靶向Fp-2天然抗疟活性化合物ZWD1024作用机理研究

疟疾是当今世界公共卫生所面临的重大问题之一。由于疟原虫对氯喹、乙胺嘧啶及青蒿素等常用药物抗药性的相继产生，迫切需要开发新的抗疟药物以便有效治疗及控制疟疾的传播。Falcipain-2（Fp-2）是疟原虫生命周期至关重要且必不可少的酶，也是新的潜在抗疟药物筛选靶标分子。基于前期我们发现的多个非共价强效Fp-2天然产物抑制剂，本课题将采取分子生物学及结构生物学等手段，开展Fp-2蛋白与其非肽类天然抑制剂ZWD1024的相互作用机理研究，包括ZWD1024与Fp-2蛋白相互作用的定量热/动力学常数测定、活性分子-目标蛋白的复合物单晶培养等实验，确定化合物与靶蛋白的具体结合位点，最终阐明Fp-2天然抑制剂的抗疟作用机理，为后续靶向Fp-2的抗疟药物先导化合物研究和开发提供理论基础，同时也为解决日益严重的疟原虫耐药性问题提供新思路。

在国家自然基金的资助下,我们针对疟疾相关的细胞周期调控、各种质体样细胞器（Apicoplast）中的代谢途径、生物分子的合成与运输、食物泡的形成及分解等过程中的关键生物大分子,建立了一系列高通量的筛选平台,发现了多个合成或天然产物来源的化学结构上明显区别于以往的奎宁类和青蒿素类化合物的抗疟活性化合物，进行了抗菌活性化合物与目标蛋白的复合物单晶培养及结构解析及部分靶标蛋白新筛选方法的开发，发表受本基金资助的SCI论文13篇，申请相关国内专利3项，国际PCT专利1项，授权专利4项，培养毕业硕士研究生4名:.1、抗疟药物分子靶向筛选平台建立：.（1） 靶向血红蛋白的降解过程中的关键分子靶标抑制剂测试平台的建立:.（a）半胱氨酸蛋白酶falcipain-2 (Fp-2)抑制剂测试平台建立;.（b）天冬氨酸蛋白酶抑制剂Plasmepsin II(PlmII)测试平台的建立及Fp2和PlmII双效抑制剂发现。.（2） 靶向疟原虫自身生物合成过程关键分子靶标抑制剂测试平台的建立:.（a）二氢乳清酸脱氢酶DHODH抑制剂测试平台的建立;.（b）二氢叶酸还原酶DHFR抑制剂测试平台的建立。.2、化合物筛选、抗疟活性测试及作用机理研究：.（1）发现天然产物杨梅素和漆黄素作为Fp-2和PlmII双效抑制剂可有效抑制恶性疟原虫的生长；.（2）从天然产物库中发现了数个高活性Fp-2抑制剂，可有效抑制对氯喹敏感的3D7及氯喹抗性的Dd2疟原虫生长；.（3）Fp-2底物水解作用机理研究；.（4）ZWD1024的抗疟活性测试及作用机理研究。.3、活性化合物与目标蛋白的复合物单晶培养及结构解析：通过对蜂胶成分的研究分析，发现其中的咖啡酸苯乙酯（CAPE）是一种强有力的HpPDF抑制剂，我们进行了复合物单晶培养及结构解析。.4、由于有效提高人体免疫系统功能也可在一定程度上抵抗疟原虫的感染，因此，针对人体免疫系统相关的重要靶点我们也进行了筛选新方法的开发，针对多种脂氧合酶分别开发了基于荧光及吸收光的新筛选方法。