本发明专利技术公开了千金藤素作为天冬氨酰β‑羟化酶(aspartateβ‑hydroxylase,ASPH)的酶活抑制剂的应用。千金藤素可用于制备治疗ASPH过表达相关疾病的药物。所述的疾病为癌症及肝纤维化和肝硬化。所述的癌症包含：肝癌、肝内胆管癌、恶性胶质瘤、小细胞肺癌、结肠癌、胰腺癌。本发明专利技术通过蛋白三维结构虚拟筛选，得到能结合进ASPH的酶活结构域的化合物，即千金藤素；该化合物能抑制ASPH酶活性，100μM时的抑制率为80.5％；该化合物能抑制肝癌细胞HepG2、Hep3B和Huh7的增殖，IC50值分别为8.02μM、12.57μM和13.88μM。
Application of Celastrin as an Inhibitor of ASPH Enzyme Activity
The invention discloses the application of celastatin as an enzyme activity inhibitor of aspartate beta hydroxylase (ASPH). Cephalotaxin can be used to prepare drugs for the treatment of ASPH overexpression-related diseases. The diseases described are cancer, liver fibrosis and cirrhosis. The cancer includes liver cancer, intrahepatic cholangiocarcinoma, malignant glioma, small cell lung cancer, colon cancer and pancreatic cancer. By virtual screening of three-dimensional structure of proteins, the compound that can bind to the active domain of ASPH is obtained, i.e. celastatin. The compound can inhibit the activity of ASPH, and the inhibition rate is 80.5% at 100 mu M. The compound can inhibit the proliferation of hepatocellular carcinoma cells HepG2, Hep3B and Huh7 with IC50 values of 8.02 mu M, 12.57 Mu M and 13.88 mu M, respectively.
【技术实现步骤摘要】
千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的应用
本专利技术涉及医药领域，具体涉及千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的应用。
技术介绍
千金藤素，别称千金藤碱、头花千金藤碱、千金藤啶碱等，英文名Cepharanthine，分子式为C37H38N2O6，分子量为606.72，CAS登录号为481-49-2，结构式如下：千金藤素目前作为白细胞增生药，能促进骨髓组织增生，从而升高白细胞；用于白细胞减少症，可使外周血白细胞增多。其作用机制是促进骨髓组织增生，从而产生升高白细胞作用，用于因肿瘤化疗、放疗引起的粒细胞缺乏症和其他原因引起的白细胞减少症。ASPH全称为天冬氨酰β-羟化酶(aspartateβ-hydroxylase,ASPH)，是α-酮戊二酸依赖型双加氧酶家族成员，属Ⅱ型跨膜蛋白，其主要的酶活性功能区域位于C端，ASPH分子的C端片段具有羟化酶活性，能够特异性作用于某些蛋白质中，例如凝血因子和Notch信号通路上的受体与配体等的表皮生长因子(EpidermalGrowthFactor,EGF)样结构域，催化其内天冬氨酸或天冬酰胺基团上β碳原子的羟化反应，并发挥各项生物学功能，如作用于Notch信号通路调控细胞生长、黏附与迁移。有研究表明ASPH的过表达与肿瘤细胞形成和肿瘤细胞的增生、侵入及转移有着密切的相关性，被认为是一种潜在的广谱性肿瘤标记物。图1为ASPH对表皮生长因子样结构域的催化反应过程。ASPH在α-酮戊二酸及Fe2+存在的条件下，可将EGF样结构域内的天冬氨酸或天冬酰胺残基上的β碳原子羟基化(Acell-surfaceβ-hydroxylaseisabiomarkerandtherapeutictargetforhepatocellularcarcinoma.Hepatology.2014Oct；60(4):1302-13.doi:10.1002/hep.27275)。ASPH在包括肝癌、肝内胆管癌、恶性胶质瘤、小细胞肺癌、结肠癌、胰腺癌等多种肿瘤组织中较正常组织呈高表达，可影响肿瘤细胞的恶性转化和迁移能力。ASPH还可能参与肝纤维化和肝硬化进程。ASPH高表达病人手术后复发时间更短，生存期更短。已发表的文章结果表明，ASPH基因高表达的肝癌患者(以肿瘤组织比周围正常组织mRNA水平高2倍及以上定义为高表达患者)手术后更短时间复发，生存期更短(Overexpressionofaspartyl-(asparaginyl)-beta-hydroxylaseinhepatocellularcarcinomaisassociatedwithworsesurgicaloutcome.Hepatology.2010Jul；52(1):164-73.doi:10.1002/hep.23650)。另一篇文献表明，高表达ASPH的肝癌患者(通过ASPH抗体免疫组化染色癌组织中ASPH的表达，如果阳性细胞数大于等于10％，判断该癌组织为高表达)，肿瘤复发率更高，患者存活率更小(HydroxylaseActivityofASPHPromotesHepatocellularCarcinomaMetastasisThroughEpithelial-to-MesenchymalTransitionPathway.EBioMedicine.2018May；31:287-298.doi:10.1016/j.ebiom.2018.05.004)。针对ASPH的小分子抑制剂能抑制肿瘤细胞和小鼠移植肿瘤的生长，ASPH的抑制剂有用于肿瘤治疗的潜力。(Acell-surfaceβ-hydroxylaseisabiomarkerandtherapeutictargetforhepatocellularcarcinoma.Hepatology.2014Oct；60(4):1302-13.doi:10.1002/hep.27275)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的应用，千金藤素可抑制ASPH对蛋白质中EGF样结构域的羟化酶活性，可用于治疗ASPH过表达的相关疾病。为了达到上述目的，本专利技术提供了千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的应用。千金藤素可应用于制备治疗ASPH过表达相关疾病的药物。较佳地，所述的疾病为癌症。较佳地，所述的癌症包含：肝癌。较佳地，所述的癌症还包含：肝内胆管癌。较佳地，所述的癌症还包含：恶性胶质瘤、小细胞肺癌、结肠癌、胰腺癌。较佳地，所述的疾病为：肝纤维化和肝硬化。较佳地，所述的药物为千金藤素和药学上可接受的辅料形成的药物组合物。本专利技术可具有以下有益效果：(1)本专利技术通过蛋白三维结构虚拟筛选，得到能结合进ASPH的酶活结构域的化合物，即千金藤素；该化合物能抑制ASPH酶活性，100μM时的抑制率为80.5％；该化合物能抑制肝癌细胞HepG2、Hep3B和Huh7的增殖，IC50值分别为8.02μM、12.57μM和13.88μM。(2)可通过将千金藤素应用于抑制ASPH过表达的药物中，以治疗ASPH过表达的相关疾病。附图说明图1为ASPH对表皮生长因子样结构域的催化反应过程。图2为ASPH的晶体结构，其在PDB中的ID为5JQY。图3为对接格点范围。图4为小分子N-oxalylglycine晶体构象与对接构象。图5为诱导配合对接结果。图6a为ASPH酶活结构域和化合物的结合图。图6b为ASPH酶活结构域和化合物的基团间的相互作用图。图7为千金藤素对ASPH酶活性的抑制率。图8为千金藤素对肝癌细胞系增殖抑制的IC50值分析结果。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术进一步阐述。应理解，这些实施例仅用于解释本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。除非另有定义或说明，本专利技术所述的科学术语与本领域普通技术人员所理解具有相同的含义。本专利技术根据ASPH酶活区的蛋白晶体结构，通过计算机模拟筛选能结合ASPH酶活区的小分子来高通量筛选ASPH的酶活抑制剂，筛选得到对ASPH起到抑制作用的化合物，即千金藤素。千金藤素对ASPH的酶活抑制作用显著，通过抑制ASPH的活性，可起到抑制肿瘤细胞增殖的作用。本专利技术所述的ASPH的过表达是指较正常组织呈高表达。1.ASPH抑制剂的高通量虚拟筛选过程如下：1.1靶标分析及受体结构蛋白质结构数据库(proteindatabank，PDB)提供的ASPH已解析的晶体结构共8个(见表1)，其中分辨率最高的结构为5JQY，其晶体结构中包含小分子N-oxalylglycine，与ASPH的底物分子α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)结构类似，其结合位点即为ASPH底物结合位点。因此，我们选用5JQY，经过软件包中的“ProteinPreparationWizard”模块准备(参数默认)后作为虚拟筛选的受体结构(请参阅图2)。表1ASPH已知晶体结构蛋白准备完毕后，按照软件包中分子对接的Glide模块的流程，先用ReceptorGridGeneration生成grid文件：以小分子N-oxalylglycine和凝血因子X(CoagulationfactorX)的99-116位残基为格点计算范围(Enclosingbox)中心；小分子质心位置范围(Liganddiamete本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的应用。
【技术特征摘要】
1.千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的应用。2.根据权利要求1所述的千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的应用，其特征在于，千金藤素应用于制备治疗ASPH过表达相关疾病的药物。3.根据权利要求2所述的千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的应用，其特征在于，所述的疾病为癌症。4.根据权利要求3所述的千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的应用，其特征在于，所述的癌症包含：肝癌。5.根据权利要求4所述的千金藤素作为ASPH的酶活抑制剂的...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈锋，王海波，
申请(专利权)人：沈锋，王海波，
类型：发明
国别省市：上海,31
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