蛋白酪氨酸磷酸酶

1、本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载蛋白酪氨酸磷酸酶-1B与糖尿病之间的关 系研究本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档， 请点击下载按钮下载本文档(有偿下载)，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事 如意！1988年Tonks等首次在人的胎盘细胞中分离和纯 化了第一个37kDa的蛋白酪氨酸磷酸酶 1B(ProteinTyrosinePhosphatase-1B，PTP-1B)。PTP1B是一种胞内PTP，位于内质网，在人体的 各种组织中都有表达;其与蛋白酪氨酸激酶 (ProteinTyrosineKinases，PTK)共同维持着酪氨酸

2、蛋白 磷酸化的平衡，参与细胞的信号转导，调节细胞的生 长、分化、代谢、基因转录和免疫应答等。PTP1B属于蛋白质酪氨酸磷酸酶家族，专一水解 芳香族磷酸，如磷酸化酪氨酸(phosphotyrosyl，pTyr) 残基上磷酸根的酶，通过对胰岛素受体或其底物上的 酪氨酸残基去磷酸化作用，对胰岛素信号转导进行负 调节，组织细胞中PTP-1B过表达都会降低PTK的活 性，使胰岛素受体无法与胰岛素结合，进而引起胰岛 素抵抗，最终导致2型糖尿病。本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载PTP-1BDNA的启动子上有一个转录因子Y盒结 合蛋白-1的结合位点，它的过度表达可使PTP-

3、1B的 表达水平增加。使用反义寡核苷酸技术减少其表达后， PTP-1B的表达随之降低，呈正相关趋势。PTP-1B在体内没有自身的特异性受体，而是在细 胞信号传导过程中，与PTP家族中的其他成员以及蛋 白酪氨酸激酶协同作用，调控蛋白底物中酪氨酸的磷 酸化水平，进而对细胞的生长、分化、代谢、基因转 录和免疫应答等功能进行调节。1PTP-1B的生理功能目前研究发现PTP-1B主要表现出以下几个方面 的生理功能：(1)与胰岛素受体(insulinreceptor，IR)、胰岛素受 体底物(insulinreceptorsubstrate，IRS)等信号蛋白作用， 使这些蛋白调节区的酪氨酸残基去磷酸化，

4、进而阻断 胰岛素信号级联反应的下传，在胰岛素信号中起着负 调控作用。与II型糖尿病的发生具有密切的联系。在瘦素信号传导过程中，通过降低转录激活子 -3(STAT-3和 Janus激酶-2(JAK-2)的磷酸化水平，在瘦 素信号中起负调控作用。与肥胖的发生具有密切的联 系。PTP-1B通过与生长因子等底物相互作用，参 与细胞生长周期的调节，与肿瘤的发生具有一定的联 系。除此之外，研究还发现PTP-1B在催乳素信号传 导、血小板凝集等方面具有一定的影响。2PTP-1B与糖尿病之间的关系糖尿病是一类慢性代谢性疾病，随着生活水平的 提高，糖尿病的发病率呈逐年上升趋势，成为继心脑 血管疾病及癌症之后，威

5、胁人类健康的第三大类疾病。 目前已有约3亿糖尿病患者，到2030年，预计患者人 数将突破5亿。根据糖尿病的发病机制，糖尿病可分 为I型糖尿病和II型糖尿病，其中II型糖尿病患者超 过糖尿病患者总数的80%，主要表现为胰岛素抵抗或 胰岛素受体不敏感，分泌胰岛素的胰腺B细胞数量减少，功能障碍，从而导致糖代谢障碍，血糖水平升高。 对PTP-1B生理功能的研究已经证实，其与胰岛素及 瘦素信号传导呈负调节关系，因此PTP-1B与II型糖 尿病的发病原因关系密切，是开发II型糖尿病治疗药 物的重要靶点之一。PTP-1B胰岛素抵抗：代谢过程中，胰岛素可与脂 肪、骨骼肌、肝细胞等细胞的细胞膜上的胰岛素受体 胞

6、外亚基结合，进而使受体胞内亚基酪氨酸激酶活化， 导致自身及其底物磷酸化，从而引起葡萄糖转运、肝 和骨骼肌的糖原合成等一系列生理过程，因此调节胰 岛素受体的酪氨酸磷酸化水平的高低即可调节生物体 内糖代谢的水平PTP-1B的生理功能之一即是对胰岛 素受体在合成期间的酪氨酸进行去磷酸化，阻断胰岛 素信号传导途径，抑制葡萄糖在体内的代谢，最终导 致血糖升高。另外，组织细胞中PTP-1B表达水平的增加还会 降低PTK的活性，使胰岛素受体因磷酸化水平降低不 能与胰岛素正常结合，进而引起胰岛素抵抗，是II型 糖尿病形成的原因之一。利用剔除了 PTP-1B的小鼠 进行研究发现，即使经过一段时间的致肥胖饮食喂养

7、， 本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载小鼠也没有表现出肥胖或胰岛素抵抗症状，小鼠对胰 岛素的敏感性显着增强;而在小鼠肝脏重新表达 PTP-1B后，增强的胰岛素敏感性又显着减弱，该实验 现象，验证了 PTP-1B与胰岛素介导的胰岛素受体酪 氨酸磷酸化的关系。PTP-1B与胰岛B细胞数量的关系：实验发现， 小鼠在剔除PTP-1B后，其胰岛B细胞区域明显减少， 胰岛素分泌量减少;而同时剔除PTP-1B和胰岛素受体 底物-2后，小鼠胰岛B细胞区域增加，由此可见， PTP-1B与胰岛B细胞数量呈现出动态平衡的关系。参与瘦素信号传导：由脂肪组织分泌的瘦素是一 种调节人体脂

8、肪含量的激素，与糖尿病及肥胖症的发 病具有密切的联系。研究已经证实，在糖尿病和胰岛素抵抗的动物模 型中均存在瘦素信号传导途径紊乱的现象PTP-1B在 信号传导的调节过程中，可使JAK-2和STAT-3去磷 酸化，进而阻断瘦素信号的传递，抑制PTP-1B的表 达后，STAT-3磷酸化水平增加，活性明显增强。而由 于PTP-1B表达增多引起的瘦素信号传递紊乱，会进一步促进或加重糖尿病的发生、发展。3PTP-1B抑制剂研究明确了 PTP-1B与II型糖尿病和肥胖的关系， 抑制PTP-1B的活性，可提高患者对胰岛素的敏感性， 因此PTP-1B抑制剂的研究成为开发治疗II型糖尿病 药物的靶点之一。目前，

9、基于PTP-1B的三维结构及 活性部位，利用计算机辅助药物设计、高通量筛选、 生物电子等排原理，科学家已经获得了大量小分子 PTP-1B抑制剂。本文根据近年文献报道的PTP-1B抑 制剂的结构，对其进行简要综述。磷酸酯类似物：该类抑制剂的设计主要是利用生 物电子等排原理，利用磷酸、草酸、乙酸、磺酸、丙 二酸等结构替代PTP-1B的催化活性区内的磷酸酯基， 从而形成对PTP-1B的抑制作用。但整个PTP家族均 具有这个保守的催化活性区，因此单纯对该部位进行 结合的抑制剂很难获得针对PTP-1B的选择性作用。 为增强该类抑制剂的选择性，科学家们设计并合成了 一系列同时作用于催化活性区与第二结合位点

10、的 PTP-1B选择性抑制剂，该类抑制剂主要包括二氟亚甲基磷酸盐、苯并呋喃和苯并噻吩-苯氧乙酸类、噻二唑 烷酮类等。非专一性的无机类PTP-1B抑制剂：该类抑制剂 主要包括钒酸盐和过氧钒等。钒酸盐的抑制作用主要 基于钒酸根在结构上类似酶的天然底物的磷酸根；过 氧钒对PTP-1B的抑制作用是通过将PTPase活性中心 Cys的巯基进行的不可逆氧化由半胱氨酸氧化成磺 酸。除此之外，一氧化氮和苯肿化氧对PTP-1B也表 现出一定的抑制活性。这些无机类抑制剂虽然对 PTP-1B表现出一定的抑制活性，但同时对PTP家族 中的其他酶具有一定的一致性，专一性差，因此限制 了它们成为药物的可能性。a和b为含有

11、-二氟-亚甲基磷酸(DFMP)结构的化 合物，实验数据表明它们对PTP-1B均表现出很好的 抑制活性，IC50分别为和/L。化合物c不仅表现出较 强的抑制活性(Ki=)，还展现出较强的抑制选择性。Wyeth公司开发了一系列针对糖尿病治疗研究的 苯并呋喃和苯并噻吩-苯氧乙酸类PTP-1B抑制剂。其 中化合物d表现出较高的抑制活性(IC50=83nmol/L )和 本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载针对PTP-1B的选择性。受试肥胖型小鼠连续口服化 合物4d后，血糖显着降低，胰岛素水平明显改善。 Ertiprotafib是为数不多的进入临床研究阶段的选择性 PTP

12、-1B抑制剂，虽由于多种原因被终止研究，但对其 构效关系的研究为开发PTP-1B抑制剂提供了理论依 据。噻二唑烷酮类PTP-1B抑制剂(e)与二氟亚甲基磷 酸盐抑制剂相比具有更好的跨膜通透性，同时，它们 在与PTP-1B的结合中，通过取代活性位点中的3个 水分子，展现出比磷酸酯类化合物更强的抑制活性。迄今为止，酪氨酸磷酸酯类似物仍然是研究最为 深入的PTP-1B抑制剂。随着对PTP-1B结构研究的不 断深入，人们发现除关键性的催化活性区域外，其结 构中还含有第二结合位点以及其他与分子识别相关的 氨基酸残基，设计能够同时与这些部位及催化活性区 域结合的抑制剂在保留抑制活性的同时，明显提高其 选择

13、性。但是，目前该类抑制剂主要问题是其结构中 多数带有一定量的负电荷，致使其不易透过细胞膜， 难以达到作用位点，导致其难以成药。因此开发具有 高一致性、高选择性并兼具良好药代动力学性质的PTP-1B抑制剂是当前研究的目标。苯甲酰磺胺噻唑类变构抑制剂：苯甲酰磺胺噻唑 类抑制剂是基于PTP-1B的结构设计得到的小分子抑 制剂，其中化合物f的半数抑制浓度IC50值为/L，并 且具有显着的体内胰岛素增敏作用。利用计算机辅助 设计软件研究化合物f分子与PTP-1B的结合模式发 现，其分子中与RL部分相连的苯环嵌入到由Ala189、 Leu192和Phe280形成的疏水腔内;噻唑环与氨基酸残 基Phe280

14、形成疏水作用;酮羰基中的氧原子与Asn193 形成氢键作用;酰胺键中的氮原子与Glu276形成氢键 作用。其他PTP-1B抑制剂：在对大量天然产物的研 究中，人们还发现了很多具有PTP-1B抑制活性的结 构，主要包括香草酸类衍生物、醌类衍生物等。虽然 它们与PTP-1B的作用位点尚不完全明确，但对它们 结构及其类似物的研究，为开发新型PTP-1B抑制剂 提供了更多的研究方向。4小结PTP-1B作为新的药用靶点的研制是近年来生物 学及创新药物研究的热点，对于该类抑制剂的研究大 本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载多处于实验室研究阶段，进入临床研究的较少，目前 还没有该类抑制剂作为药物上市。限制其成药的主要 原因首先是PTP-1B与PTP家族中其他的酶具有相同 的催化中心，在抑制PTP-1B活性的同时提高其针对 PTP-1B的选择性极其重要。另外，目前发现的很多高 效、高选择性的小分子抑制剂，多带有容易电离的基 团，导致其不易通过细胞膜，生物利用度难以达到药 用要求。因此目前PTP-1B抑制剂尚未上