蛋白酶抑制剂

MMPs几乎能降解ECM中的各种蛋白成分,破坏肿瘤细胞 侵袭的组织学屏障，在肿瘤侵袭转移中起关键性作用，从 而在肿瘤浸润转移中的作用日益受到重视，被认为是该过 程中主要的蛋白水解酶。目前MMPs家族已分离鉴别出26 个成员，编号分别为MMP1～26。根据作用底物以及片断 同源性，将MMPs分为6类，为胶原酶、明胶酶、基质降解 素、基质溶解素、furin活化的MMP和其他分泌型MMP。
二.文献综述
• 天冬氨酸蛋白酶抑制剂 HIV蛋白酶是一种天冬氨酸蛋白酶，它的底物是肽。 • 1986年，Kramer等 首次报导HIV蛋白酶(protease，PR)可作 为潜在的艾滋病药物“靶标”。
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HIV蛋白酶是由两条相同的肽链组成的同质二聚体，具 有C 对称轴，每条肽链由99个氨基酸残基构成。HIV蛋白酶 的活性中心位于两条肽链之间，由两个起催化的天冬氨酸 (Asp 25和Asp 25 )组成。在这两个天冬氨酸残基的附近有 一个水分子，在催化过程中此水分子作为亲核体。两个单 体的相同的氨基酸残基构成与底物键合的缝隙，其一边由 上述的两个天冬氨酸残基组成，另一边是由此二聚体形成 的 一发卡式的结构。
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2· 蛋白酶抑制剂
英文名称 ：protease inhibitor 定义：指具有抑制蛋白酶活性作用的一类物质； 从广义上指与蛋白酶分子活性中心上的一些基团 结合，使蛋白酶活力下降，甚至消失，但不使酶 蛋白变性的物质。 从蛋白酶分类可看出其分类为： ①丝氨酸蛋白酶抑制剂 ②巯基蛋白酶抑制剂 ③天冬氨酸蛋白酶抑制剂 ④金属蛋白酶抑制剂 其中尤以第①类在体内一些重要生理活动中 起关键性的调控作用。
Kunitz家族
Kunitz家族酶抑制剂是丝氨酸蛋白酶抑制剂的另外一个 主要类型，它主要存在于豆类的种子中。从分子的一级结 构来看，约有180个氨基酸，分子量在20KD左右，分子内 只有两对二硫键和一个与酶作用的活性位点。
PI-Ⅰ和PI-Ⅱ家族
蛋白酶抑制剂是一类创伤诱导型表达的蛋白酶抑制剂。 其中PI-Ⅰ家族包括马铃薯蛋白酶抑制剂Ⅰ和番茄蛋白酶抑 制剂Ⅰ，成熟肽的分子量8.1kD，只有一个活性中心，主 要抑制胰凝乳蛋白酶，对胰蛋白酶的抑制作用较弱。其中 PI-Ⅱ家族包括马铃薯蛋白酶抑制剂Ⅱ和番茄蛋白酶抑制剂 Ⅱ，成熟肽的分子量12.3kD，有两个活性中心，可同时抑 制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。
Hale Waihona Puke Baidu
丝氨酸蛋白酶抑制剂
Bowman-Birk家族 Bowman-Birk家族蛋白酶抑制剂是丝氨酸蛋白酶抑制剂 的一个主要类型，氨基酸组分为70个左右，分子量为8000 左右，分子内通常含有7对二硫键，具有两个与相同或不 同的蛋白酶作用的活性中心。目前应用最多的BowmanBirk家族蛋白酶抑制剂基因是CpTI基因，它具有两个抑制 活性中心，可同时竞争性抑制两个胰蛋白酶分子。
蛋白酶抑制剂
一.前言
• 1.蛋白酶 英文名称：protease;proteinase 其他名称：蛋白水解酶 (proteolytic enzyme) 定义：催化蛋白质中肽键水解的酶。根据酶的活性中心起 催化作用的基团属性。
分类 ①丝氨酸/苏氨酸蛋白酶(编号：EC 3.4.21.-/EC 3.4.25.-) ②巯基蛋白酶(编号：EC 3.4.22.-) ③金属蛋白酶(编号：EC 3.4.24.-) ④天冬氨酸蛋白酶(编号：EC 3.4.23.-) 分布与生产：蛋白酶广泛存在于动物内脏、植物茎叶、 果实和微生物中。微生物蛋白酶，主要由霉菌、细菌，其 次由酵母、放线菌生产。
• HIV蛋白酶的作用 HIV蛋白酶在病毒复制过程中的主要作用是将gag和gag— pol基因产物裂解成病毒成熟所需要的结构蛋白(基质、壳 、核壳)和酶类(蛋白酶、整合酶、逆转录酶) 。虽然在体内 抑制这种酶的活性，其子代病毒仍会产生，但却是不成熟 和不具传染性的。因此抑制HIV蛋白酶，可阻止病毒进一 步感染。目前人们已经制备了大量的肽类和非肽类HIV蛋 白酶抑制剂。
1.拟肽类HIV蛋白酶抑制剂
• 在水解过程中，一个水分子被天冬氨酰残基的羧基活化， 水分子中的氧原子亲核进攻要断裂的酰胺键的羰基，产生 一个四面体型过渡中间体，然后分裂形成氨基和羧基化合 物(图1)。将短肽底物中能被HIV蛋白酶裂解的肽键用不可 裂解的电子等排物代替，就得到了一系列的拟肽类HIV蛋 白酶抑制剂。
2 非肽类HIV蛋白酶抑制剂
• 由于拟肽类化合物在临床试验中发现其药代动力学不理想 ，口服吸收率低，加上复杂、昂贵的合成工艺限制了其发 展。 • 2．1 二氢吡喃酮类 • 2．2 环脲类
3.总结
• HIV蛋白酶是一个抗艾滋病病毒药物研究的理想靶点。蛋 白酶抑制剂以及高效抗逆转录病毒疗法在临床上的应用， 可以明显降低病毒载量，改善患者的生活质量，延长病人 生命。另一方面，蛋白酶抑制剂副作用明显，更由于HIV 病毒快速地进行变异，耐药性也成为一个严重的问题。
1．1 经FDA批准上市的HIV蛋白酶抑制剂
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• 洛匹那韦是和低剂量的利托那韦做成复合制剂，少量的利 托那韦是用来抑制洛匹那韦的代谢以增加它在血液中的浓 度，从而加强其抗HIV作用。
巯基蛋白酶抑制剂
巯基蛋白酶抑制剂和豇豆胰蛋白酶抑制剂的抗虫谱具有 互补性。在一些丝氨酸蛋白酶抑制剂含量甚丰的植物器官 ，如豇豆的种子，也会被豇豆象所摄食，它就是用巯基蛋 白酶来完成消化的，因此CpTI对它不起作用。
基质金属蛋白酶
• 基质金属蛋白酶是一个大家族，因其需要Ca++ 、Zn++等金属离子作为辅助因子而得名，其家族 成员具有相似的结构，一般由5个功能不同的结构 域组成 :（1）疏水信号肽序列;（2）前肽区，主 要作用是保持酶原的稳定。当该区域被外源性酶 切断后，MMPs酶原被激活;（3）催化活性区，有 锌离子结合位点，对酶催化作用的发挥至关重要; （4）富含脯氨酸的铰链区;（5）羧基末端区，与 酶的底物特异性有关。其中酶催化活性区和前肽 区具有高度保守性。MMPs成员上述结构的基础上 各有特点。各种MMP间具有一定的底物特异性， 但不是绝对的。同一种MMP可降解多种细胞外基 质成份，而某一种细胞外基质成分又可被多种 MMP降解，但不同酶的降解效率可不同。