hURAT1转运尿酸的活性位点识别及靶向hURAT1选择性抑制剂设计及降尿酸作用的分子机制
批准号:
81773794
项目类别:
面上项目
资助金额:
52.0 万元
负责人:
庞建新
依托单位:
学科分类:
H3507.代谢性疾病药物药理
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
习保民、张婷婷、曹莹、魏媛怡、黎海欣、张锦萍、蓝群盛
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中文摘要
高尿酸血症主要与尿酸排泄减少有关。人尿酸转运体1(hURAT1)和人有机阴离子转运体1和3(hOAT1/3)分别负责尿酸在肾小管的重吸收和分泌。选择性抑制hURAT1是促尿酸排泄防治高尿酸血症和痛风的研究热点。前期我们通过同源模建hURAT1内、外开口结构和抑制剂相互作用发现,hURAT1活性口袋表面,存在与尿酸转运活性和hURAT1选择性相关的活性位点,尤其是控制hURAT1内、外开口变构的绞链区活性位点。本课题在前期研究的基础上,通过研究hURAT1和hOAT1/3突变载体或嵌合体对[14C]尿酸转运活性的影响,识别和证实这些活性位点及其功能,并针对这些活性位点设计合成新的hURAT1抑制剂,对其中选择性高、活性强的化合物进行体内外活性研究,为研发hURAT1选择性抑制剂提供靶向性设计策略,对目前高发病率和缺少有效治疗的高尿酸血症和痛风的防治具有重要的理论和应用价值。
英文摘要
Hyperuricemia is mainly associated with reduced uric acid excretion. Among the renal organic anion transporter SLC22 subfamily, human uric acid transporter 1 (hURAT1) and human organic anion transporters 1 and 3 (hOAT1/3) are responsible for the reabsorption and secretion of uric acid in renal tubules, respectively. Up to now, It has been a hot topic to discover selective inhibitors of hURAT1. Our previous studies by homology modeling of inward- and outward-open hURAT1 3D structures and molecular docking between hURAT1 active sites and various inhibitors revealed that there are some putative residues contributing to the urate transporting and the selectivity of hUART1 on the surface of hURAT1 active pocket surrounding by some key residues, especially for those active sites such as G361、F364、F365、R487 on the hinge region controlling the hUART1 structure transformation . Based on our previous studies, we will do further work to map substrate and inhibitor binding sites and confirm their functions by mutational assay and high affinity inhibition of [14C] urate uptake different from hURAT1 and hOAT1/3. Besides, we will also evaluate the urate-lowering effects in vitro and vivo of more selective and potent compounds designed according to the active sites mentioned above. All these results might contribute to the design strategies for discovering selective inhibitors of hURAT1 and thus have important theoretical and practical values in the treatment of hyperuricemia and gout which are with high morbidity and lack of effective treatment approaches.
选择性抑制hURAT1是促尿酸排泄防治高尿酸血症和痛风的研究热点。本课题首先通过同源模建、分子对接、序列比对以及定点突变技术构建了多个hURAT1突变载体或嵌合体,识别并验证了hURAT1转运尿酸以及抑制剂结合的关键氨基酸位点。主要发现包括:TMD7的W357-F365与TMD11的P484-R487是URAT1内外开口变构的关键柔性区域;F241、H245、W357、G361、T363、F365、R477和R487可能对尿酸具有很高的亲和力;带正电荷的R477与hURAT1的结构变化有关,有助于其与尿酸选择性结合。此外,针对这些活性位点我们提出了柔性理论,设计并合成了系列新的URAT1抑制剂,其中发现KPH2f体外抑制URAT1的IC50值为0.24 μM。在氧嗪酸钾联合次黄嘌呤建立的高尿酸血症小鼠模型中,KPH2f的降尿酸作用优于同等剂量阳性药RDEA3170(10 mg/kg)。本项目的完成为研发hURAT1选择性抑制剂提供了良好的设计策略,对目前高发病率和缺少有效治疗的高尿酸血症和痛风的防治具有重要的理论和应用价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.ejmech.2021.114092
发表时间:2021-12
期刊:European journal of medicinal chemistry
影响因子:6.7
作者:Zean Zhao;Jin Liu;Peihua Kuang;Jian Luo;G. Surineni;Xiaolin Cen;Ting Wu;Ying Cao;Pingzheng Zhou;Jianxin Pang;Qun Zhang;Jianjun Chen
通讯作者:Zean Zhao;Jin Liu;Peihua Kuang;Jian Luo;G. Surineni;Xiaolin Cen;Ting Wu;Ying Cao;Pingzheng Zhou;Jianxin Pang;Qun Zhang;Jianjun Chen
Structural Insights into the Atomistic Mechanisms of Uric Acid Recognition and Translocation of Human Urate Anion Transporter 1.
尿酸识别和人尿酸盐阴离子转运蛋白易位的原子机制的结构见解 1
DOI:10.1021/acsomega.0c05360
发表时间:2020-12-29
期刊:ACS omega
影响因子:4.1
作者:Zhao Z;Jiang Y;Li L;Chen Y;Li Y;Lan Q;Wu T;Lin C;Cao Y;Nandakumar KS;Zhou P;Tian Y;Pang J
通讯作者:Pang J
Two- and three-dimensional QSAR studies on hURAT1 inhibitors with flexible linkers: topomer CoMFA and HQSAR
具有柔性接头的 hURAT1 抑制剂的二维和三维 QSAR 研究:拓扑异构体 CoMFA 和 HQSAR
DOI:10.1007/s11030-019-09936-5
发表时间:2019-03
期刊:Molecular Diversity
影响因子:3.8
作者:Zhao Tingting;Zhao Zean;Lu Fengting;Chang Shan;Zhang Jiajie;Pang Jianxin;Tian Yuanxin
通讯作者:Tian Yuanxin
CDER167, a dual inhibitor of URAT1 and GLUT9, is a novel and potent uricosuric candidate for the treatment of hyperuricemia
CDER167 是 URAT1 和 GLUT9 的双重抑制剂,是治疗高尿酸血症的新型有效促尿酸排泄候选药物
DOI:10.1038/s41401-021-00640-5
发表时间:2021-03
期刊:Acta Pharmacologica Sinica
影响因子:8.2
作者:Zhao Ze An;Jiang Yu;Chen Yan-yu;Wu Ting;Lan Qun-sheng;Li Yong-mei;Li Lu;Yang Yang;Lin Cui-ting;Cao Ying;Zhou Ping-zheng;Guo Jia-yin;Tian Yuan-xin;Pang Jian-xin
通讯作者:Pang Jian-xin
Apigenin ameliorates hyperuricemic nephropathy by inhibiting URAT1 and GLUT9 and relieving renal fibrosis via the Wnt/β-catenin pathway
芹菜素通过抑制 URAT1 和 GLUT9 改善高尿酸血症肾病,并通过 Wnt/β-catenin 通路缓解肾纤维化
DOI:10.1016/j.phymed.2021.153585
发表时间:2021-05-24
期刊:PHYTOMEDICINE
影响因子:7.9
作者:Li, Yongmei;Zhao, Zean;Pang, Jianxin
通讯作者:Pang, Jianxin
GPR35在高尿酸血症性肾病中的调节作用和机制及相关先导化合物的研究
- 批准号:82373921
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:49万元
- 批准年份:2023
- 负责人:庞建新
- 依托单位:
3-(萘-1-甲基取代)吡啶衍生物通过影响肠-肝-肾尿酸转运体GLUT9和URAT1降尿酸作用的分子机制
- 批准号:81974507
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:庞建新
- 依托单位:
一种新的从尖吻腹蛇蛇毒中分离纯化的具有类凝血酶作用的C-型凝集素止血作用的分子机制
- 批准号:81273577
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:16.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:庞建新
- 依托单位:
基于酵母RNA三杂交的高通量端粒酶特异抑制剂筛选模型的建立及其应用
- 批准号:30672487
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:庞建新
- 依托单位:
作用于人端粒酶催化亚基的小分子肽的研究
- 批准号:30000208
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:15.5万元
- 批准年份:2000
- 负责人:庞建新
- 依托单位:
国内基金
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