進(jìn)行天然產(chǎn)品改性并篩選出潛在藥物非常困難、昂貴而且耗時(shí)。一組歐洲研究人員發(fā)明了一種利用NMR管生物反應(yīng)器進(jìn)行快速、環(huán)保的合成與篩選的新方法。

 

       通過(guò)對(duì)天然化合物進(jìn)行小的改性，可以產(chǎn)生出有效的藥物分子。然而，一些天然分子十分復(fù)雜，這意味著對(duì)其進(jìn)行改性時(shí)需要對(duì)多種官能團(tuán)加以保護(hù)，這會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程。因此，合成新的天然衍生物并確定哪些可能是潛在的藥物化合物是一個(gè)耗時(shí)且昂貴的過(guò)程。

 

       酶可以在無(wú)需進(jìn)行官能團(tuán)保護(hù)的情況下對(duì)基質(zhì)分子進(jìn)行多種改性，從而提供高選擇性、高特異性和高效性。

 

       此外，酶法工藝通常非常環(huán)保，與傳統(tǒng)的化學(xué)工藝相比，產(chǎn)生廢物最少，且能耗更低。因此，利用酶來(lái)制造新分子可以徹底改變藥物的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。

 

       來(lái)自希臘和意大利的一個(gè)研究小組最近設(shè)計(jì)了一種方法來(lái)篩選天然化合物，以確定它們是否可以通過(guò)酶來(lái)改性，以及由此得到的產(chǎn)物是否有潛力成為一種新的藥物分子。

 

       他們的方法是在一個(gè)三段式工藝中采用核磁共振（NMR）管作為生物反應(yīng)器。首先，他們將天然產(chǎn)物庫(kù)和轉(zhuǎn)化酶導(dǎo)入NMR管。利用飽和轉(zhuǎn)移差（STD）1D NMR對(duì)結(jié)合了轉(zhuǎn)化酶的天然產(chǎn)物進(jìn)行了鑒定。

 

       在此階段，反應(yīng)所需的其它組分尚未添加到溶液中，從而阻止了反應(yīng)的進(jìn)行，并使對(duì)酶-基質(zhì)復(fù)合體的檢測(cè)成為可能。

 

       一旦確定了某種潛在的基質(zhì)，就將其與酶轉(zhuǎn)化所需的其它試劑和轉(zhuǎn)化酶的固定化版本一起添加到潔凈的NMR管中。采用原位2D 1H-13C HSQC NMR對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

 

       反應(yīng)完成后，將目標(biāo)蛋白導(dǎo)入同一NMR管，并使用STD 1D NMR來(lái)測(cè)定天然衍生產(chǎn)物分子是否與蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用。所有NMR實(shí)驗(yàn)均采用配備TXI低溫探針的布魯克 AV-500質(zhì)譜儀進(jìn)行。

 

       研究人員后來(lái)用同樣的方法從天然類黃酮中產(chǎn)生出新分子，并探查其中有無(wú)與α-突觸核蛋白發(fā)生相互作用，α-突觸核蛋白是一種與帕金森氏癥和其它神經(jīng)退行性疾病的演化有關(guān)的蛋白質(zhì)。

 

       研究小組成功制造出一種能與α-突觸核蛋白結(jié)合的基質(zhì)，使其成為潛在的候選藥物。

 

       迄今為止，天然產(chǎn)物的改性與篩選一直是藥物研發(fā)過(guò)程中一個(gè)復(fù)雜、昂貴而且耗時(shí)的環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)的化學(xué)方法相比，這種利用酶和NMR生物反應(yīng)器的新方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保并且快捷。

 

       這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于一系列其它天然產(chǎn)物、酶轉(zhuǎn)化和靶標(biāo)蛋白，以創(chuàng)造出無(wú)數(shù)潛在的新療法。