香草醛衍生物作为双靶点抑制剂的设计、合成及其在阿尔茨海默病治疗中的潜力评估

为解决阿尔茨海默病（AD）现有治疗药物副作用大且无法延缓疾病进展的问题，研究人员通过计算机辅助药物设计（CADD）和分子动力学模拟（MD），以乙酰胆碱酯酶（AChE）和丁酰胆碱酯酶（BuChE）为双靶点，设计合成了一系列新型香草醛衍生物。其中化合物4c表现出最优抑制活性（AChE IC50 = 0.18 μM；BuChE IC50 = 7.61 μM），优于阳性对照药物加兰他敏，且细胞毒性低、抗氧化活性显著。该研究为开发新型AD治疗药物提供了重要策略。

　　

阿尔茨海默病（AD）作为全球十大死亡原因之一，每3.2秒就有一例新发病例，但现有药物如多奈哌齐和加兰他敏仅能缓解症状，且伴随严重副作用。更棘手的是，62%的医疗从业者误将痴呆视为正常衰老，导致诊断延误。在这一背景下，胆碱能假说指出：AD患者脑内乙酰胆碱（ACh）水平骤降与认知衰退直接相关，而乙酰胆碱酯酶（AChE）和丁酰胆碱酯酶（BuChE）的双重调控成为关键突破口。

来自上海某高校的研究团队另辟蹊径，从天然产物香草醛入手，通过计算机辅助药物设计（CADD）筛选出先导化合物ZINC4372573，并设计合成16种新型香草醛衍生物。他们采用分子对接和分子动力学模拟（MD）技术，以AChE晶体结构（PDB ID: 4EY6）为靶点，发现化合物4c能以π-π堆积和氢键强力结合酶活性中心。实验结果令人振奋：4c对AChE的抑制活性是加兰他敏的20倍（IC₅₀ = 0.18 μM），对BuChE的抑制活性也翻倍（IC₅₀ = 7.61 μM）。更难得的是，CCK-8法检测显示其细胞毒性极低，且抗氧化活性显著——这对缓解AD的氧化应激损伤至关重要。

关键实验技术
研究团队通过三步化学反应合成目标化合物：威廉姆森醚合成法构建中间体，再经缩合反应引入吲哚环。虚拟筛选采用SYBYL-X 2.1软件，酶活性检测使用Ellman法，结合分子对接和200 ns分子动力学模拟验证结合稳定性。

研究结果

1. 虚拟筛选与分子动力学
   先导化合物ZINC4372573通过与AChE的Trp86形成π-π堆积，而4c的吲哚环进一步强化了这一相互作用，RMSD分析显示其蛋白-配体复合物稳定性优于加兰他敏。

2. 酶抑制活性
   4c对AChE/BuChE的双重抑制呈现非竞争性特征，酶动力学分析表明其能同时结合催化活性位点（CAS）和外周阴离子位点（PAS）。

3. 安全性验证
   CCK-8实验证实4c在100 μM浓度下对SH-SY5Y细胞的存活率仍超过85%，远低于临床撤回的他克林。

结论与意义
该研究首次实现香草醛衍生物对AChE/BuChE的双靶点协同抑制，化合物4c的卓越性能源于其独特的吲哚环结构——既能嵌入酶活性中心的芳香族氨基酸残基，又能通过醛基形成氢键网络。发表于《Bioorganic 》的这项工作，不仅为AD治疗提供了兼具疗效和安全性的候选药物，更开创了天然产物结构改造的新思路。未来研究将聚焦4c的血脑屏障穿透能力和动物模型验证，其多靶点设计策略或可推广至其他神经退行性疾病药物的开发。