抑制Aβ42聚集并降低其细胞毒作用的二肽化合物复方制造技术

β淀粉样蛋白1

【技术实现步骤摘要】
抑制A
β
42聚集并降低其细胞毒作用的二肽化合物复方


[0001]本专利技术属于生物技术药物领域，具体为具有抑制阿尔茨海默病特征性蛋白——β淀粉样蛋白1
‑
42(Aβ
42
)聚集，并降低其细胞毒性的二肽化合物构成的复方。

技术介绍

[0002]阿尔兹海默病(Alzheimer's disease，AD)，又称老年痴呆，属于神经退行性疾病。目前无明确的成因，前期起病隐匿，不容易受到大家的关注，后期病情加重且整个进程缓慢。临床表现为认知和记忆功能障碍，日常生活能力进行性减退和行为障碍，最终导致死亡，目前尚无有效的防治方法。AD现为发达国家第6大死因，随着世界人口老龄化的加剧,患病人数逐渐增多，预计到2050年全球阿尔茨海默症患者人群将以每20年递增一倍的速度增长至1.52亿，成为全球范围内的最主要医学和社会问题之一，将对社会和人类经济发展造成巨大的负面影响。
[0003]阿尔兹海默病患者的照料和治疗花费巨大，除近年FDA批准上市的抗 Aβ
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单克隆抗体之外，尚无药物可以改变或者延缓阿尔茨海默病的病理进程，只能在一定程度上减轻病人的痛苦，改善一些记忆力衰退等症状。虽然世界各国投入了大量的资金用于研发治疗阿尔兹海默病的药物，但绝大多数药物在临床试验阶段失败，上市药物的疗效亦不十分显著。针对这种现状，亟须针对阿尔兹海默病的主要病理过程研发新型药物。
[0004]AD的主要病理特征是脑内的Aβ
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聚集形成斑块。由淀粉样前体蛋白 APP通过β、γ分泌酶水解产生，其中Aβ
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积累后会损伤突触并使得认知功能下降；因此抑制Aβ
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聚集的化合物将可能成为防治AD的潜在药物。根据我们的分析，Aβ
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的聚集过程是系统自由能降低的自发过程，包括以下几个步骤：首先， Aβ
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单体疏水性聚集成寡聚体，成为聚集核心；第二，寡聚体不断延伸成为Aβ
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纤维；第三、纤维聚集成为纤维束；第四，纤维束沉积形成斑块。本专利技术，利用我们构建的由20种L
‑
α
‑
氨基酸组成的二肽结构数据库，以Aβ
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五元寡聚体蛋白质结构(聚集核心)为靶标，通过分子对接、分子动力学分析和分子药理学实验，研制出一种由8种二肽类化合物(组氨酸
‑
精氨酸(HR)、组氨酸
‑
色氨酸(HW)、精氨酸
‑
苯丙氨酸(RF)、精氨酸
‑
精氨酸(RR)、精氨酸
‑
色氨酸(RW)、精氨酸
ꢀ‑
酪氨酸(RY)、色氨酸
‑
精氨酸(WR)以及精氨酸
‑
甲硫氨酸(RM))构成的复方混合物，可以与五元聚合态Aβ
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结合，从而抑制Aβ
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聚集过程，并降低Aβ
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的细胞毒性。相较于其他物质，小分子肽类化合物与靶蛋白相互作用遵从蛋白质与蛋白质相互作用原理，并且容易透过血脑屏障，此外还具有良好的生物相容性、毒副作用低等优点。

技术实现思路

[0005]1.专利技术目的
[0006]研发一种具有抑制Aβ
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聚集作用，降低Aβ
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的细胞毒性的二肽化合物及其复方混合物。
[0007]2.专利技术的技术方案
[0008]一、利用Python语言编写ChemScript脚本，创建由20种L
‑
α氨基酸组成的所有二肽的结构数据库。
[0009]二、从蛋白质数据库(PDB)中筛选得到五元寡聚体Aβ
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(编号5oqv) 的蛋白质分子结构为靶蛋白构象。
[0010]三、以五元寡聚体Aβ
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为靶蛋白，利用开源软件AutoDock和我们构建好的二肽结构数据库进行分子对接筛选出具备最佳对接状态的二肽。
[0011]四、利用GROMACS分子动力学软件，分析五元聚合态Aβ
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(5oqv) 与对接筛选出的8种二肽(HR、HW、RF、RR、RW、RY、WR和RM)的结合稳定性(利用二肽分子结构中重元素的均方根偏差RMSD来衡量)。
[0012]五、利用GROMACS分子动力学软件，分析对接筛选出的8种二肽与五元聚合态Aβ
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(5oqv)的相互作用能(由兰纳
‑
琼斯势能和静电库仑势能构成)。
[0013]六、药理学实验分析8种二肽及其复方混合物抑制Aβ
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聚集，并降低Aβ
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引起的细胞毒作用。
[0014]3.专利技术的效果
[0015]本专利技术首次利用Python语言构建了二肽数据库，通过分子对接筛选出可以与Aβ
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在不同位置结合的8种二肽，并利用分子动力学方法分析8种二肽(HR、HW、RF、RR、RW、RY、WR和RM)与Aβ
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蛋白的相互作用，与传统的研究方法相比，大大节约了人力物力，提高了工作效率。在此基础上，设计实施药理学实验，并验证这8种二肽类化合物及其复方混合物对Aβ
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聚集有很好的抑制作用，减轻了分泌表达的Aβ
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对SH
‑
SY5Y神经细胞株的细胞毒作用。依据AD 发病机理，由这8种二肽类化合物构成的复方混合物用于药物或食品，可以改变 Aβ
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聚集及其引起的细胞毒作用等病理过程。
附图说明
[0016]图1.Aβ
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聚集并在脑内沉积的过程。
[0017]图2.分子对接得到的八种二肽类化合物的化学机构。HR：组氨酸
‑
精氨酸；HW：组氨酸
‑
色氨酸(HW)；RF：精氨酸
‑
苯丙氨酸；RR：精氨酸
‑
精氨酸； RW：精氨酸
‑
色氨酸；RY：精氨酸
‑
酪氨酸；WR：色氨酸
‑
精氨酸；RM：精氨酸
ꢀ‑
甲硫氨酸。
[0018]图3.分子对接得到的8二肽与五元聚合态Aβ
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的结合示意图。条带样结构代表五元聚合态Aβ
42
的空间构象。HR：组氨酸
‑
精氨酸；HW：组氨酸
‑
色氨酸(HW)；RF：精氨酸
‑
苯丙氨酸；RR：精氨酸
‑
精氨酸；RW：精氨酸
‑
色氨酸；RY：精氨酸
‑
酪氨酸；WR：色氨酸
‑
精氨酸；RM：精氨酸
‑
甲硫氨酸。
[0019]图4.分子动力学分析8种二肽类化合物的与五元聚合态Aβ
42
结合的稳定性。RMSD：均方根偏差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于抑制阿尔茨海默病特征性蛋白Aβ
42
聚集的二肽化合物的复方混合物，具体特征为复方中包含以下二肽化合物：组氨酸
‑
精氨酸(HR)、组氨酸
‑
色氨酸(HW)、精氨酸
‑
苯丙氨酸(RF)、精氨酸
‑
精氨酸(RR)、精氨酸
‑
色氨酸(RW)、精氨酸
‑
酪氨酸(RY)、色氨酸
‑
精氨酸(WR)或精氨酸
‑
甲硫氨酸(RM)。2.用于降低阿尔茨海默病特征性蛋白Aβ
42
细胞毒作用的二肽化合物的复方混合物，具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大勇，袁楠，
申请(专利权)人：王大勇，
类型：发明
国别省市：