靶向抑制结核分枝杆菌蛋白酶体的天然化合物识别研究

结核分枝杆菌非增殖状态是结核病化疗的瓶颈。目前迫切需要研发针对该状态有效的药物。蛋白酶体对结核菌非增殖期存活具有重要意义。传统抗结核新药开发是以杀死或抑制细菌增殖为目的，对非增殖期细菌无效。针对这一现状本研究提出通过抑制结核菌蛋白酶体活性从而抑制非增殖期受损蛋白降解的途径，实现影响非增殖期细菌存活的目的这一新思路：以蛋白酶体作为新型药物作用靶标，通过建立结核菌蛋白酶体抑制剂体外识别模型，在分子水平上和细胞水平上对天然化合物的抑制活性进行评价。以期明确对结核菌蛋白酶体有抑制作用且对真核细胞安全的化合物。真核生物蛋白酶体抑制剂在临床上的成功应用，给予良好提示：结核菌蛋白酶体抑制剂的成功发现，同样有望进入临床。中药天然成分的复杂性及多样性为本研究发现结核菌蛋白酶体抑制剂提供可能。同时本研究所建立的蛋白酶体抑制剂识别方法，也为今后从更广范围的天然和化学合成物中探求这类抑制剂提供平台。

随着对蛋白酶体的结构及生理作用研究的日益深入，研究者越来越关注蛋白酶体抑制剂的研发。目前这类抑制剂研发主要针对人类肿瘤性疾病，而对原核生物引起感染的影响尚未引起广泛关注。结核菌是唯一具有蛋白酶体的致病性细菌。目前的抗结核药物主要通过杀死或抑制增殖状态的细菌达到控制感染的目的，但在结核菌感染中细菌非增殖状态的存在却是常态，这也是结核化疗时间远远长于其他细菌感染的重要原因。有研究表明结核菌蛋白酶体能够通过清除受损的蛋白质以维持细菌在感染细胞内存活，且已经证实结核菌蛋白酶体可以作为开发针对非增殖期药物的作用靶点。 本研究通过结核杆菌蛋白酶体抑制剂筛选模型的建立，从天然产物中筛选出17种对结核杆菌蛋白酶体具有较好抑制作用的天然产物，进而研究其对真核细胞分子水平和细胞整体水平的影响。综合分子水平和细胞水平研究结果，发现对结核杆菌蛋白酶体具有抑制作用对真核细胞相对安全的天然产物有汉黄芩苷、大蓟苷、黄芩苷、汉黄芩素、姜黄素、α-倒捻子素与黄芩素。同时发现对蛋白酶体具有抑制活性的天然产物集中在黄酮类，并且其结构上C环C-3位的羟基、A环C-6的甲氧基/羟基对此类天然产物的蛋白酶体抑制活性尤为重要。这一结论为今后发现具有良好蛋白酶体抑制活性的天然产物及后续结构改造提供了依据。