探明β分泌酶的活性调节机制 有望开发治疗阿尔茨海默病新药
日前,日本理化学研究所脑科学综合研究中心构造神经病理研究组的贯名信行等人,对作用于形成老年斑的β淀粉样蛋白(Aβ)的β分泌酶活性调节机制进行了研究,如果依据分析出来的活性结构进行药剂学设计的话,有理由相信,将会开发一种能够抑制β淀粉酶活性的治疗阿尔茨海默病的新药。这一研究结果发表在美国医学杂志《Molecular and Cellular Biology》上。阿尔茨海默病又称AD病,其发病机制可能是因为β分泌酶和γ分泌酶阻断了淀粉前驱蛋白(APP)的代谢途径,从而生成了构成老年斑的
Aβ。因此,目前国际上针对这两种酶的阻断剂的研究成为了热点,几个β分泌酶阻断剂已经处在开发阶段。
但是,β分泌酶仅在机体内才会由无活性状态转为能切断淀粉前驱蛋白(APP)的活性状态,活化后β分泌酶的形状、活性如何控制尚无法了解,因此,基于其结构活性相关的药品的开发也一直停滞不前。
研究小组使用大型放射线设备“SPring-8”,对活性型β淀粉酶进行X线结晶结构解析,成功地弄清了其在原子水平上的立体构造,结果发现,β分泌酶活化后,用于结合APP的“袋子”开口张大,同时还清楚地了解了“袋子”内部的形态和选择性结合APP时的变化。
β分泌酶的活化会根据pH值发生很大变化,本应成为活性环境的有时候也会变成非活性的环境。同研究小组还发现,由于APP切断反应所必须的水分子的减少,也会使APP阻断反应无法发生。
根据这些复合性的构造变化,明确了β淀粉酶严密控制与APP的结合和切断反应的机制,因此可以期待以其活性型立体构造为模型,进行新的药物设计和现有阻断剂的改良,期待能够促进治疗药实用化方向的研究。
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