基于中空纤维与超滤技术的 α-Glu 和 PTP1B 双酶抑制剂筛选新体系构建及应用

【字体: 时间:2025年03月03日 来源:Analytica Chimica Acta 5.7

编辑推荐:

  为解决 2 型糖尿病(T2D)治疗难题,研究人员构建双酶反应器筛选 α-Glu 和 PTP1B 双抑制剂,该方法高效且应用前景广。

  2 型糖尿病(T2D)是一种主要由胰腺 β 细胞功能障碍和胰岛素抵抗引起的复杂疾病。它在全球范围内备受关注,因其发病率高且会引发严重并发症。许多抗糖尿病药物,比如二甲双胍,虽能有效治疗高血糖,但无法满足所有临床需求,还可能随着时间推移失效,引发胃肠道问题等不良反应,所以急需更高效、副作用更少且能提高患者依从性的新疗法。
多靶点药物为治疗 2 型糖尿病带来了新选择。小肠细胞膜上的 α- 葡萄糖苷酶(α-Glu)有助于调节餐后血糖,而内质网上的蛋白酪氨酸磷酸酶 1B(PTP1B)会抑制胰岛素和瘦素的信号传导,这两种酶都是 2 型糖尿病治疗的关键靶点。研究发现,同时阻断 PTP1B 和 α-Glu 能提高胰岛素敏感性、降低餐后血糖并助力减肥,因此这一治疗策略颇具潜力。

天然产物因其独特的化学结构和多样的生物活性受到关注,在 2 型糖尿病治疗方面有积极作用,但从其中筛选活性化合物颇具挑战。目前筛选糖尿病抑制剂的研究多聚焦单酶靶点,多靶点抑制剂的鉴定主要依赖计算机虚拟筛选,现有的同时筛选多种酶抑制剂的方法存在成本高、适用性有限等问题。

各种亲和选择 - 质谱技术已广泛用于从天然产物提取物中筛选活性化合物。中空纤维具有良好的生物相容性和介孔结构,能有效固定酶、模拟体内环境并保持生物活性;亲和超滤在筛选游离酶抑制剂方面优势明显,将二者结合,再融入生物识别和分子对接技术,有望开发出经济、高效、通用的双酶抑制剂筛选方法。

本研究构建了一种基于中空纤维配体垂钓和亲和超滤技术的 α-Glu 和 PTP1B 双酶抑制剂筛选新体系。该体系通过构建双酶反应器,进样一次就能同时检测化合物与两种酶的结合情况。样品先与中空纤维中的 α-Glu 相互作用,再与游离的 PTP1B 进行超滤,捕获潜在生物活性化合物,然后用液相色谱 - 串联质谱(LC-MS/MS)鉴定,最后通过分子对接和酶测试验证结果。该方法成功应用于白茶、蛇床子和陈皮的筛选,操作简单、成本低、灵敏度高、重复性好且选择性强,为鉴定双靶点抑制剂提供了全面的筛选系统,相比其他方法,无需复杂预处理,简化了化合物分离过程,能快速可靠地鉴定抑制剂,在药物研发领域有广阔的应用潜力。

研究用到的化学试剂和仪器设备列于补充材料(S1 部分)。实验前,将干燥的白茶、蛇床子和陈皮研磨并过 40 目筛,取 1g 粉末用 20mL 70% 甲醇水溶液超声提取(600W,40kHz)两次,每次 30 分钟,收集滤液后在 55°C 低压蒸发。

研究采用多种物理和生化方法对固定化中空纤维进行表征,以区分空白中空纤维和包埋酶的中空纤维,判断 α-Glu 是否成功包埋在中空纤维中。扫描电子显微镜(SEM)图像显示 α-Glu 吸附在中空纤维内壁,傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明吸附后出现了新的酰胺带(1650cm-1),证实 α-Glu 成功包埋。

本研究构建的双酶抑制剂筛选系统,能基于亲和作用快速高效地筛选多靶点抑制剂,模拟了体内酶反应过程,成本低、适用性广、可循环利用且能同时筛选多个靶点。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号