手性药物与蛋白质相互作用的研究文献综述

一、国内外发展概况及立题依据：

在目前临床使用的药物中，很大一部分为手性药物。手性药物的药理作用是通过与体内大分子之间的严格手性匹配与分子识别而实现的。在多数情况下，具有光学异构体的药物中的两种对映体的治疗作用、毒副作用和药代动力学都有一定差别，通常只有一种对映体有药理作用，而另一对映体无药理作用或有一定毒性。手性药物进入血液循环后，各对映体与血浆蛋白的结合、对映体之间与血浆蛋白的竞争结合作用会直接影响各个组分在体内的分布和代谢，这对手性药物使用的有效性和安全性有着十分重要的影响。因此，手性药物与蛋白结合的相互作用研究对手性药物的开发及临床应用的安全性是非常有必要的。

药物一血浆蛋白相互作用的研究包括结合常数、药物一蛋白结合比、结合位置、结合位点数以及作用力类型等内容。结合常数的测定提供了药物一蛋白结合的强度，数值的大小直接影响药物的分布与消除，因而影响药物作用的强度和时间；药物一蛋白结合比直接影响血液中游离型药物的浓度；结合位置的研究有助于了解结合机制以及药物间相互取代的机理，可预测药物间相互取代的可能性、以及在某些疾病所致白蛋白急剧变化的情况下药物与蛋白质的结合，对调整药物剂量，防止毒性产生具有重大意义。这些参数的测定对研制活性和耐受性都更好的新药非常重要。

以往手性药物与蛋白结合的相互作用研究多使用各类光谱法，例如荧光光谱法、同步荧光法、圆二色谱法、紫外可见光谱法，其他还有平衡透析法、超滤法、毛细管电泳法、高效液相色谱法等等。在传统方法中，需要的样品量较大，成本较高，并不适用于某些痕量样品的测定。而其他弊端如分析时间较长、超滤法中滤膜对药物的非特异性吸附等，都在一定程度上影响以上方法的使用。因此越来越多的研究者将目光转向毛细管电泳法和高效液相色谱法，以期达到快速分离分析以及减少样品消耗的目的。

毛细管作为一种新兴的研究方法，有其特殊的优势：仪器简单，分析时间短，分析效率高，需要样品少，在近生理条件下进行。目前存在五种研究药物与蛋白质相互作用的毛细管电泳方法，其中前沿分析法以其特殊的优势而被广泛采用，其需要的样品量少，适用于稀少或者难得的蛋白质的研究；用含有药物和蛋白质的平衡溶液直接进样，能够直接客观反映药物在体内与蛋白质的结合的真实情况；可以同时从药物平台峰的峰高计算出平衡溶液中游离药物的浓度，能够进行平衡分析，获得的信息较为全面。由于平台峰的高度不受迁移时间，电渗流，毛细管长度以及应用电压的影响，所以测定结果不受上述因素的影响。

CPU86017（氯苄律定）是在小檗碱的基础上研制合成的小檗碱衍生物——四氢小檗碱。CPU86017具有两个手性中心，即C-13a和N-7原子。作为一个混旋体，其溶解度和口服利用度均不佳，因此新药手性中心对其进行了手性拆分，分别得到得到sariberine ( S ,R ) sasiberine ( S ,S ) ，rasiberine(R,S)，rariberine(R,R)4个异构体，其中SR(7S,13aR)和RS(7R,13aS)是对C-13a手性中心进行拆分得到的产物，它们的溶解度均得到改善。下面是CPU86017的结构：

CPU86017作为一类新药，目前文献报道中并没有涉及到其与蛋白质的结合情况。因此本研究选取其作为研究对象，研究对映体与蛋白质的相互作用，体外模拟手性药物的体内过程，以期更为全面的了解CPU86017的药理学和毒理学的作用机制以及其与蛋白质相互作用机制。

牛血清白蛋白（BSA）的一级结构是由583个氨基酸组成的单条多肽链，其N端为天冬氨酸残基（Asp），C端为丙氨酸残基（Ala），包含17对二硫键，分子量约为65000~68000Da，等电点为4.8。它含有两个色氨酸残基（Trp134和Trp212）和19个酪氨酸残基（Asp），因此具有荧光活性。BSA的三维结构类似于球状，由三个相似的结构域组成，从N-端开始依次为domainⅠ、domainⅡ和domainⅢ，每个结构域又由两个亚结构域（sub-domainA和sub-domainB）组成。BSA的两个亚结构域以槽口相对的方式形成圆筒状结构，疏水性氨基酸大多包埋于圆筒内部，构成疏水腔。药物小分子键合的区域主要在BSA亚结构域ⅡA和ⅢA的疏水腔中，但ⅢA区域活性最高。近年研究表明，药物小分子与蛋白质发生相互作用的主要部位是蛋白质的碱性氨基酸残基，其相互作用有静电作用力、疏水作用力、氢键和范德华力。通常情况下，其相互作用是靠多种作用力相互协同，而不是某一作用力单独作用的结果。

前期的实验表明CPU86017存在内源性荧光，具有与BSA具有相似的紫外吸收特性，因此无法采用传统方法和光谱法研究药物对映体与蛋白质相互作用。所以本项目采用毛细管电泳前沿分析法，根据游离药物与蛋白质以及药物蛋白质混合物的带电情况不同，在电渗流和电泳的作用下，将药物蛋白质平衡体系中的游离药物与蛋白质以及药物蛋白质混合物分离，从而实现了分离分析同时进行，大大的简化了分析过程，缩短了分析时间，降低了样品的消耗，尤其适合贵重药物与蛋白质的相互作用的研究，对于CPU86017的药理学研究以及手性拆分机理的研究具有重要的意义。

三、研究内容及方法：