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研究:抑制摄取葡萄糖“饿死”疟原虫

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近日,美国普林斯顿大学分子生物学系教授颜宁团队与清华大学药学院尹航团队合作,在国际期刊《细胞》上在线发表研究成果。研究团队通过对底物或抑制剂结合状态下的PfHT1蛋白结构解析,鉴定了新的药物结合位点,设计出一系列高效的“正构—别构”双位点抑制剂。通过抑制疟原虫葡萄糖的摄取来“饿死”疟原虫,为新型抗疟药物研发提供新思路。

据了解,疟疾是疟原虫通过雌性按蚊为媒介传播的传染性疾病。以青蒿素为基础的药物联用疗法(ACT)是目前治疗恶性和重症疟疾的一线疗法,然而由于耐药性疟原虫的产生,ACT疗法已先后在东南亚和非洲地区出现了治疗失败的病例。

通过抑制细胞摄取葡萄糖的“饥饿疗法”,可作为治疗一些相关疾病的潜在治疗策略。在恶性疟原虫中,己糖转运蛋白PfHT1是其主要的葡萄糖摄入蛋白,通过抑制该蛋白的转运活性,将可能有效抑制疟原虫的能量摄入,从而抑制生长和增殖,但是该策略的难度在于定向抑制疟原虫的糖摄入却不会影响人体细胞。此前,由于缺乏PfHT1的结构信息,抑制剂的开发没有突破性进步。

颜宁原为清华大学生命科学学院教授,其团队在2014年和2015年相继解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1和GLUT3的高分辨率晶体结构,聚焦于解析PfHT1结构,与尹航团队合作进行基于结构的小分子药物开发。该论文报道了PfHT1分别结合天然底物葡萄糖和选择性与抑制效果都比较微弱的抑制剂C3361的两个结构。C3361的结合引发了PfHT1巨大的构象变化,衍生出一个全新的空腔结构,可以用来作为靶点进行抑制剂的设计与优化。在此基础上,团队成员开发出了一系列具有更高亲和力的选择性抑制剂,可以有效杀死疟原虫,却对人源细胞无害。(记者杨金伟)

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