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CPHI制藥在線 資訊 二硫鍵在化學(xué)藥中的應(yīng)用

二硫鍵在化學(xué)藥中的應(yīng)用

作者:王冬  來源:藥渡
  2019-07-28
二硫鍵(S-S鍵)是一種重要的化學(xué)官能團(tuán)[1],主要存在于各類天然小分子化合物和生物體蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中。

       二硫鍵(S-S鍵)是一種重要的化學(xué)官能團(tuán)[1],主要存在于各類天然小分子化合物和生物體蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中。一些含二硫鍵的小分子化合物顯示出豐富的生物活性,比如我們熟悉的硫辛酸具有抗氧化活性、沙蠶毒素具有乙酰膽堿受體抑制活性[2]。在生物體內(nèi),二硫鍵的主要作用包括幫助蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)固化、控制細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)及參與代謝途徑等。由于二硫鍵在體內(nèi)具有低**,并且它在外環(huán)境中在還原型谷胱甘肽(GSH)存在下可發(fā)生斷裂,因而很多藥物研發(fā)工作者將二硫鍵引入藥物結(jié)構(gòu)中,以達(dá)到更好的治療效果。

       在藥渡數(shù)據(jù)庫中(截至2019年7月24日),二硫鍵化學(xué)藥多達(dá)113個(gè),其中上市藥34個(gè)。按治療領(lǐng)域劃分,這些藥物主要分布在營(yíng)養(yǎng)性疾病、腫瘤、心腦血管疾病、內(nèi)分泌和代謝疾病、泌尿生殖系統(tǒng)疾病等領(lǐng)域,涉及的靶點(diǎn)主要包括生長(zhǎng)抑素受體(SSTR)、葉酸受體(FOLR)、纖維蛋白原受體(GP IIb/IIIa)、精氨酸血管加壓素受體(AVPR)、催產(chǎn)素受體(OXTR)等,此外,一些二硫鍵藥物還可作為維生素B1類似物用于治療相關(guān)的營(yíng)養(yǎng)缺乏癥。接下來,我們就結(jié)合治療領(lǐng)域和適應(yīng)癥對(duì)含有二硫鍵的部分藥物進(jìn)行介紹。

       1.營(yíng)養(yǎng)性疾病

       1882年,荷蘭醫(yī)生Eijkmann在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了糙米的米皮中含有一類活性物質(zhì)可治療當(dāng)時(shí)流行的“腳氣病”。1911年,波蘭化學(xué)家芬科首次從植物中分離出這種物質(zhì)[3],將其命名為“抗腳氣病的維生胺”,這就是最早被發(fā)現(xiàn)的水溶性維生素——維生素B1(又稱硫胺素)。時(shí)至今日,人們發(fā)現(xiàn)維生素B1不僅存在于米糠中,它同樣在于干酵母、瘦肉、麥麩和花生等各類動(dòng)植物食品當(dāng)中;而其作用也不僅僅局限于抗腳氣病,維生素B1具有維持心臟、神經(jīng)及消化系統(tǒng)正常功能以及參與糖代謝的作用早已是人們的共識(shí)。

       在目前上市的含二硫鍵的藥物中,有6個(gè)用于治療營(yíng)養(yǎng)性疾病,它們的適應(yīng)癥全部為維生素B1缺乏癥,通過對(duì)這6個(gè)藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單分析,我們不難發(fā)現(xiàn),它們?nèi)渴怯啥蜴I和維生素B1在人體內(nèi)的代謝中間產(chǎn)物連接而成的維生素B1類似物。相比維生素B1,它們可更快地在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩锘钚缘牧虬方沽姿狨ィ═TP)。

       2.抗腫瘤藥物

       二硫鍵藥物的第二大用途是作為抗腫瘤藥物,目前,有5個(gè)二硫鍵抗腫瘤藥物上市,27個(gè)抗腫瘤藥物處于研發(fā)階段。其中,有4個(gè)上市藥和9個(gè)在研藥物以生長(zhǎng)抑素受體(SSTR)為靶點(diǎn),另外還有5個(gè)在研藥物以葉酸受體(FOLR)為靶點(diǎn),這兩個(gè)靶點(diǎn)的二硫鍵藥物在該領(lǐng)域總數(shù)的占比達(dá)到56.2 %。因此本段主要介紹這兩類藥物。

       生長(zhǎng)抑素(SST)是一種重要的細(xì)胞增殖與分化的激素調(diào)節(jié)肽[4],近年來SST及其類似物對(duì)腫瘤的抑制作用越來越受到人們的關(guān)注,臨床上應(yīng)用SST治療神經(jīng)內(nèi)分泌瘤已經(jīng)取得了良好的療效。2017年上市的新藥Lutetium (177Lu) oxodotreotide由Advanced Accelerator Applications研發(fā),是一種SSTR2拮抗劑。作為一種Lu-177標(biāo)記的生長(zhǎng)抑素類似物,該藥在治療中腸神經(jīng)內(nèi)分泌瘤(NETs)患者的III期臨床試驗(yàn)NETTER-1積極結(jié)果于2018年EMSO會(huì)議公布。數(shù)據(jù)顯示,與單獨(dú)使用octreotide LAR相比,Lutathera療法可使疾病進(jìn)展或死亡風(fēng)險(xiǎn)大幅降低約80%,且不受肝 臟腫瘤負(fù)擔(dān)(LTB),肝 臟中的堿性磷酸酶(ALP)水平或腫瘤直徑大小的影響[5]。

       葉酸又名維生素M,即蝶酰谷氨酸,主要參與生物體內(nèi)蛋氨酸循環(huán)、甲基化反應(yīng)和DNA合成等重要過程[6]。葉酸受體是一種糖基磷脂酰肌醇(GPI)偶聯(lián)蛋白,在許多腫瘤細(xì)胞表面過表達(dá),而在正常細(xì)胞上表達(dá)水平較低,并且由于葉酸受體與葉酸及其衍生物有高度的親和性,人們開始研發(fā)該靶點(diǎn)的抗腫瘤藥物。目前,還沒有葉酸受體靶點(diǎn)的藥物上市,然而處于臨床期藥物中,含有二硫鍵的化學(xué)藥占比達(dá)50%,具有一定的發(fā)展前景。

       3.心腦血管疾病

       1998年5月18日,二硫鍵類藥物依替巴肽(Eptifibatide)獲美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)上市,該藥是由千年制藥(武田的子公司)和默沙東(Merck Sharp & Dohme, MSD)聯(lián)合研發(fā),通過阻止纖維蛋白原(GP IIb/IIIa)、von Willebrand因子和其它粘附配體與GP IIb/IIIa受體的結(jié)合可逆性地抑制血小板聚集,被批準(zhǔn)用于治療急性冠狀動(dòng)脈綜合征(ACS)接受藥物治療或經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入(PCI)治療的患者[7]。

       二硫鍵藥物在心血管領(lǐng)域的另一個(gè)代表是精氨加壓素(Arginine vasopressin),該藥在滲透壓調(diào)節(jié)、心血管功能控制和保持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中具有重要作用[8],除了靜脈曲張以外,精氨加壓素的適應(yīng)癥還包括尿失禁、尿頻等癥。

       4.泌尿生殖系統(tǒng)疾病

       長(zhǎng)期以來,早產(chǎn)都是嚴(yán)重困擾產(chǎn)科醫(yī)師的問題,它是圍產(chǎn)兒死亡和發(fā)病的主要原因,目前的治療措施主要是應(yīng)用抗早產(chǎn)藥物抑制子宮收縮[9]。然而,諸如β腎上腺素受體激動(dòng)劑、前列腺素合成抑制劑以及鈣離子通道阻斷劑等類型的藥物對(duì)母體及胎兒有不良反應(yīng)。因此,臨床上需要一種特異性更強(qiáng)的抗早產(chǎn)藥物。催產(chǎn)素受體拮抗劑作為一種新型抗早產(chǎn)藥物,其特異性較上述其他類型藥物更高,而不良反應(yīng)較少。含二硫鍵的阿托西班(Atosiban)是一種催產(chǎn)素類似物,在早產(chǎn)時(shí)可對(duì)抗分娩,一般以醋酸鹽形式給藥。

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