战略袭击选择 南开郭东升课题组Nat.Chem. 两代超分子“跨国联姻”为阿尔兹海默症防治提供新策略

引导阅读

南开大学郭东升课题组与德国明斯特大学Bartyanravo教授合作，通过共组装杂多价态识别在抑制蛋白质纤维化方面取得突破，为阿尔茨海默病等神经系统疾病的防治提供了新的超分子策略。相关成果发表在《自然化学》(DOI:10.1038/s 141557-018-0164-Y)上，郭东升和巴特扬拉沃为合作记者。

图1。两代超分子联姻构建了一个异多价识别平台

阿尔茨海默病和帕金森病是神经退行性疾病，严重影响患者的生活质量，给患者、家庭和社会带来沉重的精神和经济负担。中国新药研发监测数据库显示，从上个世纪至今，全球正在研究的药物有1141种，但其中68.4%处于无进展或终止状态，仅15种药物上市。15种上市药物中，只有6种药物获得了美国食品药品监督管理局的批准；其他九种药物只被批准在一些地区上市。

“由蛋白质错误折叠引起的淀粉样变性导致多种神经疾病，如阿尔茨海默氏病、帕金森氏病和亨廷顿氏病。”郭东升介绍说，抑制蛋白质纤维化是治疗这些疾病的主要方法之一，其核心基础在于分子识别。设计合成受体以实现选择性和与靶蛋白的强结合是该领域亟待解决的关键科学问题。

蛋白质作为一种典型的生物大分子，具有多位点和位点多样性的特点。因此，与单价识别和同价识别相比，异价识别具有明显的优势，可以有效增强与蛋白质相互作用的强度和特异性。杂多价态识别作为一种有效的策略广泛存在于生命系统中。就像看到鸟儿飞翔一样，人类终于发明了飞机。受大自然的启发，科学家们正试图建立人工多价体系。

然而，人工受体杂多价态识别系统的构建面临着巨大的挑战:一方面，合成、分离和纯化耗时且昂贵；另一方面，需要准确控制作用位点的排列空。

图2。共组装杂多价态识别抑制蛋白质纤维化

从第三代超分子学科杯芳烃开始，郭东升的研究团队致力于以分子设计和合成为基础，以分子识别和组装物理化学性质为手段，以生物医学功能为导向，开发一类新的超分子生物医学材料。“Batyanravo课题组早就致力于第二代超分子课题‘环糊精’的研究，所以我们让这两个分子‘结婚’成家，即两亲性环糊精和杯芳烃共组装。”郭东升介绍说，杂多价态识别平台是通过两亲性环糊精和杯芳烃的共组装而构建的。该共组装体对阿尔茨海默病相关蛋白具有纳米摩尔结合能力，并显示出良好的选择性。因此，这种共组装不仅可以抑制阿尔茨海默病相关蛋白的纤维化，还可以溶解原纤维性淀粉样蛋白。

细胞实验表明，共组装具有生物相容性，能显著降低淀粉样蛋白的细胞毒性。此外，共组装的异价识别概念可以扩展到抑制其他蛋白质的错折叠，具有广阔的应用前景。

“作为概念验证，这项工作在阿尔茨海默病的预防和治疗中具有潜在的应用价值；要真正用于治疗阿尔茨海默病，还有很长的路要走，甚至可以说很难。”郭东升表示，课题组将坚持做好这项工作，通过不断深入挖掘，逐步完善体系。

来源|南开新闻网编辑|化学Plus

投稿分享|转载联系|广告推广|商务合作