茶叶活性成分L-茶氨酸通过靶向胆碱酯酶和β-分泌酶抑制阿尔茨海默病的计算机模拟与体外评价研究

针对现有阿尔茨海默病(AD)药物副作用大且无法延缓病程的问题，研究人员通过计算机模拟(in silico)和体外实验(in vitro)评估了茶叶中儿茶素和L-茶氨酸对AChE、BuChE和β-secretase的抑制作用。研究发现L-茶氨酸具有最高结合能(达-178.24 kcal/mol)和显著酶抑制活性(AChE抑制率71.35±0.69%)，提示其作为AD治疗先导分子的潜力，为开发天然来源的神经保护剂提供了新思路。

　　

随着全球老龄化加剧，阿尔茨海默病(AD)已成为威胁人类健康的重大挑战。据统计，目前全球约有4680万AD患者，预计到2050年这一数字将翻四倍。这种神经退行性疾病不仅给患者带来认知功能衰退的痛苦，也给家庭和社会造成沉重负担。虽然FDA已批准多奈哌齐等胆碱酯酶抑制剂用于AD治疗，但这些药物仅能暂时缓解症状，长期使用会导致运动障碍、肝毒性等严重副作用，且无法阻止疾病进展。更令人担忧的是，针对β-分泌酶(BACE1)的抑制剂临床试验屡屡失败，凸显了开发新型治疗药物的紧迫性。

在这一背景下，天然产物因其安全性高、副作用小的特点成为研究热点。茶叶(Camellia sinensis)中的活性成分——儿茶素和L-茶氨酸已被证明具有抗氧化、抗炎等多种药理活性，但其对AD相关靶点的系统研究仍较缺乏。为填补这一空白，来自印度的研究人员开展了一项整合计算机模拟与体外实验的研究，系统评估了五种茶叶活性成分对AD关键靶点乙酰胆碱酯酶(AChE)、丁酰胆碱酯酶(BuChE)和β-secretase的抑制作用。该研究成果发表在《In Silico Research in Biomedicine》杂志上，为开发基于天然产物的AD治疗策略提供了重要依据。

研究人员采用分子对接、分子动力学模拟等计算机辅助药物设计方法，结合体外酶活性抑制实验，系统评估了L-茶氨酸、表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素-3-没食子酸酯和表没食子儿茶素-3-没食子酸酯五种成分的药效学特性。通过Lipinski规则评估药物相似性，利用SwissADME和admetSAR工具预测药代动力学参数，并采用CDOCKER协议进行分子对接分析。体外实验则通过测定不同浓度下各成分对AChE、BuChE和β-secretase活性的抑制率，验证计算机模拟结果。

研究结果显示，在药物相似性方面，表儿茶素-3-没食子酸酯得分最高(0.93)，而L-茶氨酸虽得分为负(-0.42)，却展现出最佳的ADMET特性。分子对接分析发现，L-茶氨酸与AChE(PDB ID:1EVE)、BuChE(PDB ID:6T9P)和β-secretase(PDB ID:2OHT)的结合能分别达到-168.59、-142.41和-178.24 kcal/mol，显著优于其他测试成分。值得注意的是，L-茶氨酸与标准药物多奈哌齐和atabecestat作用于相同的氨基酸残基，如ASP A:72、TYR A:70等关键位点。

分子动力学模拟进一步验证了L-茶氨酸与β-secretase复合物的稳定性。RMSD分析显示，L-茶氨酸:2OHT复合物在6纳秒后达到稳定状态，波动幅度约2.5?，低于AChE和BuChE复合物(3?)。RMSF分析也表明该复合物的氨基酸残基波动较小，证实了其结构稳定性。

体外酶抑制实验数据与计算机模拟结果高度一致。在200μg/mL浓度下，L-茶氨酸对AChE、BuChE和β-secretase的抑制率分别达到71.35±0.69%、43.41±0.73%和68.27±0.74%，其IC₅₀值(12.05±4.34μg/mL)最接近阳性对照多奈哌齐(7.73±3.95μg/mL)。相比之下，其他儿茶素类成分的抑制活性普遍较低，如表没食子儿茶素-3-没食子酸酯对AChE的抑制率仅为59.38±0.47%。

这项研究首次系统比较了茶叶主要活性成分对AD关键靶点的抑制作用，揭示了L-茶氨酸作为多靶点抑制剂的独特优势。其不仅能有效抑制胆碱酯酶活性，提高突触间隙乙酰胆碱水平，还能阻断β-secretase介导的Aβ生成通路，从多环节干预AD病理进程。尤为重要的是，L-茶氨酸表现出良好的血脑屏障穿透性和安全性，克服了现有合成药物的主要缺陷。

研究人员在讨论中指出，虽然表儿茶素-3-没食子酸酯等成分显示出更好的药物相似性评分，但其较大的分子量和极性表面积可能影响生物利用度。而L-茶氨酸相对简单的分子结构(分子量174.10 Da)和优异的药代动力学特性，使其更具备开发潜力。不过，作者也强调需要进一步的体内研究来验证这些发现，并探索可能的协同效应。

这项研究为AD药物开发提供了新思路：首先，证实了天然产物的多靶点作用优势，符合AD复杂病理机制的治疗需求；其次，建立了从计算机预测到体外验证的研究范式，可提高药物开发效率；最后，L-茶氨酸作为食品成分的安全性基础，可大大缩短临床试验周期。未来研究可着重优化L-茶氨酸的给药方案，或探索其与其他活性成分的联合应用，以期开发出更安全有效的AD治疗方案。