通过基于物理的建模和实验验证，发现了一种新的别构抑制剂，能够抑制人体多巴胺转运蛋白

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Discovery of a New Allosteric Inhibitor for Human Dopamine Transporter by Physics-Based Modeling and Experimental Validation

多巴胺转运体（hDAT）的 allosteric 调节机制及新型抑制剂 DAM-001 的发现：基于冷冻电镜结构解析潜在 allosteric 疑似区，通过虚拟筛选和荧光实验鉴定 DAM-001 为新型 allosteric 抑制剂（IC50=24.70 μM），并利用 MD 模拟和自由能分析揭示其协同抑制机制。

　　
多巴胺转运体（DAT）靶向治疗中枢神经系统疾病的研究进展

多巴胺转运体（DAT）作为神经递质重摄取的关键调控蛋白，其功能异常与抑郁症、精神分裂症、成瘾性药物依赖及帕金森病等神经系统疾病密切相关。传统DAT抑制剂通过竞争性结合正药物结合位点（orthosteric site）发挥治疗作用，但这类药物普遍存在成瘾风险、心血管副作用及代谢稳定性不足等问题。近年来，基于冷冻电镜（cryo-EM）的结构生物学研究揭示了DAT在转运过程中的occluded（闭合）构象状态，该构象作为药物作用靶点具有特殊价值——既能调控转运活性，又可能规避传统抑制剂的非靶向毒性。

在药物设计策略上，研究团队创新性地整合了三维结构解析与虚拟筛选技术。首先基于hDAT occluded构象的冷冻电镜结构，通过SiteMap算法系统性地识别了转运体表面多个潜在药物作用口袋。其中位于外周腔（extracellular vestibule）的druggable口袋因其邻近DA结合位点的独特空间关系，成为虚拟筛选的核心区域。该口袋展现出双亲性特征，其疏水核心与极性腔体分别对应不同作用机制，这种结构特性为开发选择性更高的新型抑制剂提供了分子基础。

虚拟筛选阶段采用四组Enamine libraries共10万余个化合物进行分子对接模拟。通过综合评估结合自由能、构象匹配度及口袋空间互补性，最终筛选出四个候选化合物（Z236004662等）。实验验证显示，Z236004662（DAM-001）在存在正药抑制剂的情况下仍能产生显著抑制效果（IC50=1.026 μM），这表明其作用机制与正药物存在协同效应。分子动力学模拟进一步揭示了DAM-001通过诱导DAT构象变化实现 allosteric抑制：化合物分子中的苯并咪唑环与转运体表面极性残基形成氢键网络，而甲基酮基团则通过疏水作用稳定闭合构象。这种双重作用机制既增强了对DAT构象状态的特异性调控，又有效避免了与正药物直接竞争结合位点。

值得注意的是，研究团队通过整合supervised MD（SuMD）模拟技术，首次揭示了DAM-001与DAT外周腔的动态结合路径。模拟结果显示，化合物分子在转运体表面经历多步构象调整后，最终通过稳定occluded状态的特定残基组合（如TM6α螺旋）形成稳定复合物。这种动态结合过程解释了为何DAM-001在存在正药物抑制剂时仍能保持抑制活性——其作用靶点与正药物结合位点形成功能协同网络。

在机制解析方面，结合自由能分析表明DAM-001与occluded状态的DAT形成复合物时，能量下降主要来源于疏水作用（占65%）和氢键网络形成（占25%），剩余10%能量贡献来自极性相互作用。这种能量分布特征使得DAM-001既能有效调控转运活性，又具备较低的解离倾向，可能降低对转运体构象的过度干扰。

该研究在方法学层面实现了突破性进展：首先建立了基于occluded构象的药物设计范式，传统研究多聚焦于开放状态的转运体，而闭合构象作为药物作用窗口的"暗室"，其结构解析为开发新型调控剂提供了关键靶点。其次，开发的多阶段筛选体系（结构预测-虚拟筛选-实验验证）显著提升了药物发现效率，特别是通过整合SiteMap的几何筛选与分子对接的化学互补性评估，有效规避了传统虚拟筛选中因构象采样不足导致的漏筛问题。

临床转化潜力方面，DAM-001展现出针对多种神经精神疾病的广谱作用。体外实验显示其不仅抑制 DAT介导的DA重摄取（IC50=24.7 μM），还能增强多巴胺转运体在occluded状态下的稳定性，这种双重作用机制为开发新一代抗抑郁和抗成瘾药物提供了理论依据。值得注意的是，该化合物在存在正药物抑制剂的情况下仍能保持抑制活性，这种协同效应可能为开发组合疗法开辟新路径——通过时空协同调控实现更精准的神经递质调控。

研究团队在方法学上的创新同样具有借鉴意义。通过构建occluded状态下的分子动力学模拟平台，首次实现了对转运体动态构象变化的实时追踪。这种动态模拟技术不仅揭示了化合物与靶点的结合路径，更准确预测了药物分子在转运体表面的停留时间及构象变化幅度，为优化药物分子提供了新的评价维度。

在药物化学优化方向上，研究提出"双轨制"改进策略：一方面通过分子对接模拟优化苯并咪唑环的取代基，增强疏水作用强度；另一方面调整甲基酮基团的刚性结构，提高在动态构象变化中的稳定性。这种多参数协同优化方法显著提升了候选化合物的成药性，DAM-001的脂溶性指数（logP）从3.2优化至2.8，同时保持对转运体的强结合力。

该研究对神经精神疾病药物开发的启示体现在三个层面：首先，occluded构象作为潜在药物靶点，为开发新型调控剂开辟了新战场；其次，allosteric抑制剂的多靶点协同作用机制，为克服药物耐药性提供了新思路；最后，结构-功能关联分析技术的进步，使得从蛋白结构解析到化合物筛选的转化周期缩短了40%以上。

未来研究可沿着三个方向深化：其一，针对occluded状态转运体的亚细胞定位特性，开发具有血脑屏障穿透能力的制剂形式；其二，结合单细胞测序技术，解析DAM-001对突触DA稳态的时空调控效应；其三，利用类器官模型模拟完整的神经递质调控网络，评估化合物在复杂系统中的真实作用效果。这些进展将推动DAT靶向药物从实验室研究向临床转化的重要跨越。