UQCRC1激动剂制造技术

本发明专利技术公开能够激动泛醇‑细胞色素C还原酶核心蛋白1(UQCRC1)化合物在制备治疗缺血缺氧性心脏病药物中的应用。UQCRC1表达上调参与了心肌保护效应，能够与UQCRC1结合且有激动作用，增强UQCRC1活性的化合物具有治疗缺血缺氧性心脏病的药理效应。本发明专利技术的技术方案是：先确定一个UQCRC1的药物口袋，通过计算机辅助，将小分子化合物作用于该药物口袋，进行生物学活性检测，得到24个与UQCRC1具有高亲和力的化合物，选择其中四个进行药理学试验，证明这四个化合物对保护缺氧心肌细胞，减轻因细胞坏死造成心肌酶的外溢以及对缺氧引起的氧化应激有较好的保护作用。摘要附图是人UQCRC1蛋白质Cartoon形式的三维结构。

UQCRC1 agonists

The present invention discloses to excited ubiquinol cytochrome C reductase core protein 1 (UQCRC1) compounds for use in preparing medicine for treating ischemic heart disease. The up regulation of UQCRC1 expression is involved in the myocardial protective effect, and can be combined with UQCRC1 and has the action of activating, and the compounds with enhanced UQCRC1 activity have pharmacological effects on the treatment of ischemic hypoxic heart disease. The technical scheme of the invention is: to determine the drug pocket of a UQCRC1, the computer aided, small molecular compounds were applied to the medicine bag, biological activity detection, 24 with high affinity with the compound of UQCRC1, selected four of them for pharmacological experiments prove that these four compounds on the protection of myocardial hypoxia cells, reduce the cell necrosis caused by spillover of myocardial enzymes and oxidative stress in hypoxia induced a better protective effect. The figure is a three-dimensional structure of the human UQCRC1 protein Cartoon.

【技术实现步骤摘要】
UQCRC1激动剂
本专利技术涉及泛醇-细胞色素C还原酶核心蛋白1(Ubiquinol-cytochromecreductasecoreprotein1，UQCRC1)激动剂在制备治疗缺血缺氧性心脏病药物中的应用。
技术介绍
心脏是重要的生命器官，心脏规律的收缩和舒张运动能够将氧通过血液循环传输至机体组织，保障机体能量代谢进行，而心脏运动需要消耗大量的ATP，因此心肌的能量供应影响到机体生命活动的进行。缺血缺氧导致机体组织细胞获得的氧减少，而氧是机体ATP生成的必要因素，缺血缺氧导致心肌细胞ATP水平下降，心脏供能不足而导致功能下降，另外缺氧会导致脂质过氧化物如丙二醛(MDA)等浓度上升，导致细胞膜和亚细胞膜通透性增加，堆积的脂酰CoA，脂肪酸可致心肌细胞死亡，破坏心脏的结构而导致功能下降，最终导致缺血缺氧性心脏病，如心绞痛、心肌梗塞、心肌梗死、高原心脏病等。因此，保护缺血缺氧的心肌细胞是防治缺血缺氧性心脏病的重要治疗策略，对维持机体生命活动具有重要的意义。有研究表明，泛醇-细胞色素C还原酶核心蛋白1(Ubiquinol-cytochromecreductasecoreprotein1，UQCRC1)表达上调参与了心肌保护效应。缺血预处理(IschemiaPreconditioning，IPC)是通过触发机体内源性抗损伤机制而增强心肌细胞对缺血缺氧的耐受能力。IPC的保护作用呈双相过程，第一相称为预处理的快速相，出现在预处理的数分钟，持续1-3h。第二相称为预处理的延迟相(SecondWindowofProtection，SWOP)，出现在初次缺血后的12-72h。研究结果表明，IPC时心肌保护效果最强的时间位点是在延迟相。UQCRC1是线粒体呼吸链复合体III上的一个亚单位，具有重要的生理功能。近年来的研究结果表明，UQCRC1的表达改变与大鼠心肌的SWOP呈正相关。线粒体KATP通道是IPC和药物预处理如吗啡、舒芬太尼、七氟醚、异氟醚等延迟预处理的共同“终末效应器”，开放线粒体KATP通道是它们产生心肌保护作用的共同信号通路。二氮嗪(Diazoxide，DZ)是线粒体KATP通道的特异性开放剂，通过开放氧糖剥夺(Oxygenglucosedeprivation，OGD)模型缺血/再灌注损伤后心肌细胞的线粒体KATP通道来实现UQCRC1蛋白表达的上调，使细胞保护性蛋白Bcl-2和Cox-2等表达增加、Bcl-2/Bax比率增高，继而抑制caspase-3凋亡信号通路激活，激活Akt/GSK-3β细胞保护信号通路，显著增加OGD损伤后的心肌细胞的存活率，从而产生心肌保护作用。采用线粒体KATP通道特异性阻滞剂5-羟葵酸(5-hydroxydecanote，5-HD)进行干扰实验，会使二氮嗪预处理时线粒体KATP通道关闭，则完全消除二氮嗪延迟预处理后UQCRC1的表达上调，消除SWOP对心肌细胞Bcl-2和Cox-2蛋白表达的影响，其心肌保护作用也随之消失。因此UQCRC1是SWOP中的保护性蛋白，它可能成为心肌保护的新靶点。提示能够与UQCRC1结合且有激动作用，是能够增强UQCRC1活性的化合物，具有治疗缺血缺氧性心脏病的药理效应，如心绞痛、心肌梗塞、心肌梗死、高原心脏病等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种UQCRC1激动剂，并将其应用于制备治疗缺血缺氧性心脏病药物。本专利技术的技术方案是：先确定一个UQCRC1的药物口袋。通过计算机辅助，将小分子化合物作用于该药物口袋，进行生物学活性检测。最后用药理学试验予以验证。具体如下：1)、采用同源建模法确定靶蛋白UQCRC1的结构，确定一个UQCRC1的药物口袋。对人、牛的UQCRC1蛋白质进行多序列比对显示，UQCRC1为高度保守的蛋白质，在四个物种间，序列差异很小。由于牛的该蛋白质结构已经解析，因此使用同源建模工具Swiss-Model，以牛2.26A分辨率的蛋白质晶体结构1FYU为模板，建立人UQCRC1的蛋白质结构模型，如图1所示。从结构可以看出，UQCRC1蛋白质表面有一个很大的疏水“口袋”，该口袋为该蛋白质与complexsubunit2形成复合物的主要结合部位。因此理论上，作用于该“口袋”的小分子化合物，将对该蛋白质的功能带来影响。2)使用Ledock分子对接程序进行初步活性筛选。使用VMD1.9.3来处理人UQCRC1蛋白质。先使用lepro_linux_x64程序，去除杂原子，并加极性氢，残基的名字也改为charmm的命名方式。然后在VMD中打开受体蛋白质结构，使用pythom程序boxer计算对接盒子，将口袋中心设为盒子中心，设定边长40A的立方体盒子的空间作为对接盒子，该盒子包含了整个疏水口袋和周边区域。设置好的受体盒子如图2所示。在高性能计算平台上，使用Ledock分子对接程序包来处理受体和配体。使用shell编程，调用lefrag_linux_x64程序，将Chemdiv的约170万个化合物分割到15个目录，每个目录下约110000个化合物小分子。准备ligands文件、dock文件，编写SGE作业脚本，使用ledock_linux_x64程序，将每个分割包中的小分子分别与受体蛋白质进行分子对接。调用200个CPU进行并行计算。每次对接均计算10个可能的结合位点，对接区域以蛋白质表面疏水口袋为中心，边长40A的立方体盒子。使用python编程，提取每个小分子对接结果中最优的得分，保存到文本文件中。然后通过matlab程序，从文本文件中筛选出228个对接自由能小于-8kj/mol，对接效率高于0.3的小分子化合物。3)使用Autodock_vina软件进行二次筛选。首先使用AutoDockTools1.5.6对人UQCRC1蛋白质进行处理，去掉水分子和杂原子，添加极性氢键，保存为pdtqt格式。对接盒子包含整个蛋白质表面，如图3所示，box设置为边长66A的立方体盒子。然后从ZINC数据库批量下载228个化合物的结构，使用lefrag分割为单个mol2结构的小分子，使用python脚本程序和AutoDockTools，将mol2格式的小分子转换为pdbqt格式。最后，编写SGE作业脚本，提交计算任务到计算节点，使用Autodock_vina程序，将228个小分子分别于受体蛋白质进行分子对接。使用shell编程提取对接自由能最低的结果，保存到文本文件。对Autodock_vina分子对接结果进行统计和筛选，结果显示在228个化合物中，有24个低于-8.6kj/mol，14个低于-9kj/mol。4)对接自由能低于-8.6kj/mol的化合物与人UQCRC1具有高亲和力，选择这24个合物作为UQCRC1激动剂，用于制备治疗缺血缺氧性心脏病药物。这24个化合物的化学结构式及其与人UQCRC1的对接自由能如表1所示。表1：24个化合物与人UQCRC1的对接自由能及其化学结构式附图说明图1是人UQCRC1蛋白质Cartoon形式的三维结构。图2是使用VMD1.9.3设置好的人UQCRC1蛋白质受体盒子。图3是使用AutoDockTools1.5.6设置好的人UQCRC1蛋白质受体盒子。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
能够激动泛醇‑细胞色素C还原酶核心蛋白1(UQCRC1)化合物在制备治疗缺血缺氧性心脏病药物中的应用。

【技术特征摘要】
1.能够激动泛醇-细胞色素C还原酶核心蛋白1(UQCRC1)化合物在制备治疗缺血缺氧性心脏病药物中的应用。2.权利要求1的应用，所述化合物选自：及其药学上可...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪，
申请(专利权)人：中国人民解放军第三军医大学第二附属医院，重庆源体医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50