新型GSNOR抑制剂的设计、合成及其抗缺血性脑卒中活性研究

【编辑推荐】针对缺血性脑卒中治疗靶点S-硝基谷胱甘肽还原酶(GSNOR)，研究人员通过分子对接与酶学筛选获得先导化合物19，经结构优化得到强效抑制剂45（IC50 = 44.12 ± 8.33 nM），并开发其前药50。该化合物在脑缺血大鼠模型中展现良好药代动力学特性，通过调节Clstn1 S-硝基化抑制神经元凋亡，为缺血性脑卒中治疗提供新策略。

　　

缺血性脑卒中作为全球致残致死的主要病因，其治疗面临两大挑战：现有溶栓疗法时间窗狭窄，以及神经保护剂临床转化困难。S-硝基谷胱甘肽还原酶(GSNOR)作为调控蛋白质S-硝基化(S-nitrosation)的关键酶，通过影响NO信号通路成为潜在治疗靶点。然而，现有GSNOR抑制剂存在活性不足或血脑屏障穿透性差等问题，亟需开发新型高效抑制剂。

为突破这一瓶颈，国内某研究机构团队在《Journal of Medicinal Chemistry》发表研究，通过计算机辅助药物设计结合多学科技术手段，开发出具有自主知识产权的新型吲哚类GSNOR抑制剂。研究采用分子对接技术筛选先导化合物，通过酶动力学实验（IC₅₀测定）评估活性，并运用氧糖剥夺/复灌(OGD/R)细胞模型和大脑中动脉阻塞(MCAO)大鼠模型验证神经保护作用。硝基蛋白质组学与转录组学分析揭示其作用机制。

分子设计与结构优化
基于GSNOR晶体结构的虚拟筛选获得先导化合物19，经骨架修饰得到强效抑制剂45，其IC₅₀达44.12 ± 8.33 nM，较阳性对照提升10倍。X射线单晶衍射证实其与GSNOR活性中心形成关键氢键网络。

前药策略改善药代特性
将45改造为甲基酯前药50，其脑组织浓度较母体提高3.2倍，且血浆半衰期延长至4.7小时。体外代谢实验显示50能在脑组织酯酶作用下高效转化为活性形式。

神经保护机制解析
在OGD/R模型中，50使神经元存活率提升68%。MCAO大鼠给药后，脑梗死体积减少52%，神经功能评分改善2.3倍。机制研究表明：1）通过S-硝基化修饰钙结合蛋白Clstn1，调节突触可塑性；2）下调促凋亡因子Bax/Bcl-2比值；3）转录组分析发现其调控钙信号通路相关基因表达。

该研究不仅提供首个具有明确体内疗效的GSNOR抑制剂候选药物，更通过多组学技术阐明GSNOR调控神经保护的新机制。化合物50的优良特性为缺血性脑卒中药物开发提供新思路，其前药设计策略对中枢神经系统药物研发具有普适性参考价值。研究结果对理解蛋白质翻译后修饰在脑卒中的作用具有重要科学意义。