为5.36μmol/L,推测可能为非铁离子螯合型抑制剂。结论本研究建立了灵敏、稳定的可用于筛选不同作用机制5-LOX抑制剂的方法。     

流感病毒神经氨酸酶抑制剂筛选模型的建立和应用

目的建立适用于高通量筛选的流感病毒神经氨酸酶(neuraminidase,NA)抑制剂筛选模型。方法从甲型及乙型流感病毒中制备神经氨酸酶,以2′-(4-methylumbelliferyl)-α-D-N-acetylneuraminic acid(MUNANA)作为底物,建立检测神经氨酸酶活性的荧光测定法及其抑制剂体外筛选方法,用高通量筛选系统对1 200个化合物与提取物进行初筛。结果神经氨酸酶酶促反应以pH 3.5,二价阳离子浓度为2～6 mmol·L^-1及37℃孵育时酶活性最佳;甲、乙型流感病毒不同株神经氨酸酶的米氏常数(Km)的范围为(4.89～5.94) μmol·L^-1;初筛发现12个化合物对流感病毒神经氨酸酶有可重复的抑制活性。结论优化了神经氨酸酶反应体系,建立的体外模型可用于抗甲、乙型流感病毒药物的高通量筛选及酶抑制动力学的研究。     

细胞间粘附分子-1抑制剂的高通量筛选

目的建立细胞间粘附分子-1（ICAM-1）抑制剂的高通量筛选方法。方法用脂多糖（LPS）激活原代培养的人脐带内皮细胞，用酶联免疫法（ELISA）测定内皮细胞激活后粘附分子ICAM-1的表达。用MTT法检测所筛化合物的毒性作用。结果LPS时间和剂量依赖性地激活内皮细胞表达ICAM-1, 以质量浓度为1 mg·Ｌ^-1和刺激时间为24 h为佳。在对2 000个化合物的初筛中，发现30个化合物可抑制ICAM-1的表达，入围率为1.5%，其中24个化合物有细胞毒作用。结论ELISA方法成本低、重复性好，效率高，适合ICAM-1抑制剂的高通量筛选。     

N端为含氮杂环的新型羟乙基胺类BACE1抑制剂的设计、合成与活性评价

目的开发一类N端含氮杂环结构的新型羟乙基胺（hydroxyethylamine,HEA）类BACE1抑制剂,筛选对抑制活性有贡献的新型N端结构。方法设计并合成了8个N端为含氮杂环的HEA类化合物并鉴定其结构,同时,以儿茶酚类化合物（-）-表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）作为阳性对照,分别测定它们对BACE1的抑制活性。结果所有化合物均通过核磁共振氢谱和质谱确证其结构。BACE1抑制活性评价结果表明,其中N端为吲哚结构的化合物Ⅰ6表现出明显的抑制活性。结论含取代基的吲哚结构与BACE1的S2口袋具有一定的相互作用,有利于提高这类化合物对BACE1的抑制活性,可作为进一步研究的先导结构。     

基于NF-κB信号通路的高通量药物筛选细胞炎症模型的建立

目的 建立均相时间分辨荧光（homogeneous time-resolved fluorescence,HTRF）测定炎症细胞模型中NF-κB的方法,为高通量筛选呼吸道炎症药物提供实验依据。方法 采用HTRF检测细胞中Total-NF-κB及Phospho-NF-κB比率来确定NF-κB磷酸化程度。观察不同细胞密度（每孔5,25,50,100,150 k）、不同刺激因子（TNF-α、LPS）、不同作用时间（10,30,60 min）等条件对支气管平滑肌细胞（BSMC）、支气管上皮细胞（HBE）NF-κB磷酸化的影响,建立炎症细胞模型及HTRF测定NF-κB的方法。结果 采用HBE细胞,细胞密度为每孔10 k,刺激因子TNF-α（10 ng·mL^-1）刺激细胞,刺激10 min建立炎症细胞模型,可使细胞中NF-κB磷酸化水平达到52.6%,与正常对照组（14.2%）相比,有明显升高。结论 成功建立了快速、特异性高、操作简便的HTRF测定细胞炎症模型中NF-κB磷酸化程度的方法,为气道炎症药物筛选研究提供了依据。     

基于比色法原理的新冠病毒主蛋白酶小分子抑制剂高通量筛选模型的优化与应用

本研究优化并建立了新冠病毒主蛋白酶(main protease, M^pro)小分子抑制剂比色法高通量筛选模型,以期快速筛选天然产物来源的新型苗头化合物。基于比色法原理,以TSAVLQ-pNA (para-nitroanilide)作为M^pro水解底物,通过优化pNA底物浓度、M^pro工作浓度、最佳反应时间、二甲基亚砜耐受浓度等影响因素,建立M^pro小分子抑制剂比色法高通量筛选模型并用于天然产物化合物库的快速筛选。通过一系列反应条件优化,选择0.4μmol·^-1M^pro和100μmol·L^-1pNA底物,成功地建立了Z’因子值为0.9的比色法高通量筛选模型。通过对天然产物化合物库进行高通量筛选,证实了白果新酸(ginkgolic acid C13:0)在体外对M^pro酶活性具有良好的竞争性抑制作用。本研究成功建立了新冠病毒M^pro小分子抑制剂比色法高通量筛选模型,为抗新冠病毒药物先导化合物的筛...     

糖原磷酸化酶抑制剂高通量筛选模型的建立*

目的:建立糖原磷酸化酶(GPa)抑制剂的体外高通量筛选模型。方法:用梯度离心方法提取大鼠肝脏GPa,以葡萄糖-1-磷酸作为底物,通过测定反应中磷酸根的释放量,间接反映肝脏GPa的活性。通过对反应体系的优化,调整反应条件,建立96孔微孔板的高通量筛选模型,用咖啡因对此模型进行验证,并评价高通量技术参数[Z′-因子(Z-′factor),信号本底比(signal to background,S/B),信噪比(signal to noise,S/N)]。用此模型对5 000个样品(包括合成化合物、天然提取物)组成的随机库进行体外筛选,考察这些样品对GPa的抑制作用。结果:确定反应体系条件是:反应温度25℃,反应时间30 m in,底物浓度0.5 mmol.L-1,大鼠肝脏GPa的用量为250 ng。用此条件测定咖啡因对GPa的抑制曲线,计算其半数抑制浓度(IC50)为(285.3±39.6)μmol.L-1,与文献报道(IC50=240μmol.L-1)基本一致;本模型技术参数Z′-因子=0.79,S/B=0.45,S/N=11.32,表明此模型可以用于高通量筛选。应用此模型筛选得到有活性的化合物9个,其IC50在3.56~45.75μmol.L-1。结论:建立的体外GPa抑制剂高通量筛选模型具有快速、微量、准确的特点,可以作为研究降糖药的工具。     

β-内酰胺酶抑制剂高通量筛选模型的建立

目的 建立β-内酰胺酶抑制剂的高通量筛选模型.方法 从产β-内酰胺酶菌株中提取酶液,以硝噻吩为底物,三唑巴坦作为酶抑制剂,通过检测反应体系吸光度的变化,来判断酶促反应的进行情况以及酶抑制剂的效果,建立384微孔板的高通量筛选模型,优化反应条件并对此模型进行评价.用此模型对7360个化合物组成的随机库进行筛选.结果 确定反应体系条件为:最佳测定波长为482nm,反应温度为30℃,选取15min时间点检测,底物硝噻吩终浓度为0.1mmol/L,评价指标Z’因子在0.8～0.9范围内,表明此模型可以用于高通量筛选.基于此模型初筛出65个有抑制活性的化合物.结论 建立的β-内酰胺酶抑制剂高通量筛选模型具有快速、稳定和微量的特点,是寻找和发现有潜在活性的β-内酰胺酶抑制剂的有效手段.     

以K562细胞为靶点的抗肿瘤药物筛选模型的建立

目的：建立以白血病细胞系K562为靶点的高通量抗肿瘤药物筛选模型。方法：在96孔细胞培养板上,运用四唑氯化合物（MTS）和电子耦联剂（PMS）连用的方法,对K562细胞增殖情况进行检测。对在化合物影响下K562细胞增殖变化的检测条件进行了优化。结果：采用这一细胞水平的高通量抗肿瘤药物筛选模型,完成了800个小分子有机化合物的筛选,每个化合物的用量是500ng.11个化合物在浓度为5mg/L时可抑制细胞增殖达80％以上,其中9个通过多浓度复筛得到了确认。抑制活性最强的化合物的IC50为170nmol/L,共有7个化合物显示IC50低于10μmol/L。结论：采用K562细胞系进行高通量筛选是快速、经济、有效、实用的发现新型抗肿瘤药物的方法。     

新型冠状病毒奥密克戎变异株主蛋白酶的制备及其抑制剂的高通量筛选

目的 基于荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)原理,建立奥密克戎变异株主蛋白酶(Omicron variant main protease,OM-Mpro)抑制剂高通量筛选模型,筛选新型OM-Mpro抑制剂。方法 利用大肠杆菌进行OM-Mpro原核表达,再以HisTrap^TM亲和层析柱进行分离纯化。以FRET法进行OM-Mpro与野生型新型冠状病毒主蛋白酶(wild-type main protease,WT-Mpro)的酶活性测定并评价奈玛特韦的酶抑制活性。利用OM-Mpro抑制剂FRET高通量筛选模型对上市药物库进行高通量筛选。结果 利用大肠杆菌成功进行了OM-Mpro原核表达与分离纯化,其与WTMpro酶活性无显著差异。奈玛特韦对OM-Mpro和WT-Mpro具有等同的酶抑制活性,说明奈玛特韦对奥密克戎变异株依然有效。通过对上市药物库进行高通量筛选,发现西吡氯铵是混合型OM-Mpro抑制剂,其半数抑制浓度值为8.76μmol·L^-1。结论 成功制备了高活性OM-Mpr...     

HPLC-ELSD测定肠外营养用海豹油脂肪乳中溶血磷脂酰胆碱的含量

目的建立HPLC-ELSD测定肠外营养用海豹油脂肪乳中溶血磷脂酰胆碱的含量。方法采用硅胶色谱柱(MZ-ANALYTICAL Spherisorb,250 mm×4.6 mm,5μm),流动相A为甲醇-水-冰醋酸-三乙胺(850∶1 50∶4.5∶0.5),流动相B为甲醇-水-冰醋酸-三乙胺-正己烷-异丙醇(385∶68∶2∶0.23∶1 60∶3 84),等度洗脱,A∶B=30∶70,流速为1.0mL.min1;进样体积为20μL,柱温为40℃;蒸发光散射检测器,漂移管温度为70℃,雾化气为氮气,气体流量为2 L.min1。结果线性范围为0.02~0.4 mg.mL1(r=0.999 4),检测限为0.12μg(S/N=3),定量限为0.40μg(S/N=10,n=3),平均回收率为100.3%,RSD为0.54%(n=9)。结论该方法灵敏、快速、准确、重复性好、专属性强,可用于本制剂的质量控制。     

A continuous time-resolved fluorescence assay for identification of BACE1 inhibitors

The aspartic protease beta-site amyloid precursor protein cleaving enzyme 1 (BACE1) mediates the production of the neurotoxic amyloid beta peptide and is therefore considered an important drug target for treatment of Alzheimer's disease. We describe a new homogeneous time-resolved fluorescence quenching assay for the identification of BACE1 inhibitors that is characterized by minimal compound interference and allows both kinetic and end-point measurements. A fluorescent Eu-chelate as fluorescent donor, coupled to the N-terminus of a peptide containing the amyloid precursor protein Swedish mutation with a quenching molecule at the C-terminus as acceptor, is used as substrate. Upon peptide cleavage by BACE1, the energy transfer between donor and acceptor molecules is interrupted, leading to increased fluorescence emission of the donor. Compound interference, a common problem in fluorescence assays, is minimized with this technology because of the large Stoke's shift and the time-resolved fluorescence emission of the Eu-chelate. The assay reproduced IC50 values of known inhibitors and detected them also as hits in a screening campaign. A high signal-to-noise ratio of 289 and a Z' factor of 0.76 make this assay suitable for high-throughput screening.     

Is It the Twilight of BACE1 Inhibitors?

β-secretase (BACE1) has been regarded as a prime target for the development of amyloid beta (Aβ) lowering drugs in the therapy of Alzheimer´s disease (AD). Although the enzyme was discovered in 1991 and helped to formulate the Aβ hypothesis as one of the very important features of AD etiopathogenesis, progress in AD treatment utilizing BACE1 inhibitors has remained limited. Moreover, in the last years, major pharmaceutical companies have discontinued clinical trials of five BACE1 inhibitors that had been strongly perceived as prospective. In our review, the Aβ hypothesis, the enzyme, its functions, and selected substrates are described. BACE1 inhibitors are classified into four generations. Those that underwent clinical trials displayed adverse effects, including weight loss, skin rashes, worsening of neuropsychiatric symptoms, etc. Some inhibitors could not establish a statistically significant risk-benefit ratio, or even scored worse than placebo. We still believe that drugs targeting BACE1 may still hide some potential, but a different approach to BACE1 inhibition or a shift of focus to modulation of its trafficking and/or post-translational modification should now be followed.     

GC法测定（1R，2R）-（-）-1，2-环己二胺中S，S对映异构体

目的：建立GC法,测定（1R,2R）-（-）-1,2-环己二胺中S,S对映异构体。方法：用三氟乙酸酐对1,2-环己二胺进行柱前衍生化。色谱柱：CHIRALDEX^TM B-DP二丙酰化B-环糊精手性毛细管柱（30m×0．25mm）,检测器：FID,进样口及检测器温度：200℃,柱温：175℃,载气：氮气,流速：3．0mL·min^-1,分流比：50：1,进样量：1．0μL。结果：1,2-环己二胺的R,R与S,S对映异构体衍生物达到基线分离;S,S对映异构体定量限和检测限分别为2．2和0．66mg·L^-1,平均回收率为96．2％,RSD为2．1％（n=6）。结论：本法能较为准确、快速、有效地分离测定（1R,2R）-（-）-1,2-环己二胺中S,S对映异构体。     

基于分子片段药物发现技术的β-分泌酶抑制剂研究进展

β-分泌酶抑制剂是开发新型阿尔茨海默病治疗药物的重要研究方向,基于分子片段的药物发现技术是近年来发展的一种基于靶标的药物研究策略。本文综述了近年来利用这一技术发现β-分泌酶抑制剂的研究进展。     

青蒿素与过氧化物酶作用的荧光研究

目的:研究青蒿素与过氧化物酶间的作用关系,建立青蒿素荧光检测方法。方法:以吡罗红B为指示剂,用荧光降低法研究青蒿素与辣根过氧化物酶的相互作用。结果:青蒿素与辣根过氧化物酶之间的催化反应米氏常数Km为2.72×10-5mol/L,最大反应速度vmax为1.74×10-4mol/(L·s),催化常数Kcat为24.27s-1。反应作用位点分别是青蒿素内过氧基团与酶中心离子Fe。该反应可用于对黄花蒿药材中青蒿素含量的测定,测定工作曲线为c=0.1684?F-0.8143(cartemisinin单位为1.0×10-7mol/L),相关系数r=0.9965,3σ检出限为3.58×10-8mol/L。结论:青蒿素与辣根过氧化物酶之间的作用具有酶与底物反应的特征,该特征反应可用于对黄花蒿药材中青蒿素含量的测定。     

Advances in the identification of β-secretase inhibitors

Introduction: Alzheimer's disease (AD), which is characterized by progressive intellectual deterioration, is the most common cause of dementia. β-Secretase (or BACE1) expression is a trigger for amyloid β peptide formation, a cause of AD, and thus is a molecular target for the development of drugs against AD. Many BACE1 inhibitors have been identified by academic and pharmaceutical research groups and a number of advanced technologies in drug discovery have been applied to the drug discovery.

Areas covered: The purpose of this review is to present and discuss the methodologies used for BACE1 inhibitor drug discovery via substrate- and structure-based design, high-throughput screening and fragment-based drug design. The authors also review the advantages and disadvantages of these methodologies.

Expert opinion: Many BACE1 inhibitors have been designed using X-ray crystal structure-based drug design as well as through in silico screening. Nevertheless, there are serious problems with regards to deciding the best X-ray crystal structure for designing BACE1 inhibitors through computational approaches. There are two prominent configurations of BACE1 but there is still room for improvement. Future developments may make it possible to identify BACE1 inhibitors as potential drug candidates.     

高效液相色谱－蒸发光散射检测器法测定复方桔梗止咳片中桔梗皂苷D含量

目的建立测定复方桔梗止咳片中桔梗皂苷D含量的高效液相色谱－蒸发光散射检测器（HPLC—ELSD）法。方法色谱柱采用Agilent C18柱（150mm×4．6mm,5μm）,以乙腈-水（25：75）为流动相,流速为0．7mL／min;ELSD检测器漂移管温度为90℃,载气1．8Bar;进样量为10μL;柱温为30℃。结果桔梗皂苷D质量浓度线性范围为125．08—1250．8mg／L（r=0．9998）,平均加样回收率为98．60％,RSD=1．00％（n=6）。结论该方法简便、重复性好,可用于测定复方桔梗止咳片中桔梗皂苷D的含量。     

Virtual screening for beta-secretase (BACE1) inhibitors reveals the importance of protonation states at Asp32 and Asp228

A comparative virtual screen for beta-secretase (BACE1) inhibitors using different docking methods (FlexX and FlexX-Pharm), scoring functions (Dock, Gold, Chem, PMF, FlexX), protonation states (default and calculated), and protein conformations (apo and ligand bound) has been performed. Apo and ligand bound conformations of BACE1 were both found to be suitable for virtual screening. Assigning calculated protonation states to catalytic Asp32 and Asp228 residues resulted in significant improvement of enrichment factors as calculated at 1% of the ranked database. Using 1FKN we obtained no enrichment by FlexX/D-Score that was improved to 36 when considering calculated protonation states. We also show that combining calculated protonation states with pharmacophore constraints using FlexX-Pharm/D-Score improved enrichment further to 41. Enrichments reported in this study suggest our screening protocol will be effective in the virtual screening of large compound libraries for BACE1 inhibitors.