【正文】 1在體外能有效促進(jìn)葡萄糖吸收，體內(nèi)降糖活性與羅格列酮相當(dāng)，體外降類脂活性是羅格列酮的 10倍；另外，它還可減少類脂的合成，是一個較其他噻唑烷二酮類化合物有著獨特活性譜的 PPARγ激動劑 [8]。 JTT501 的結(jié)構(gòu)與 TZD 類化合物的結(jié)構(gòu)非常相似，是一種 PPARγ 激動劑同時兼有一些 PPARα 的活性，它的活性主要是通過化合物端部的雜環(huán)水解 成的丙二酸胺代謝衍生物進(jìn)行調(diào)節(jié)。 O O NSOOONON HSOO 圖 曲格列酮與吡格列酮的分子結(jié)構(gòu) NS O NNO O 圖 羅格列酮的分子結(jié)構(gòu) 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒 論 5 Farglitazar(GI262570,10)是一個 PPARγ的 高親和力激動劑，其與 PPARγ結(jié)合活性高于與 PPARα、 PPARδ結(jié)合活性的 1000倍，其 EC50為 [5]。 具苯乙酸結(jié)構(gòu)的化合物，如 2,3雙取代吲哚 5乙酸衍生物 GW0207也是強(qiáng)效選擇性 PPARγ激動劑； L796449顯示出對 PPARγ的強(qiáng)活性，而且它可以以相似的濃度激活人 PPARα、 PPARδ，這是首次報道存在對 PPAR, 所有 3個亞型都有效的強(qiáng)效激動劑 [11]。 類視黃素 X受體（ RXR）是一個配體激活轉(zhuǎn)錄因子，它與 PPARγ形成雜二聚體復(fù)合物，調(diào)節(jié)控制脂糖代謝的基因表達(dá)。 PPARα/γ 雙重激動劑 PPARα/γ雙重激動劑可以集胰島素增敏作用與降低脂質(zhì)濃度兩優(yōu)點于一身，用于治療 Ⅱ 型糖尿病的高血糖以及并發(fā)的心血管疾病。 Netoglitazone(MCC555)（ EC50=3um） 它在 Ⅱ 型糖尿病體內(nèi)模型中所顯示的抗糖尿病活性是據(jù)其體外結(jié)合 PPARγ能力所預(yù)測活性的 50倍，由 Banyu、 Kyorin和Merck公司開發(fā)的治療糖尿病的 PPARα/γ雙重激動劑 KPR297，也在實驗中 [9]。 ， 177。 GW2331在納摩爾濃度時對 PPARα和 PPARγ兩種亞型均具有較強(qiáng)親和力 [16]，其（ S）和（ R）型結(jié)構(gòu)都有活性 。 虛擬篩選研發(fā)新藥的現(xiàn)狀 虛擬篩選 是一個 有 成本和 時間效益的發(fā)現(xiàn)有治療潛力的小分子的較佳途徑。這種技術(shù) 把配體分類到結(jié)合有利 蛋白質(zhì)，并允許 做出有關(guān)激活或抑制蛋白質(zhì)的預(yù)測。 據(jù)統(tǒng)計，由于分子模擬和計算機(jī)輔助藥物設(shè)計的介入，使得新藥研發(fā)的周期縮短了 年，直接研發(fā)費用降低 億美元。 通過多年努力，虛擬篩選已經(jīng)成為一種實用化的工具應(yīng)用于先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)，提高獲得活性化合物的能力已經(jīng)逐步被認(rèn)可。這些研究結(jié)果表明，與隨機(jī)篩選相比，虛擬篩選可以成百上千倍地提高篩選效 率。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 實驗方法和材 料 7 2 實驗方法和材料 實驗意義和目的 Ⅱ型糖尿病的發(fā)生率日漸升高，其藥物治療也不斷在進(jìn)展。 本課題旨在通過對已知藥物及活性化合物與 PPAR 靶標(biāo)的作用機(jī)理研究，運用分子模擬軟件和分子對接軟件，建立基于 PPAR 的藥物虛擬篩選模型，并對模型的可靠性進(jìn)行驗證。 實驗儀器和材料 硬件 本課題是一個計算實驗，用到的儀器主要是筆記本電腦：品牌 ThinkPad，機(jī)型 E40，操作系統(tǒng) Windows 7 家庭普通版 32 位，處理器因特爾 Core i3 M 370 雙核筆記本處理器，內(nèi)存 2GB。 GOLD 軟件是一款專業(yè)軟件，精度好，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于科學(xué)實驗。 GOLD 因其準(zhǔn)確性和可靠性在分子模擬圈內(nèi)評價很高。目前發(fā)布的版本可在商業(yè)的 PC GRID 系統(tǒng)上使用。 使用 GOLD 軟件時，先下載 GOLD 使用教程，按照說明，完成 GOLD 中 8個 tutorials，掌握 GOLD 軟件對 PDB 文件的基本處理方法，如結(jié)合小分子的分離，氫鍵的標(biāo)記，結(jié)合 域的確定等。 實驗方法 已知的 PPARs 三維結(jié)構(gòu)的搜集 打開 PDB 庫，在搜索欄中鍵入 PPAR 進(jìn)行搜索。使用 Word 打開 PDB 文件尋找并記錄其 PDB 編碼，找到其所屬類型 （ α/δ/γ） ，查找雜原子記錄有無結(jié)合小分子，分辨率，文獻(xiàn)來源等事項。使用 Adobe Reader 9 打開下載的所有文獻(xiàn)，記錄文獻(xiàn)中的PPARs 激動劑名稱，使用 ISISDraw 畫分子軟件畫出其 分子結(jié)構(gòu)并保存到相應(yīng)的文件夾中，記錄實驗測得的活性數(shù)據(jù)主要為半數(shù)激活量 （ EC50\μM） ，研究機(jī)構(gòu) ，發(fā)表雜志的期刊號頁數(shù)等項。 PPARs 虛擬篩選模型的建立 PPARα 、 δ 、 γ 虛擬篩選模型的建立步驟基本相同，本實驗方法以 PPARγ激動劑的虛擬篩選模型的建立為例。 ①、從 搜集到的已知的 PPARγ 三維晶體結(jié)構(gòu)中選取一個作為虛擬篩選的模型。 ②、從 搜集到的已知的 PPARγ 激動劑選取一組小分子集作為分子對接用的活性小分子。 ③、進(jìn)行分子對接實驗，操作步驟如下。 2)打開 GOLD 軟件，在 Hermes 界面中選取 GOLD 下拉菜單，點擊 Wizard。出現(xiàn)蛋白質(zhì)的設(shè)置頁面，點擊 Add hydrogens，軟件會將氫原子加上；點擊 Delete waters，軟件會將不參與對接的非活性水分子去掉；點擊 Delete ligands，選中出現(xiàn)的配體小分子點擊 Extract，將小分子重新命名保存到文件夾中，點擊下一步。 中鍵入 10，點擊下一步。出現(xiàn)配體的選擇頁面，點擊 Load，選取文件夾中的小分子文件，點擊下一步。在新出現(xiàn)的頁面中點擊下一步。 3）在計算機(jī)中建立一個新的文件夾，將選取的虛擬篩選模型 PDB 文檔和小分子集的 mol2 文件放在里面。在新出現(xiàn)的 GOLD Setup 窗口中點擊 Load，將在第三步中建立的文件夾中的被選取的虛擬篩選模型 PDB 文件選中，點擊下 一步。出現(xiàn)篩選模型的結(jié)合口袋的設(shè)置頁面，選中 One or more ligands 選項，在配體小分子中選擇正確的活性小分子；設(shè)置結(jié)合口袋的半徑，在 Select all atoms within 197。在新出現(xiàn)的設(shè)置頁面中點擊下一 步。出現(xiàn)打分函數(shù)設(shè)置頁面，選取 Goldscore，點擊下一步。將結(jié)果設(shè)置成保留 3 個最佳結(jié)果，運行 Gold。對接實驗如下。 以內(nèi)，打分函數(shù)為GOLDscore，每一個活性小分子對接十次，保留三個最佳結(jié)果。 以內(nèi)，打分函數(shù)為GOLDscore，每一個活性小分子對接十次，保留三個最佳結(jié)果。 以內(nèi)，打分函數(shù)為CHEMscore，每一個活性小分子對接十次，保留三個最佳結(jié)果。 以內(nèi)，打分函數(shù)為CHEMscore，每一個活性小分子對接十次，保留三個最佳結(jié)果。文獻(xiàn)中報道 ，在小分子與 PPARs 結(jié)合時發(fā)生的相互作用主要是氫鍵的形成。為了可以對比分析，將 PDB 庫中 PPARα 三維晶體結(jié)構(gòu)中與 自身小分子形成的氫鍵搜集列表處理，實驗對接結(jié)果的氫鍵也搜集列表處理 ， 操作步驟如下。 在 GOLD 軟件中打開保存的結(jié)果文件，點擊 display 菜單，將 waters 和metals 隱藏，點擊 view 菜單，在下拉菜單選擇 contacts,在新出現(xiàn)的窗口中選中HBonds，在瀏覽窗口中出現(xiàn)配體與受體結(jié)合的氫鍵。 2）對接試驗結(jié)果的氫鍵搜集操作步驟如下。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 實驗結(jié)果 11 3 實驗結(jié)果 已知的 PPARs 三維結(jié)構(gòu) 到 2022 年 6 月 1 日止，在實驗方法 中搜集到的已知的 PPAR 三維結(jié)構(gòu)共 124 個，其 中由 X射線衍射晶體結(jié)構(gòu)得到的有 122 個，由核磁共振成像得到的有 2 個；其中以 PPARα 作為藥物靶標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)有 11 個，以 PPARδ 作為藥物靶標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)有 14 個，以 PPARγ 為藥物靶標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)有 91 個，以 PPARα/γ 為藥物靶標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)有 5 個， PPARδ/γ 為藥物靶標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)有 3 個。共列出 PPAR 三維結(jié)構(gòu) 124 個，全表格見附錄 A。 出 處 年份 1FM6 γ 9CIS RETINOIC ACID AND ROSIGLITAZONE AND COACTIVATOR PEPTIDES 2022 1FM9 γ 9CIS RETINOIC ACID AND GI262570 AND COACTIVATOR PEPTIDES 2022 1I7I α/γ THE AGONIST AZ 242 STRUCTURE 2022 1K74 γ GW409544 AND 9CIS RETINOIC ACID AND COACTIVATOR PEPTIDES 2022 1KNU γ A SYNTHETIC AGONIST . 2022 1NYX γ AN AGONIST . 2022 已知的 PPARs 激動劑 在試驗方法 中搜集到的已知的 PPARs 激動劑，結(jié)果列表，格式如下表，由于激動劑較多附錄 B 中也給出了一些激動劑。 表 部分已上市的以 PPARs 為藥物靶標(biāo)的抗糖尿病藥物 分類 靶點 活性成分 結(jié)果 研究機(jī)構(gòu) 發(fā)表的時間與雜志 試驗方法 合成藥物 PPARγ1/γ2/α 噻唑烷二酮 是 PPARγ受體的高親和性配體 美國葛蘭素研究所 1995 年，Biol Chem 體外實驗 PPARγ 吡咯列酮 改善腫瘤壞死因子 α 誘導(dǎo)的胰島素抵抗 富山醫(yī)藥大學(xué) 2022 年，Diabetes PPARγ farglitazar PPARγ 的強(qiáng)力激動劑，由葛蘭素史克公司研制的具有高學(xué)則性的非 TZD 型 藥 物 farglitazar（ GI262570）。 廣東省廣州市南方醫(yī)科大學(xué)附屬珠江醫(yī)院眼科 2022 年，眼科新進(jìn)展 病理組織學(xué)就免疫組織化學(xué)檢測 PPARα/ 由 BristolMyers Squibb /Merck)共 2022 年， 介紹性文33 NOO HOONH PPARγ PPARα PPARδ Podebradska 56/186,18066 Praha 9, Czech Republic J. Med. Chem. 2022, 48, 81948208 34 NOO HOOO PPARγ PPARα PPARδ Podebradska 56/186,18066 Praha 9, Czech Republic J. Med. Chem. 2022, 48, 81948208 35 NOO HOOO PPARγ 10 PPARα 10 PPARδ Podebradska 56/186,18066 Praha 9, Czech Republic J. Med. Chem. 2022, 48, 81948208 rosiglitazone N NOSNOO PPARγ Podebradska 56/186,18066 Praha 9, Czech Republic J. Med. Chem. 2022, 48, 81948208 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 實驗結(jié)果 16 γ Muraglitazar（莫格列特） 同開發(fā)的非噻唑烷二酮類的氨基醋酸的類似物，對 PPARα/γ 具有雙相激動活性 中國醫(yī)院藥學(xué)雜志 獻(xiàn) PPARγ 替米沙坦 一種新近的長效血管緊張素 Ⅱ 受體阻斷劑，選擇性抑制血管緊張素 Ⅱ 的 1 型受體，能激活 PPARγ，從而改善胰島素抵抗及糖脂代謝紊亂。不像傳統(tǒng)的激動劑，并不會導(dǎo)致體重增加 武漢大學(xué)人民醫(yī)院老年科 2022 年心血管病學(xué)進(jìn)展 介紹性文獻(xiàn) PPARα激動劑篩選模型 結(jié)合構(gòu)象 實驗方法中 中，依據(jù)虛擬 篩選模型選取原則，選取了 PDB 編碼為 2P54的 PPARα三維晶體結(jié)構(gòu)為篩選模型，它的分辨率最高為 。 評分排序 根據(jù)小分子集選取原則，在實驗方法 中， PPARα激動劑虛擬篩選模型的評分排序?qū)嶒炛杏玫降男》肿蛹∽?文獻(xiàn) [17]，共 23 個小分子，具體的分子結(jié)構(gòu)和 活性數(shù)據(jù)見