來自中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的研究人員設(shè)計出了一些過渡金屬取代多金屬氧酸鹽衍生物,證實它們可以作為治療阿爾茨海默氏癥的潛在功能性抗淀粉樣蛋白藥物。
論文的通訊作者是中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的曲小剛(Xiaogang Qu)研究員。其主要從事化學(xué)與生物學(xué)交叉研究領(lǐng)域,主要研究方向包括生物分子構(gòu)象與功能;藥物與靶分子間作用機(jī)制;生物體系電子傳遞、生物電化學(xué);生物動力學(xué)及熱力學(xué);生物功能材料。在Nature Commun、PNAS等期刊發(fā)表論文30多篇。
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阿爾茨海默氏癥(AD)是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,是造成老年癡呆的最主要病因之一;颊吲R床表現(xiàn)為認(rèn)知功能障礙、記憶力衰退、人格異常等。在65歲以上的人群中,大約10%患有阿爾茨海默氏癥,這也讓此病成為最常見的神經(jīng)退行性疾病。隨著社會人口的老齡化,其發(fā)病率呈上升趨勢,但目前卻沒有準(zhǔn)確診斷和有效治療的方法。
AD的重要病理標(biāo)志是β-淀粉樣蛋白(amyloidβ,Aβ)沉積及老年斑(senile plaque, SP)的形成。Aβ是AD病人大腦中淀粉樣斑塊的主要組成部分。β-淀粉樣蛋白級聯(lián)假說指出,Aβ在腦實質(zhì)的沉積是最終導(dǎo)致阿爾茨海默癥的一個關(guān)鍵步驟。
此外,血紅素(heme)的代謝在AD患者大腦中也發(fā)生明顯的改變.近來發(fā)現(xiàn)heme可與Aβ結(jié)合,形成一個復(fù)合物Aβ-heme,該復(fù)合物擁有顯著高于heme的過氧化物酶活性,具有比heme更強(qiáng)的催化蛋白質(zhì)酪氨酸硝化的能力。這個結(jié)果提示,Aβ-heme可能是聯(lián)系A(chǔ)β與AD中大量蛋白質(zhì)發(fā)生硝化的關(guān)鍵分子。同時,Aβ與heme的結(jié)合改變了heme催化蛋白質(zhì)硝化的位點選擇性。基于此,抑制Aβ聚集和Aβ-heme的過氧化物酶樣活性日益獲得廣泛的關(guān)注。
近期,曲小剛研究組發(fā)現(xiàn)具有Wells–Dawson結(jié)構(gòu)的多金屬氧酸鹽(polyoxometalate,POM)可有效抑制Aβ聚集。然而,盡管POMs與Aβ之間的互作非常強(qiáng)有力,但仍然需要提高與Aβ的結(jié)合親和力。更重要的是,研究人員尚不清楚POMs是否能夠跨越血腦屏障,降低Aβ-heme的過氧化物酶樣活性。
在這篇新文章中作者們報告稱,他們設(shè)計出了一系列過渡金屬功能化POM衍生物,這些衍生物具有確定的組氨酸螯合結(jié)合位點相比于母體POM更能更好地抑制Aβ以及過氧化物酶樣活性。尤其有趣的是,研究人員證實這些化合物能夠跨越血腦屏障,在48小時后完成代謝。
新研究提供了關(guān)于設(shè)計、合成和篩查作無機(jī)金屬化合物作為抗阿爾茨海默氏癥多功能治療藥物的一些新見解。
