新的受體拮抗劑或激動劑篩選研究策略課件

新的受體拮抗劑或激動劑篩選研究策略主要內容受體與其調節(jié)劑受體分類與功能一些重要受體拮抗劑的研究一些重要受體激動劑的研究受體活性中心的克隆與表達新的受體調節(jié)劑的篩選一受體與其調節(jié)劑受體概念受體(receptor)是細胞在進化過程中形成的細胞蛋白組分，能識別周圍環(huán)境中某種微量化學物質，首先與之結合，并通過中介的信息轉導與放大系統(tǒng)，觸發(fā)隨后的生理反應或藥理效應。受體僅是一個“感覺器”，對相應配體有極高的識別能力。受體-配體是生命活動中的一種偶合，受體都有其內源性配體，如神經遞質、激素、自身活性物(autocoid)等。受體分子在細胞中含量極微。受體與配體激動劑與拮抗劑能與受體特異性結合的物質稱為配體(ligand)。根據(jù)受體與配體結合的高度特異性，受體被分為若干亞型，如腎上腺素受體又分為α1、α2、β1和β2等亞型，其分布及功能都有區(qū)別。受體與配體有高度親和力，多數(shù)配體在1pmol～1nmol/L的濃度時即可引起細胞的藥理效應。能激活受體的配體稱為激動劑(agonist)，能阻斷其活性的配體稱為拮抗劑(antagonist)二、受體分類與功能受體的分類根據(jù)受體蛋白結構、信息傳導過程、效應性質、受體位置等特點，受體大致可分為下列4類：1含離子通道的受體它們存在于快速反應細胞膜上，由單一肽鏈反復4次穿透細胞膜形成1個亞單位，并由4～5個亞單位組成穿透細胞膜的離子通道，受體激動時離子通道開放使細胞膜去極化或超極化，引起興奮或抑制效應。N型乙酰膽堿受體就是由α×2、β、γ、δ5個亞單位組成的鈉離子通道。2G-蛋白偶聯(lián)受體這一類受體最多，數(shù)十種神經遞質及激素的受體需要G-蛋白介導其細胞作用，例如腎上腺素、多巴胺、5-羥色胺、阿片類、嘌呤類、前列腺素及一些多肽激素等的受體，這些受體結構非常相似，都為單一肽鏈形成7個α-螺旋來回穿透細胞膜，N-端在細胞外，C-端在細胞內，這兩段肽鏈氨基酸組成受體差異很大，與其識別配體及轉導信息各不相同有關。3具有酪氨酸激酶活性的受體這一類細胞膜上的受體由三個部分組成，細胞外有一段與配體結合區(qū)，中段穿透細胞膜，胞內區(qū)段有酪氨酸激酶活性，能促其本身酪氨酸殘基的自我磷酸化而增強此酶活性，再對細胞內其他底物作用，促進其酪氨酸磷酸化，激活胞內蛋白激酶，增加DNA及RNA合成，加速蛋白合成，從而產生細胞生長分化等效應。胰島素、胰島素樣生長因子、上皮生長因子、血小板生長因子及某些淋巴因子(lymphokines)的受體屬于這一類型。4細胞內受體甾體激素受體存在于細胞漿內，與相應甾體結合后分出一個磷酸化蛋白，暴露與DNA結合區(qū)段，進入細胞核能識別特異DNA堿基區(qū)段并與之結合促進其轉錄及以后的某種活性蛋白增生。甲狀腺素受體存在于細胞核內，功能大致相同。這兩種受體觸發(fā)的細胞效應很慢。受體的分類

四種受體類型受體的調節(jié)受體雖是遺傳獲得的固有蛋白，并非固定不變的，而經常代謝轉換處于動態(tài)平衡狀態(tài)，其數(shù)量，親和力及效應力經常受到各種生理及藥理因素的影響。連續(xù)用藥后藥效遞減是常見的現(xiàn)象，一般稱為耐受性(tolerance)、不應性(refractoriness)、快速耐受性(tachyphylaxis)等。由于受體原因而產生的耐受性稱為受體脫敏(receptordesensitization)。N2-ACh受體在受激動藥連續(xù)作用后若干秒內發(fā)生脫敏現(xiàn)象，這是由于受體蛋白構象改變，鈉離子通道不再開放所致。具有酪氨酸激酶活性的受體可被細胞內吞(endocytosis)而數(shù)目減少，這一現(xiàn)象稱為受體數(shù)目的向下調節(jié)(downregulation)。1據(jù)10月《中風》雜志（Stroke2004;35:2396-2401）上的一項報告，在腦缺血的體外模型中，組胺H2-受體拮抗劑避免了神經元的死亡。

2美國佐治亞大學藥學院Ergul報告，內皮素（ET）受體拮抗劑有可能成為治療心血管疾病的藥物。3許多受體拮抗劑藥物已經應用于臨床。

應用前景三一些重要受體拮抗劑的研究1內皮素受體拮抗劑2白細胞介素－1（IL－1）受體拮抗劑3血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑4多巴胺受體拮抗劑55-羥色胺（5-HT）受體拮抗劑

內皮素受體在高血壓和心衰等幾種血管功能和結構改變的心血管疾病患者中，內皮素系統(tǒng)被激活。內皮素受體A（ETAR）和內皮素受體B（ETBR）為已知的兩種內皮素受體亞型，前者主要存在于血管平滑肌細胞，介導血管收縮和增殖；后者主要存在于內皮細胞，介導血管舒張及內皮素—1的清除，激活平滑肌ETBR可引起血管收縮。已有ETAR拮抗劑與非選擇性ETAR－ETBR拮抗劑，動物實驗和早期臨床研究提供了有力的證據(jù)，表明這些藥物治療心衰、原發(fā)性高血壓、肺動脈高壓和動脈粥樣硬化有效。但由于這兩種受體介導的生物學作用較復雜，使選擇性內皮素受體拮抗劑和非選擇性內皮素受體拮抗劑進行的治療變得很復雜。內皮素受體拮抗劑BQ123和BQ153均系人工合成的ETA肽類拮抗劑，具有高特異性、高親和力和水溶性的特點，能有效抑制內皮素引起的升壓效應。BMS-182874是一種口服有效的特異性ETA受體拮抗劑，對多種高血壓動物模型均產生良好的降壓作用。Bosentan(Ro47-0203)則是一種非肽類的混合型拮抗劑，能拮抗所有的已知內皮素受體，藥理研究表明，Bosentan是一種有效的慢性降壓藥物，具有心血管靶器官保護作用，能減弱兒茶酚胺介導的致心肌肥厚作用。白細胞介素－1（IL－1）受體拮抗劑類風濕關節(jié)炎(Rheumatoidarthritis，RA)是一種常見的慢性炎性關節(jié)疾病。在我國，患病率為0.33%，是造成勞動力喪失與致殘的主要病因之一。類風濕關節(jié)炎發(fā)病可見于任何年齡，發(fā)病一般隨著年齡增長而增加，給患者和社會造成巨大負擔。

IL—lra是一種存在于人體的蛋白質類細胞因子受體拮抗劑，通過結合白細胞介素－1（IL－1）受體，特異性地封閉IL－1的活性。IL－1屬于炎癥性細胞因子，在多種疾病（如自身免疫病、休克、變態(tài)反應等）中表達升高，并產生促進炎癥和組織損傷的病理效應。由于IL－1受體拮抗劑為IL－1的天然拮抗劑，因而不具有免疫原性，副反應小，大量臨床試驗證實其人體耐受性很好。白細胞介素-1受體拮抗劑（rhIL-1ra）現(xiàn)已克隆出IL-1受體拮抗劑（IL-1receptorantagonist，IL-1ra），該物質可在體內外封閉IL-1的活性，是一種較理想的IL-1封閉因子。人重組白細胞介素-1受體拮抗劑（rhIL-1ra）由大腸桿菌表達，分子量為17KD，可通過與白介素-1的Ⅰ型和Ⅱ型受體結合，特異性地阻斷白介素-1的生物學作用。血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑ARB（血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑）類是一類新型抗高血壓藥物，被譽為20世紀九十年代心血管藥物的一個里程碑。從副作用角度上來看，它比以往的抗高血壓藥物具有更高的安全性。高血壓時RAS過度激活，過多生成的血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）和血管緊張素Ⅱ受體結合后才開始發(fā)揮有害作用。研究證明血管緊張素Ⅱ受體分為AT1、AT2兩種，AngⅡ主要作用于AT1受體，導致血壓升高、損傷靶器官。針對這一環(huán)節(jié)，科學家開發(fā)了ARB（血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑），ARB就是與AngⅡ競爭性爭奪AT1，通過阻斷血管緊張素Ⅱ和AT1的結合，從而起到降壓保護靶器官的作用。并且ARB還可間接激活AT2，導致血管舒張，減輕心臟負擔。血管緊張素II受體拮抗劑（ATIIRa

）ATIIRa

是繼血管緊張素轉換酶抑制劑（ACEI）之后的對高血壓、動脈硬化、心肌肥厚、心力衰竭、糖尿病腎病等具有良好作用的新一類作用于腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)的重要藥物。氯沙坦50~100mg/d、纈沙坦80~160mg/d、伊貝沙坦75-225mg/d、替米沙坦40-80mg/d對1、2級原發(fā)性高血壓（EH）的降壓幅度等同于β受體阻斷劑、氫氯噻嗪、鈣拮抗劑如控釋硝苯地平及氨氯地平、ACEI如依那普利。具有多種生理作用如降血壓、治療心力衰竭、逆轉心肌肥厚等。

多巴胺受體的結構和功能多巴胺是大腦中含量最豐富的兒茶酚胺類神經遞質。多巴胺作為神經遞質調控中樞神經系統(tǒng)的多種生理功能。多巴胺系統(tǒng)調節(jié)障礙涉及帕金森病，精神分裂癥，Tourette’s綜合征，注意力缺陷多動綜合征和垂體腫瘤的發(fā)生等。多巴胺通過其相應的膜受體發(fā)揮作用，多巴胺受體為七個跨膜區(qū)域（7-GM）組成的G蛋白偶聯(lián)受體家族。目前已分離出五種多巴胺受體（DA-R）,根據(jù)它們的生物化學和藥理學性質，可分為D1類和D2類受體。D1類受體包括D1和D5受體(在大鼠也稱D1A和D1B受體，D1A受體即為D1受體,D1B受體即為D5受體)。D2類受體包括D2，D3和D4受體。多巴胺受體拮抗劑嗎丁啉/Motilium：藥物名：多潘立酮/Domperidone

為外周性多巴胺受體拮抗劑，可促進上胃腸道的蠕動和張力恢復正常，促進胃排空，增加胃竇和十二指腸腸運動，協(xié)調幽門的收縮，同時也能增強食道的蠕動和食道下端括約肌的張力。由于它對血腦屏障的滲透力差，對腦內多巴胺受體幾乎無拮抗作用，因此可排除精神和中樞神經的副作用。利培酮Risperidone

：苯并異噁唑衍生物，是新一代的抗 精神病藥。

5-羥色胺（5-HT）受體拮抗劑5-羥色胺（5-HT）主要存在于腦組織，腸道嗜鉻組織和血小板中。其受體根椐對不同配基的親和力可分為7類，各類中又可分為若干受體亞型。5-HT1A受體主要分布于神經中樞，交感神經末稍及平滑肌細胞上，介導血管擴張，而5-HT2受體可以導致血管收縮。5-HT可通過HT2受體使體內縮血管物質如組胺，PGF2α，血管緊張素Ⅱ，去甲腎上腺素的釋放增多，作用增強，也能刺激血管平滑肌細胞增殖。在某些類型的原發(fā)性高血壓中起一定的作用。5-羥色胺（5-HT）受體拮抗劑酮舍林(Ketanserin)是高度選擇性的HT2受體拮抗劑，兼有較弱的α1-受體阻滯作用，能干擾5-HT的縮血管作用，降低外周血管阻力，器官血流增多，血壓下降，尚能阻斷5-HT導致的血管平滑肌細胞增殖。烏拉地爾(Urapidil)可阻斷外周突觸后膜α1受體，兼有興奮中樞5-HT1A受體，抑制外周交感神經張力，增強副交感神經活動而降壓。本類藥具有較強的血管擴張作用，因對中樞的5-HT1A受體有興奮作用而阻斷反射性的心動過速。對心輸出量，動脈壓力感受器，心肺反射無影響。四一些重要的受體激動劑研究15-羥色胺（5-HT4）受體激動劑2

GABA受體選擇性激動劑3

?2受體激動劑4

雌激素受體(estrogenreceptor）激動劑5-羥色胺（5-HT4）受體激動劑莫沙必利為5-羥色胺（5-HT4,serotonin-4）受體激動劑，剌激乙酰膽堿釋放，增強胃及十二指腸運動，為新型安全有效的消化道動力藥。枸櫞酸莫沙必利片

5HT4激動劑Zelnorm

本品是新一類以胃腸道為標靶開發(fā)的5-羥色胺4受體激動劑(5HT4激動劑)中的第一個。通過激活5HT4受體，本品可刺激胃腸道的蠕動反射，并使受損的能動性正?；?。本品是第一個證明能緩解以便秘為主的女性應激性腸綜合征(IBS)的腹痛、腹部不適、胃氣脹和便秘的藥物。2004年于7月24日成為第一個和唯一一個獲FDA批準的處方藥治療IBS。本品由Novartis公司研制，國際上還有一個商品名為Zelmac。本品已在30多個國家獲得許可，包括澳大利亞、瑞士、加拿大和巴西。GABA受體GABA是哺乳類動物中樞神經系統(tǒng)中的一種抑制性氨基酸遞質，通過其三種受體發(fā)揮生理作用。隨著對腦缺血損傷機制的研究，發(fā)現(xiàn)，GABA的三種受體在腦缺血損傷與修復中發(fā)揮了重要的作用。GABA受體分為GABA-A,GABA-B和GABA-C3種亞型。GABA-A受體分布于整個神經系統(tǒng),屬配體門控離子通道受體,由GABA識別位點、安定識別位點和Cl－通道三部分組成。GABA-A受體具有1~6

1~4,1~4,2l,2s,3,,等亞單元，每個GABA-A受體由四種共5個亞單元（如221等）組成，每個亞單元由具有四個跨膜螺旋（M1,M2,M3,M4）的長肽鏈組成。GABA受體選擇性激動劑GABA-A受體選擇性激動劑：蠅覃醇（muscimol）作用比GABA強10倍以上。THIP(4,5,6,7,-四氫異惡唑[5，4，-C]-吡啶酮-3醇)是蠅蕈醇的同類物，毒性較低且具鎮(zhèn)痛作用。荷包牡丹堿作用于GABA-A受體的識別位點，選擇性地阻斷GABA-A受體。印防己毒素直接作用于Cl-通道，是GABA不可逆的阻斷劑。GABA-B受體選擇性激動劑有苯氨丁酸（baclofen）。GABA-C受體選擇性激動劑有：TACA(trans-4-aminocrotonicacid),蠅蕈醇,CACA(cis-4-aminocrotonicacid)。拮抗劑有3APPA(3-aminoproylphossphonicacid)。而kojic

amone及progabode對GABA-AGABA-B受體均有激動作用。（蕈xun)?2受體激動劑β2-受體激動劑作用于小氣道，通過興奮β2受體而松弛支氣管平滑肌，增強腎上腺皮質激素受體的移位。人體的支氣管平滑肌受交感和副交感神經的雙重支配，細胞膜分別存有腎上腺素α、β1\、β2、膽堿能M受體，其中β2受體的結構為413個氨基酸多肽，分布于磷脂雙層細胞膜上，β2受體激動劑可激活細胞膜上的腺苷酸環(huán)化酶，后者又催化細胞內cAMP的合成，使游離Ca2+減少，cAMP的水平提高可穩(wěn)定支氣管平滑肌的膜電位，擴張支氣管；并能使肥大細胞和嗜鹼細胞的cAMP水平提高，對細胞膜亦有穩(wěn)定作用，并抑制組胺、慢反應物質(SRS-A)等過敏介質的釋放，從而減輕由于這些介質所引起的支氣管痙攣和呼吸道黏膜充血水腫現(xiàn)象。20世紀60年代末，首例選擇性β2受體激動劑—沙丁胺醇上市，開創(chuàng)了選擇性激動劑的治療史，其平哮效果較理想，氣霧吸入可迅速緩解哮喘的急性發(fā)作，口服可預防頻發(fā)和慢性哮喘的控制，但作用持續(xù)時間尚短(短效)，給藥次數(shù)頻繁，長期使用可致氣道高反應性進一步增加，平滑肌受體下調而對藥物出現(xiàn)耐受，過度和頻繁應用會使病情惡化而增加死亡率。80年代以來，選擇性β2受體激動劑已廣泛用于支氣管哮喘(Bronchiaasthma)、慢性阻塞性肺疾病(ChronicObstructivePulmonaryDisease，COPD)的治療，其松弛平滑肌的作用強大，起效在數(shù)分鐘之內，受到臨床歡迎，成為緩解輕、中度急性哮喘的首選。?2受體激動劑?2受體激動劑對?2受體有較強選擇性，對?1受體無作用?？诜行?。采用吸入給藥法幾乎無心血管系統(tǒng)不良反應。但劑量過大．仍可引起心悸、頭暈、手指震顫等。臨床常用的有：沙丁胺醇(salbutamol，舒喘靈)對?2受體作用強于?1受體，興奮心臟作用僅為異丙腎上腺素的1／10。適用于夜間哮喘發(fā)作。克倫特羅(clenbuterol)為強效選擇性?2受體激動劑,福莫特羅(formoterol)和沙美特羅(salmeterol)均為長效選擇性?2受體激動藥，作用強而持久。Tab1.Thegeneralsituationoftheβ2-receptoragonist

———————————————————————————————————————藥物名稱商品名研發(fā)與上市公司首次上市時間上市國家———————————————————————————————————————沙丁胺醇全特寧、愛莎、舒喘靈英國Glaxo-Welcome1968年11月英國Salbutamol

Ventolin、Saltanol

公司特布他林博利康尼瑞典Astra

zenaca1978年5月瑞士Terbutaline

Bricanyl、Arubendol

公司非諾特羅備勞喘德國Boehringer1976年6月德國Fenoterol

Berotec、Airum

Ingelheim公司妥洛特羅丁氯喘、喘舒、息克平日本TanabeSeigaku1981年9月日本Tulobuterol

Chlobamol、Berachin(田邊)制藥株式會社吡布特羅吡丁醇美國Pfizer公司1982年7月日本Pirbuterol

Maxair、Exirel克侖特羅氨哮素德國Boehringer1986年3月日本Clenbuterol

Spiropent

Ingelheim公司福莫特羅安通克日本Yamanouchi1986年11月日本Formoterol

Atock(山之內)制藥株式會社班布特羅邦尼、羅利、幫備瑞典Astra

zenaca1987年6月瑞典Bamubuterol

Bambec

公司丙卡特羅美喘清中國天津大冢制藥1988年1月中國Procaterol

Meptin、Masacin

有限公司瑞普特羅茶丙喘寧德國Homburg公司1990年2月德國Reproterol

Bronchodil

利米特羅立滅喘、哌喘定美國Ricker公司1991年7月美國Rimiterol

Asmaten

沙美特羅施立穩(wěn)、施立碟英國Glaxo-Welcome1990年9月英國Salmeterol

Serevent——————————————————————————————————StructureandfunctionaldomainsofERandER?TheclassicalER(nowcalled

ER)contains595aminoacidswithacentralDNA-bindingdomain

(DBD),alongwithacarboxy-terminalhormone-bindingdomain

(HBD).calledER?,hasbeen

dentified,ER?issomewhatshorterthanER,

containing530aminoacids.8Theregionofhighesthomology

betweenERandER?isintheDBD(95%).Thereisless

conservationintheA/B,D,andEdomains.

genistein,areER?-selectiveagonists.雌激素受體(estrogenreceptor，

ER）

estrogenreceptor

(ER)selectiveestrogenreceptormodulators(SERMs)SERMs

bindER,alterreceptorconformation,andfacilitatebinding

ofcoregulatoryproteinsthatactivateorrepresstranscriptional

activationofestrogentargetgenes.Chemicalstructuresof17?estradiolandvariousSERMs.五受體活性中心的克隆與表達現(xiàn)代新藥研究與開發(fā)的關鍵首先是尋找、確定和制備藥物篩選靶—分子藥靶。迄今已發(fā)現(xiàn)作為治療藥物靶點的總數(shù)約500個，其中受體尤其是G-蛋白偶聯(lián)的受體（GPCR）靶點占絕大多數(shù)。GPCR家族是藥物開發(fā)史上最有價值的受體藥物靶體之一，涉及到目前市場上幾乎60%的處方藥物。治療受GPCR調節(jié)疾病的藥物覆蓋了大多數(shù)醫(yī)療領域，在全球市場上的年銷售額達到幾十億。受體靶克隆華大天源生物科技公司已成功克隆了五十余個與心血管疾病、肥胖癥、衰老、糖尿病及神經系統(tǒng)等重要疾病相關的藥物靶體。如β2R（腎上腺素受體，心血管疾病相關），5-HT7R（5-羥色胺受體，精神疾病相關）,MC4R（Melanocortin4receptor,黑皮質激素受體，肥胖相關），D1R（D1receptor,多巴胺受體，精神疾病相關），PTHreceptors（副甲狀腺激素受體，甲狀旁腺功能亢進相關），SubstancePreceptor，PAFR（PAFreceptor,血小板活化因子受體，炎癥、哮喘相關）等。正在克隆的藥物靶體包括：H1R,H2R（H1receptor,H2receptor組胺受體，鎮(zhèn)痛相關），D5R（D5receptor,多巴胺受體，精神疾病相關）等。白細胞介素12(interleukin12,IL-12)