本发明专利技术涉及如下通式I所示的大黄酸或大黄酸类化合物在制备治疗以FTO为靶点的疾病的药物中的用途，实验结果表明，通式I所示的化合物能够特异性地与FTO结合，通过竞争底物结合位点表现抑制活性。细胞内试验也表明通式I化合物可以明显升高体内信使RNA中N-6位甲基化腺嘌呤（6meA）的水平。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及药物学领域，尤其涉及大黄酸或大黄酸类化合物在制备治疗以FTO为靶点的疾病的药物中的用途。
技术介绍
肥胖相关的FT0(Fat mass and obesity-associated)基因定位于人类16号染色体，其蛋白产物在人体内广泛表达。FTO基因变异和肥胖症表现出较大的关联性，因此该基因又被人们称为“肥胖基因” (Frayling TM, et al.，Science, 2007316(5826) :889-94; Gerken T，et al.，Science, 2007，318，(5855) : 469-72)。FTO 和阿尔法-酮戊二酸依赖的核酸氧化去甲基化酶AlkB家族蛋白具有较高的序列同源性。FTO能催化单链脱氧核糖核酸(DNA)中N-3位甲基化胸腺嘧啶(3meT)和核糖核酸(RNA)中N-3位甲基化尿嘧啶(3meU)氧化去甲基化。最近研究显示，在体外实验中，单链DNA和RNA中N-6位甲基化腺嘌呤(6meA)是FTO 的一个主要作用底物(Jia G，et al.，Nat. Chem. Biol.，20117 (12) : 885-7)，在体内，含有(6meA)的信使RNA是FTO的作用底物。至今人们对FTO的功能与疾病的关系还不清楚。已有研究表明，FTO会对人类摄食产生直接影响，还可能与阿尔茨海默症、代谢综合征等有关(Speakman JR, et al. , Obesity2008 16(8):1961-5;Keller L, et al. , J Alzheimers Dis.2011 23(3):461-9;FreathyRM, et al. ,Diabetes 200857 (5) : 1419)。FTO与人类健康关系密切，因而FTO的功能与调控也一直是国内外研究的热点。然而，目前未见有关于FTO抑制剂的报道。FTO抑制剂的发现将对FTO功能的研究以及针对FTO靶点的新药研发产生重大影响。
技术实现思路
技术问题设计并验证针对FTO的小分子化合物抑制剂，其具有抑制FTO去除N_6位甲基化腺嘌呤(6meA)中的甲基化的生物活性。技术方案为了加速设计筛选FTO抑制剂，专利技术人首先运用高通量虚拟筛选(In silico HTS)技术，即通过分析蛋白质三维结构，借助计算机程序和分析软件，过滤掉化合物库中大部分不满足要求的化合物，从28万个化合物中筛选得到了 141个候选化合物。通过体外FTO生物活性验证实验得到具有抑制活性的小分子化合物。为了排除化合物由于破坏蛋白质二级结构而表现抑制活性，专利技术人运用了圆二色谱(CD)技术。远紫外CD是研究蛋白质在溶液中二级结构的主要手段之一。阿尔法-螺旋结构在222纳米和208纳米处表现出两个负的特征肩峰谱带，可以利用这两处的摩尔椭圆度208或222来估计蛋白质中阿尔法-螺旋的含量，判断二级结构是否发生了剧烈变化。为了研究活性化合物是否能与FTO蛋白质结合，专利技术人通过差异扫描荧光(DSF)实验进行了验证。蛋白质的稳定性与去折叠过程中的吉布斯自由能变化(AGu)具有一定的相关性，而且是温度依赖的。大部分蛋白的稳定性随温度而变化，温度升高时，AGu降低，在折叠与去折叠的蛋白达到平衡时，A Gu=O，此时的温度被定义为蛋白质的融解温度(Tm)。如果蛋白质的去折叠以可逆的双态方式进行，那么平衡态热动力学模型将适用于这一过程。如果化合物能够与蛋白质结合，化合物结合的自由能变化多数情况下会导致A Gu增加，相应的Tm值升高。突光染料Sypro Orange的突光信号在水环境中被萃灭,随着温度的升高，蛋白质去折叠暴露出疏水区，Sypro Orange结合至蛋白质疏水区,发射突光。突光值对温度做曲线，蛋白质去折叠的过渡态位置的温度定义为Tm。研究表明，化合物结合引起的蛋白稳定性提高与化合物的浓度以及亲和性成正比。 接着，专利技术人通过生物分子相互作用分析(BIA)技术评价了化合物与FTO结合的特异性及强度。BIA是基于表面等离子共振(SPR)这一物理光学现象的生物传感分析技术。当入射光以临界角入射到两种不同透明介质的界面时将产生全反射，且反射光强度在各个角度上都应相同，但若在介质表面镀上一层金属薄膜后，由于入射光可以引起金属中自由电子的共振，从而导致反射光在一定的角度内大大减弱，其中使反射光完全消失的角度称为共振角。共振角会随金属薄膜表面通过的液相的折射率的改变而改变,折射率的变化又和结合在金属表面的大分子质量成正比。BIA就是利用金属薄膜表面的折射率的改变，弓丨起共振角的变化，来推断金属薄膜表面的变化。实验时先将一种生物分子固定在传感器芯片表面，将与之相互作用的分子溶于溶液流过芯片表面。由于不必使用荧光标记和同位素标记，从而保持了生物分子的天然活性。检测器能跟踪检测溶液中的分子(如化合物)与芯片表面分子(如蛋白质)的结合、解离整个过程的变化。通过它能观察两种分子结合的特异性，能知道两种分子的结合有多强。为了进一步研究化合物与FTO的作用方式，专利技术人运用了等温滴定量热(ITC)技术。ITC技术是近年来发展起来的一种研究生物热力学与动力学的重要方法，它通过高灵敏度、高自动化的微量量热仪连续、准确地监测和记录一个变化过程的量热曲线，原位、在线和无损伤地同时提供热力学和动力学信息。在单次实验中即可提供一整套有关分子相互作用的完整信息。ITC是表征生物分子相互作用的经典方法之一，被广泛应用于研究小分子化合物与生物大分子(蛋白质、核酸等)的相互作用。为了阐明化合物表现抑制活性的方式，专利技术人运用了荧光偏振(FP)技术。FP的基本原理是荧光物质经单一平面的偏振光照射后，吸收光能跃入激发态，随后回复至基态，并发出单一平面的偏振荧光。偏振荧光的强弱程度与荧光分子的大小呈正相关，与其受激发时转动的速度呈反相关。用荧光标记FTO底物DNA，当DNA与蛋白结合后，有效荧光分子变大，偏振荧光增强。若化合物能够影响DNA与FTO的相互作用，荧光强度会相应发生变化。专利技术人基于FTO晶体结构开展小分子抑制剂的虚拟筛选和作用方式研究，首次发现了大黄酸或大黄酸类化合物能够抑制FTO活性，该类化合物的结构如以下通式I所示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.如下通式I所示大黄酸或大黄酸类化合物在制备治疗以FTO为靶点的疾病的药物中的用途2.根据权利要求I所述的用途，其中，在通...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨财广，罗成，叶飞，陈报恩，俞璐，蒋华良，
申请(专利权)人：中国科学院上海药物研究所，
类型：发明
国别省市：
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