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肥胖及相关代谢疾病威胁全球健康,现有抗肥胖药物如 Orlistat 存在胃肠道副作用。本研究针对胰脂肪酶(PL)这一关键靶点,通过动力学分析与分子对接等技术,发现溴己新(Bromhexine)对 PL 具混合抑制作用,IC??和 K?值分别为 360 μM 和 450 μM,为肥胖治疗提供新候选药物。
肥胖已成为全球范围内日益严峻的公共卫生挑战。工业化进程加快、快餐饮食普及及体力活动减少,尤其在发达国家,导致肥胖率显著攀升,其引发的代谢综合征、糖尿病、心血管疾病等健康风险备受关注。当前,抑制胰脂肪酶(Pancreatic Lipase, PL)以减少脂质吸收是抗肥胖药物研发的重要策略,但唯一临床批准药物 Orlistat 存在严重胃肠道副作用(如脂肪泻、胀气等),亟需开发更安全有效的替代药物。在此背景下,瑞典哥德堡大学与伊朗沙希德贝赫什提大学的研究人员合作,开展了溴己新(Bromhexine)作为新型抗 PL 药物的研究,相关成果发表于《Scientific Reports》。
研究团队采用分子对接、分子动力学(MD)模拟及酶动力学分析等技术,结合体外实验,系统评估了溴己新对 PL 的抑制作用。实验使用 Sprague-Dawley 大鼠胰腺提取 PL,通过对硝基苯棕榈酸酯(pNPP)水解实验测定酶活性,并利用 Lineweaver-Burk plot 分析抑制类型及动力学参数。
分子对接与动力学模拟
分子对接显示,溴己新与 PL 活性位点的 His263 残基通过氢键结合,并与 Phe77 形成 π-π 堆积、与 Phe215 形成 π- 阳离子相互作用,其对接分数为 - 6.517 kcal/mol,自由结合能(MMGBSA)为 - 45.32 kcal/mol。尽管 Orlistat 的结合能更低(-76.50 kcal/mol),但溴己新通过混合抑制机制结合游离酶及酶 - 底物复合物,表现出独特的作用模式。200 ns 分子动力学模拟表明,溴己新与 PL 复合物的蛋白均方根偏差(RMSD)为 1.343 ?,配体 RMSD 为 1.307 ?,显示出高度稳定性;结合构象元动力学(BPMD)模拟进一步证实其结合 pose 的稳定性(平均 PoseScore 0.895 ?)。
体外酶动力学分析
Lineweaver-Burk plot 显示,溴己新对 PL 的抑制类型为混合抑制,其半数抑制浓度(IC??)为 360 μM,抑制常数(K?)为 450 μM,与 Orlistat 的抑制效力相当。实验结果表明,溴己新通过与 PL 活性位点及周边残基相互作用,阻断底物通道,有效降低酶对天然底物的亲和力。
结论与意义
本研究首次证实溴己新作为黏液溶解剂的潜在抗肥胖作用,其通过混合抑制机制有效抑制 PL 活性,且作用模式与 Orlistat 互补。尽管溴己新的结合能略低于 Orlistat,但其在分子动力学模拟中表现出更高的结构稳定性,提示可能具有更少的副作用潜力。研究为肥胖治疗提供了新的药物重定位方向,但需进一步开展构效关系(SAR)分析及体内研究以验证其临床应用价值。该工作不仅拓展了溴己新的药理作用范围,也为抗肥胖药物研发提供了新的思路和候选化合物,有望推动安全有效的新型代谢疾病治疗药物的开发。