基于激酶Mnk1/2选择性抑制的海洋天然产物结构改造及其在代谢性疾病中应用
批准号:
82073759
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
江涛
依托单位:
学科分类:
海洋药物
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
江涛
中文摘要
过度饮食和其他不良生活方式导致肥胖和相关疾病,造成严重且迅速增加的代谢性疾病及相关并发症,这增加了卫生保健负担,也是导致这次新冠肺炎病死率提高的主因之一。蛋白激酶Mnks存在于肝脏、骨骼肌、心脏和脂肪组织中,参与脂肪细胞分化及胰岛素调节的新陈代谢,是代谢性疾病药物研发的新靶点。本课题在前期研究基础上,1)利用Mnk1的晶体结构,通过计算机辅助分析,在海洋天然产物3D结构数据库中获得海洋苗头化合物;2)通过分析Mnk1/2的蛋白基因特点,基于Mnk1结构特征对海洋来源的苗头化合物进行结构优化、分子设计、合成和生物活性测试,获得特异性MnK1/2的抑制剂,而不影响其他激酶活性;3)通过肥胖、糖尿病小鼠的降脂、降糖等作用机制进行成药性研究。本课题首次以Mnks为靶点研发代谢性疾病药物,通过控制脂质的堆积和代谢,从而控制体重的增加,预防肥胖引发的二型糖尿病。本课题具有海洋药物研究与开发的特色。
英文摘要
Overeating and other unhealthy living habits led to obesity and related diseases, resulting in severe and rapidly increasing metabolic diseases and related complications in the world, which aroused a huge and rapidly increasing burden on health care, and are also one of the main causes of the increase in case fatality rate of COVID 19. Mnks (Mitogen-activated Protein Kinase (MAPK) Interacting Kinases) is the only enzyme that phosphorylates eIF4E and it is found in the liver, skeletal muscle, heart and adipose tissues. Moreover, Mnks are involved in the differentiation of precursor cells into adipocytes and insulin - regulated metabolism. So it is a new target for drug development in metabolic diseases. Based on our preliminary study, the task of this project include: 1) obtain the marine hit compounds from the 3D structure database of marine natural products (MarinChem3D,http://mc3d.qnlm.ac/) by analyzing the protein characteristics of Mnk1/2 and using computer-assisted analysis; 2) obtain specific Mnk1/2 inhibitors which don’t affect other kinase activities by structure optimization of marine hit compound, molecular design, chemical synthesis and biological activity screening on the study of Mnk1 structure characteristics, 3) obtain the lead compound of MNK inhibitors by study the drug-ability through the research of reducing fat and glucose in obese and diabetic mice in vivo. This is the first time that Mnks has been targeted to develop a drug for metabolic diseases. The aim of this project is to obtain drugs for weight control and type II diabetes prevention by controlling lipid accumulation and metabolism. This subject has the characteristics of research and development of marine drugs.
肥胖及其相关并发症,如非酒精性脂肪肝(NAFLD)和 2 型糖尿病,在全球范围内迅速增加。虽然GLP-1为靶点的司美格鲁肽等减肥药的应用火热,但仍然发现此类药物存在副作用,如呕吐和肌肉损失等。本项目提出治疗代谢紊乱新方法,利用MNK抑制剂治疗肥胖的新型减重策略,旨在通过减少脂肪积累和增强能量代谢,优化这些化合物的活性和安全性,从而为肥胖治疗提供新思路。.本项目完成以下内容:1)通过高通量虚拟筛选,选定了海洋来源分子Phorbazole C,并设计合成了25个含吡咯环新化合物(系列1)。基于ETC206和eFT508与MNK蛋白的结合模式,进一步优化了Phorbazole C的结构,设计并合成了噻唑基(系列2)和咪唑基(系列3)化合物。2)对合成的化合物进行了结构表征,并筛选出具有较强MNK抑制活性的候选化合物,且这些化合物对细胞增殖几乎没有影响。进一步研究发现,这些MNK抑制剂能有效抑制脂肪积累,并显著改善脂肪积累相关基因和蛋白的表达水平。3)在动物实验中,选定的MNK抑制剂能够有效逆转高脂饮食(HFD)诱导的血脂升高及肝肾功能损害,并且能显著减少体重,改善了葡萄糖耐量,同时不影响食欲。该化合物的口服生物利用度为42%,LD50约为1.4 g/kg,显示出良好的安全性。4)机制上,特异性MNK抑制剂能够通过抑制p- eIF4E ,上调 ATGL 和 PGC-1α,下调 Plin2 和 SCD1。将游离脂肪酸导向氧化而非储存,这从 NAD+/NADH 比率升高和能量消耗增加中得到了证实。.综上所述,本研究提出的基于MNK抑制剂的减重策略为肥胖及相关代谢疾病的治疗提供了创新的解决方案。通过靶向脂质代谢和能量代谢,该方法为新型抗肥胖药物的研发奠定了理论基础,具有广泛的临床应用前景和重要的公共卫生意义。
海洋寡糖为载体的淋巴肿瘤早期检测造影剂及淋巴靶向药物的合成和新诊疗方法的动物研究
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批准号:81373322
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项目类别:面上项目
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资助金额:75.0万元
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批准年份:2013
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负责人:江涛
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依托单位:
糖基硒化合物及其多靶点抗肿瘤转移机制和构效关系研究
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批准号:21171154
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2011
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负责人:江涛
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依托单位:
金属糖配合物的合成结构及其作为磷酸酯模拟酶的研究
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批准号:20371043
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项目类别:面上项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2003
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负责人:江涛
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依托单位:
国内基金
海外基金