新的受体拮抗剂或激动剂筛选研究策略课件

新的受体拮抗剂或激动剂筛选研究策略主要内容受体与其调节剂受体分类与功能一些重要受体拮抗剂的研究一些重要受体激动剂的研究受体活性中心的克隆与表达新的受体调节剂的筛选一受体与其调节剂受体概念受体(receptor)是细胞在进化过程中形成的细胞蛋白组分，能识别周围环境中某种微量化学物质，首先与之结合，并通过中介的信息转导与放大系统，触发随后的生理反应或药理效应。受体仅是一个“感觉器”，对相应配体有极高的识别能力。受体-配体是生命活动中的一种偶合，受体都有其内源性配体，如神经递质、激素、自身活性物(autocoid)等。受体分子在细胞中含量极微。受体与配体激动剂与拮抗剂能与受体特异性结合的物质称为配体(ligand)。根据受体与配体结合的高度特异性，受体被分为若干亚型，如肾上腺素受体又分为α1、α2、β1和β2等亚型，其分布及功能都有区别。受体与配体有高度亲和力，多数配体在1pmol～1nmol/L的浓度时即可引起细胞的药理效应。能激活受体的配体称为激动剂(agonist)，能阻断其活性的配体称为拮抗剂(antagonist)二、受体分类与功能受体的分类根据受体蛋白结构、信息传导过程、效应性质、受体位置等特点，受体大致可分为下列4类：1含离子通道的受体它们存在于快速反应细胞膜上，由单一肽链反复4次穿透细胞膜形成1个亚单位，并由4～5个亚单位组成穿透细胞膜的离子通道，受体激动时离子通道开放使细胞膜去极化或超极化，引起兴奋或抑制效应。N型乙酰胆碱受体就是由α×2、β、γ、δ5个亚单位组成的钠离子通道。2G-蛋白偶联受体这一类受体最多，数十种神经递质及激素的受体需要G-蛋白介导其细胞作用，例如肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺、阿片类、嘌呤类、前列腺素及一些多肽激素等的受体，这些受体结构非常相似，都为单一肽链形成7个α-螺旋来回穿透细胞膜，N-端在细胞外，C-端在细胞内，这两段肽链氨基酸组成受体差异很大，与其识别配体及转导信息各不相同有关。3具有酪氨酸激酶活性的受体这一类细胞膜上的受体由三个部分组成，细胞外有一段与配体结合区，中段穿透细胞膜，胞内区段有酪氨酸激酶活性，能促其本身酪氨酸残基的自我磷酸化而增强此酶活性，再对细胞内其他底物作用，促进其酪氨酸磷酸化，激活胞内蛋白激酶，增加DNA及RNA合成，加速蛋白合成，从而产生细胞生长分化等效应。胰岛素、胰岛素样生长因子、上皮生长因子、血小板生长因子及某些淋巴因子(lymphokines)的受体属于这一类型。4细胞内受体甾体激素受体存在于细胞浆内，与相应甾体结合后分出一个磷酸化蛋白，暴露与DNA结合区段，进入细胞核能识别特异DNA碱基区段并与之结合促进其转录及以后的某种活性蛋白增生。甲状腺素受体存在于细胞核内，功能大致相同。这两种受体触发的细胞效应很慢。受体的分类

四种受体类型受体的调节受体虽是遗传获得的固有蛋白，并非固定不变的，而经常代谢转换处于动态平衡状态，其数量，亲和力及效应力经常受到各种生理及药理因素的影响。连续用药后药效递减是常见的现象，一般称为耐受性(tolerance)、不应性(refractoriness)、快速耐受性(tachyphylaxis)等。由于受体原因而产生的耐受性称为受体脱敏(receptordesensitization)。N2-ACh受体在受激动药连续作用后若干秒内发生脱敏现象，这是由于受体蛋白构象改变，钠离子通道不再开放所致。具有酪氨酸激酶活性的受体可被细胞内吞(endocytosis)而数目减少，这一现象称为受体数目的向下调节(downregulation)。1据10月《中风》杂志（Stroke2004;35:2396-2401）上的一项报告，在脑缺血的体外模型中，组胺H2-受体拮抗剂避免了神经元的死亡。

2美国佐治亚大学药学院Ergul报告，内皮素（ET）受体拮抗剂有可能成为治疗心血管疾病的药物。3许多受体拮抗剂药物已经应用于临床。

应用前景三一些重要受体拮抗剂的研究1内皮素受体拮抗剂2白细胞介素－1（IL－1）受体拮抗剂3血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂4多巴胺受体拮抗剂55-羟色胺（5-HT）受体拮抗剂

内皮素受体在高血压和心衰等几种血管功能和结构改变的心血管疾病患者中，内皮素系统被激活。内皮素受体A（ETAR）和内皮素受体B（ETBR）为已知的两种内皮素受体亚型，前者主要存在于血管平滑肌细胞，介导血管收缩和增殖；后者主要存在于内皮细胞，介导血管舒张及内皮素—1的清除，激活平滑肌ETBR可引起血管收缩。已有ETAR拮抗剂与非选择性ETAR－ETBR拮抗剂，动物实验和早期临床研究提供了有力的证据，表明这些药物治疗心衰、原发性高血压、肺动脉高压和动脉粥样硬化有效。但由于这两种受体介导的生物学作用较复杂，使选择性内皮素受体拮抗剂和非选择性内皮素受体拮抗剂进行的治疗变得很复杂。内皮素受体拮抗剂BQ123和BQ153均系人工合成的ETA肽类拮抗剂，具有高特异性、高亲和力和水溶性的特点，能有效抑制内皮素引起的升压效应。BMS-182874是一种口服有效的特异性ETA受体拮抗剂，对多种高血压动物模型均产生良好的降压作用。Bosentan(Ro47-0203)则是一种非肽类的混合型拮抗剂，能拮抗所有的已知内皮素受体，药理研究表明，Bosentan是一种有效的慢性降压药物，具有心血管靶器官保护作用，能减弱儿茶酚胺介导的致心肌肥厚作用。白细胞介素－1（IL－1）受体拮抗剂类风湿关节炎(Rheumatoidarthritis，RA)是一种常见的慢性炎性关节疾病。在我国，患病率为0.33%，是造成劳动力丧失与致残的主要病因之一。类风湿关节炎发病可见于任何年龄，发病一般随着年龄增长而增加，给患者和社会造成巨大负担。

IL—lra是一种存在于人体的蛋白质类细胞因子受体拮抗剂，通过结合白细胞介素－1（IL－1）受体，特异性地封闭IL－1的活性。IL－1属于炎症性细胞因子，在多种疾病（如自身免疫病、休克、变态反应等）中表达升高，并产生促进炎症和组织损伤的病理效应。由于IL－1受体拮抗剂为IL－1的天然拮抗剂，因而不具有免疫原性，副反应小，大量临床试验证实其人体耐受性很好。白细胞介素-1受体拮抗剂（rhIL-1ra）现已克隆出IL-1受体拮抗剂（IL-1receptorantagonist，IL-1ra），该物质可在体内外封闭IL-1的活性，是一种较理想的IL-1封闭因子。人重组白细胞介素-1受体拮抗剂（rhIL-1ra）由大肠杆菌表达，分子量为17KD，可通过与白介素-1的Ⅰ型和Ⅱ型受体结合，特异性地阻断白介素-1的生物学作用。血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂ARB（血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂）类是一类新型抗高血压药物，被誉为20世纪九十年代心血管药物的一个里程碑。从副作用角度上来看，它比以往的抗高血压药物具有更高的安全性。高血压时RAS过度激活，过多生成的血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）和血管紧张素Ⅱ受体结合后才开始发挥有害作用。研究证明血管紧张素Ⅱ受体分为AT1、AT2两种，AngⅡ主要作用于AT1受体，导致血压升高、损伤靶器官。针对这一环节，科学家开发了ARB（血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂），ARB就是与AngⅡ竞争性争夺AT1，通过阻断血管紧张素Ⅱ和AT1的结合，从而起到降压保护靶器官的作用。并且ARB还可间接激活AT2，导致血管舒张，减轻心脏负担。血管紧张素II受体拮抗剂（ATIIRa

）ATIIRa

是继血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）之后的对高血压、动脉硬化、心肌肥厚、心力衰竭、糖尿病肾病等具有良好作用的新一类作用于肾素-血管紧张素系统(RAS)的重要药物。氯沙坦50~100mg/d、缬沙坦80~160mg/d、伊贝沙坦75-225mg/d、替米沙坦40-80mg/d对1、2级原发性高血压（EH）的降压幅度等同于β受体阻断剂、氢氯噻嗪、钙拮抗剂如控释硝苯地平及氨氯地平、ACEI如依那普利。具有多种生理作用如降血压、治疗心力衰竭、逆转心肌肥厚等。

多巴胺受体的结构和功能多巴胺是大脑中含量最丰富的儿茶酚胺类神经递质。多巴胺作为神经递质调控中枢神经系统的多种生理功能。多巴胺系统调节障碍涉及帕金森病，精神分裂症，Tourette’s综合征，注意力缺陷多动综合征和垂体肿瘤的发生等。多巴胺通过其相应的膜受体发挥作用，多巴胺受体为七个跨膜区域（7-GM）组成的G蛋白偶联受体家族。目前已分离出五种多巴胺受体（DA-R）,根据它们的生物化学和药理学性质，可分为D1类和D2类受体。D1类受体包括D1和D5受体(在大鼠也称D1A和D1B受体，D1A受体即为D1受体,D1B受体即为D5受体)。D2类受体包括D2，D3和D4受体。多巴胺受体拮抗剂吗丁啉/Motilium：药物名：多潘立酮/Domperidone

为外周性多巴胺受体拮抗剂，可促进上胃肠道的蠕动和张力恢复正常，促进胃排空，增加胃窦和十二指肠肠运动，协调幽门的收缩，同时也能增强食道的蠕动和食道下端括约肌的张力。由于它对血脑屏障的渗透力差，对脑内多巴胺受体几乎无拮抗作用，因此可排除精神和中枢神经的副作用。利培酮Risperidone

：苯并异噁唑衍生物，是新一代的抗 精神病药。

5-羟色胺（5-HT）受体拮抗剂5-羟色胺（5-HT）主要存在于脑组织，肠道嗜铬组织和血小板中。其受体根椐对不同配基的亲和力可分为7类，各类中又可分为若干受体亚型。5-HT1A受体主要分布于神经中枢，交感神经末稍及平滑肌细胞上，介导血管扩张，而5-HT2受体可以导致血管收缩。5-HT可通过HT2受体使体内缩血管物质如组胺，PGF2α，血管紧张素Ⅱ，去甲肾上腺素的释放增多，作用增强，也能刺激血管平滑肌细胞增殖。在某些类型的原发性高血压中起一定的作用。5-羟色胺（5-HT）受体拮抗剂酮舍林(Ketanserin)是高度选择性的HT2受体拮抗剂，兼有较弱的α1-受体阻滞作用，能干扰5-HT的缩血管作用，降低外周血管阻力，器官血流增多，血压下降，尚能阻断5-HT导致的血管平滑肌细胞增殖。乌拉地尔(Urapidil)可阻断外周突触后膜α1受体，兼有兴奋中枢5-HT1A受体，抑制外周交感神经张力，增强副交感神经活动而降压。本类药具有较强的血管扩张作用，因对中枢的5-HT1A受体有兴奋作用而阻断反射性的心动过速。对心输出量，动脉压力感受器，心肺反射无影响。四一些重要的受体激动剂研究15-羟色胺（5-HT4）受体激动剂2

GABA受体选择性激动剂3

ß2受体激动剂4

雌激素受体(estrogenreceptor）激动剂5-羟色胺（5-HT4）受体激动剂莫沙必利为5-羟色胺（5-HT4,serotonin-4）受体激动剂，剌激乙酰胆碱释放，增强胃及十二指肠运动，为新型安全有效的消化道动力药。枸橼酸莫沙必利片

5HT4激动剂Zelnorm

本品是新一类以胃肠道为标靶开发的5-羟色胺4受体激动剂(5HT4激动剂)中的第一个。通过激活5HT4受体，本品可刺激胃肠道的蠕动反射，并使受损的能动性正常化。本品是第一个证明能缓解以便秘为主的女性应激性肠综合征(IBS)的腹痛、腹部不适、胃气胀和便秘的药物。2004年于7月24日成为第一个和唯一一个获FDA批准的处方药治疗IBS。本品由Novartis公司研制，国际上还有一个商品名为Zelmac。本品已在30多个国家获得许可，包括澳大利亚、瑞士、加拿大和巴西。GABA受体GABA是哺乳类动物中枢神经系统中的一种抑制性氨基酸递质，通过其三种受体发挥生理作用。随着对脑缺血损伤机制的研究，发现，GABA的三种受体在脑缺血损伤与修复中发挥了重要的作用。GABA受体分为GABA-A,GABA-B和GABA-C3种亚型。GABA-A受体分布于整个神经系统,属配体门控离子通道受体,由GABA识别位点、安定识别位点和Cl－通道三部分组成。GABA-A受体具有1~6

1~4,1~4,2l,2s,3,,等亚单元，每个GABA-A受体由四种共5个亚单元（如221等）组成，每个亚单元由具有四个跨膜螺旋（M1,M2,M3,M4）的长肽链组成。GABA受体选择性激动剂GABA-A受体选择性激动剂：蝇覃醇（muscimol）作用比GABA强10倍以上。THIP(4,5,6,7,-四氢异恶唑[5，4，-C]-吡啶酮-3醇)是蝇蕈醇的同类物，毒性较低且具镇痛作用。荷包牡丹碱作用于GABA-A受体的识别位点，选择性地阻断GABA-A受体。印防己毒素直接作用于Cl-通道，是GABA不可逆的阻断剂。GABA-B受体选择性激动剂有苯氨丁酸（baclofen）。GABA-C受体选择性激动剂有：TACA(trans-4-aminocrotonicacid),蝇蕈醇,CACA(cis-4-aminocrotonicacid)。拮抗剂有3APPA(3-aminoproylphossphonicacid)。而kojic

amone及progabode对GABA-AGABA-B受体均有激动作用。（蕈xun)ß2受体激动剂β2-受体激动剂作用于小气道，通过兴奋β2受体而松弛支气管平滑肌，增强肾上腺皮质激素受体的移位。人体的支气管平滑肌受交感和副交感神经的双重支配，细胞膜分别存有肾上腺素α、β1\、β2、胆碱能M受体，其中β2受体的结构为413个氨基酸多肽，分布于磷脂双层细胞膜上，β2受体激动剂可激活细胞膜上的腺苷酸环化酶，后者又催化细胞内cAMP的合成，使游离Ca2+减少，cAMP的水平提高可稳定支气管平滑肌的膜电位，扩张支气管；并能使肥大细胞和嗜硷细胞的cAMP水平提高，对细胞膜亦有稳定作用，并抑制组胺、慢反应物质(SRS-A)等过敏介质的释放，从而减轻由于这些介质所引起的支气管痉挛和呼吸道黏膜充血水肿现象。20世纪60年代末，首例选择性β2受体激动剂—沙丁胺醇上市，开创了选择性激动剂的治疗史，其平哮效果较理想，气雾吸入可迅速缓解哮喘的急性发作，口服可预防频发和慢性哮喘的控制，但作用持续时间尚短(短效)，给药次数频繁，长期使用可致气道高反应性进一步增加，平滑肌受体下调而对药物出现耐受，过度和频繁应用会使病情恶化而增加死亡率。80年代以来，选择性β2受体激动剂已广泛用于支气管哮喘(Bronchiaasthma)、慢性阻塞性肺疾病(ChronicObstructivePulmonaryDisease，COPD)的治疗，其松弛平滑肌的作用强大，起效在数分钟之内，受到临床欢迎，成为缓解轻、中度急性哮喘的首选。ß2受体激动剂ß2受体激动剂对ß2受体有较强选择性，对ß1受体无作用。口服有效。采用吸入给药法几乎无心血管系统不良反应。但剂量过大．仍可引起心悸、头晕、手指震颤等。临床常用的有：沙丁胺醇(salbutamol，舒喘灵)对ß2受体作用强于ß1受体，兴奋心脏作用仅为异丙肾上腺素的1／10。适用于夜间哮喘发作。克伦特罗(clenbuterol)为强效选择性ß2受体激动剂,福莫特罗(formoterol)和沙美特罗(salmeterol)均为长效选择性ß2受体激动药，作用强而持久。Tab1.Thegeneralsituationoftheβ2-receptoragonist

———————————————————————————————————————药物名称商品名研发与上市公司首次上市时间上市国家———————————————————————————————————————沙丁胺醇全特宁、爱莎、舒喘灵英国Glaxo-Welcome1968年11月英国Salbutamol

Ventolin、Saltanol

公司特布他林博利康尼瑞典Astra

zenaca1978年5月瑞士Terbutaline

Bricanyl、Arubendol

公司非诺特罗备劳喘德国Boehringer1976年6月德国Fenoterol

Berotec、Airum

Ingelheim公司妥洛特罗丁氯喘、喘舒、息克平日本TanabeSeigaku1981年9月日本Tulobuterol

Chlobamol、Berachin(田边)制药株式会社吡布特罗吡丁醇美国Pfizer公司1982年7月日本Pirbuterol

Maxair、Exirel克仑特罗氨哮素德国Boehringer1986年3月日本Clenbuterol

Spiropent

Ingelheim公司福莫特罗安通克日本Yamanouchi1986年11月日本Formoterol

Atock(山之内)制药株式会社班布特罗邦尼、罗利、帮备瑞典Astra

zenaca1987年6月瑞典Bamubuterol

Bambec

公司丙卡特罗美喘清中国天津大冢制药1988年1月中国Procaterol

Meptin、Masacin

有限公司瑞普特罗茶丙喘宁德国Homburg公司1990年2月德国Reproterol

Bronchodil

利米特罗立灭喘、哌喘定美国Ricker公司1991年7月美国Rimiterol

Asmaten

沙美特罗施立稳、施立碟英国Glaxo-Welcome1990年9月英国Salmeterol

Serevent——————————————————————————————————StructureandfunctionaldomainsofERandERßTheclassicalER(nowcalled

ER)contains595aminoacidswithacentralDNA-bindingdomain

(DBD),alongwithacarboxy-terminalhormone-bindingdomain

(HBD).calledERß,hasbeen

dentified,ERßissomewhatshorterthanER,

containing530aminoacids.8Theregionofhighesthomology

betweenERandERßisintheDBD(95%).Thereisless

conservationintheA/B,D,andEdomains.

genistein,areERß-selectiveagonists.雌激素受体(estrogenreceptor，

ER）

estrogenreceptor

(ER)selectiveestrogenreceptormodulators(SERMs)SERMs

bindER,alterreceptorconformation,andfacilitatebinding

ofcoregulatoryproteinsthatactivateorrepresstranscriptional

activationofestrogentargetgenes.Chemicalstructuresof17ßestradiolandvariousSERMs.五受体活性中心的克隆与表达现代新药研究与开发的关键首先是寻找、确定和制备药物筛选靶—分子药靶。迄今已发现作为治疗药物靶点的总数约500个，其中受体尤其是G-蛋白偶联的受体（GPCR）靶点占绝大多数。GPCR家族是药物开发史上最有价值的受体药物靶体之一，涉及到目前市场上几乎60%的处方药物。治疗受GPCR调节疾病的药物覆盖了大多数医疗领域，在全球市场上的年销售额达到几十亿。受体靶克隆华大天源生物科技公司已成功克隆了五十余个与心血管疾病、肥胖症、衰老、糖尿病及神经系统等重要疾病相关的药物靶体。如β2R（肾上腺素受体，心血管疾病相关），5-HT7R（5-羟色胺受体，精神疾病相关）,MC4R（Melanocortin4receptor,黑皮质激素受体，肥胖相关），D1R（D1receptor,多巴胺受体，精神疾病相关），PTHreceptors（副甲状腺激素受体，甲状旁腺功能亢进相关），SubstancePreceptor，PAFR（PAFreceptor,血小板活化因子受体，炎症、哮喘相关）等。正在克隆的药物靶体包括：H1R,H2R（H1receptor,H2receptor组胺受体，镇痛相关），D5R（D5receptor,多巴胺受体，精神疾病相关）等。白细胞介素12(interleukin12,IL-12)