巴斯大学和利兹大学(英国)的研究人员在抗击疟疾方面取得了重大进展,他们发现了一个有希望的新药物发现潜在靶点。这项发表在《生物化学杂志》上的研究为设计更有效的抗疟疾药物提供了强大的新框架,这些药物副作用更少。
疟疾是一种由寄生虫引起的致命疾病,通过蚊子叮咬传播给人类。它每年在全球造成2.82亿病例和61万死亡。
尽管有有效的治疗方法,但它们会引起副作用,而且药物耐药性正在增加,这意味着需要新的治疗方法。
研究团队专注于一种名为氨基肽酶P(PfAPP)的酶,该酶来自恶性疟原虫,这是导致人类最严重疟疾形式的寄生虫。
该酶在分解人类宿主的血红蛋白方面起着至关重要的作用,为寄生虫的生长和复制提供必需的氨基酸。
巴斯-利兹团队通过结合生物学和化学方面的专业知识,设计并开发了一类新的抑制剂,这些抑制剂在针对该酶方面大大优于现有的化合物。
他们基于一种名为apstatin的现有抑制剂设计了一系列新的抑制剂,这些抑制剂比原始分子更牢固地与寄生虫酶结合。
这是通过X射线晶体学技术实现的——将X射线照射到含有每种抑制剂的酶晶体上,以确定其3D分子结构。
结构分析显示,这些抑制剂适合酶内的一个口袋——活性位点——在那里它通常会分解血红蛋白片段。抑制剂阻止这些片段进入活性位点口袋并阻碍酶的功能。
研究小组表明,这些抑制剂不仅比apstatin结合得更牢固,而且还能在体外杀死寄生虫,使其成为药物开发的有希望的候选者。
巴斯大学生命科学系和该研究的通讯作者K.拉维·阿查里亚教授表示:"我们的工作表明,抑制剂设计的细微变化如何将弱效化合物转化为高效且具有选择性的分子。重要的是,我们能够观察到与这些抑制剂结合的酶,使我们能够直接观察驱动其活性的分子相互作用。"
利兹大学的合著者包括化学家理查德·福斯特教授以及生物学家埃尔温·艾萨克教授和格伦·麦克康基教授。
福斯特教授说:"这是理解如何靶向疟疾寄生虫中基本代谢途径的重要一步。通过定义选择性的结构规则,我们现在可以设计出既更有效又更安全的抑制剂。"
尽管新开发的抑制剂在生化测定中具有高活性,但研究人员还确定了与细胞摄取相关的挑战,强调了优化渗透性等类药物特性的重要性。解决这些因素对于将这些发现转化为可行的抗疟疾疗法至关重要。
艾萨克教授说:"疟疾仍然是一个重大的全球健康挑战,现有治疗方法的耐药性日益构成威胁。通过提供抑制剂设计的详细分子蓝图,我们的合作研究为针对关键寄生虫酶的新一代药物奠定了基础。"
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