中药活性分子直接作用靶点的识别与确证研究

【作者】 廖理曦； 宋小敏； 王丽超； 吕海宁； 陈金凤； 刘丹； 富戈； 赵明波； 姜勇； 曾克武； 屠鹏飞；

【机构】 天然药物与仿生药物国家重点实验室北京大学； 天然药物国家重点实验室中国药科大学； 北京大学医药卫生分析中心蛋白质组学实验室北京大学医学部；

【摘要】 苏木酮A(SA)是从传统中药苏木中分离得到的一个天然抗炎活性小分子,抗神经炎症效果明确,但是其作用靶点和机理尚不清楚。在本研究中,我们将SA改造成一个活性分子探针,进而从神经小胶质细胞中"钩钓"到其抗炎靶点蛋白为IMPDH2。表面等离子共振(SPR)分析发现SA与靶点蛋白IMPDH2具有较强的结合能力(KD=3.9nM),且在靶点蛋白IMPDH2敲低的小胶质细胞株上,SA的抗炎作用明显减弱。机制研究发现,SA可以直接共价修饰靶点蛋白IMPDH2非催化结构域上的140位半胱氨酸,即SA上的α/β不饱和羰基结构可与IMPDH2的140位半胱氨酸巯基发生迈克尔加成反应,进而引起IMPDH2蛋白变构,诱发IMPDH2催化结构域的位阻增高,底物催化活性减弱。进一步研究还发现,SA通过特异性抑制IMPDH2,进而阻断其下游的TRAF6/NF-?B和p38 MAPK炎症信号通路的激活,实现抗神经炎症作用。体内抗炎实验发现,相对于传统的IMPDH2抑制剂——霉酚酸,SA的抗神经炎症效果更优,且对BALB/c小鼠的副作用更少。综上,本研究发现天然活性分子SA通过靶向结合IMPDH2并共价修饰其140位的半胱氨酸,进而直接抑制IMPDH2活性,最终发挥抗神经炎症作用。该研究不仅揭示了天然活性分子SA的抗炎靶点及作用机理,同时也发现了一个全新的IMPDH2蛋白变构抑制位点,为今后靶向IMPDH2的抗炎及免疫调节药物研发提供了全新的思路。更多还原