第五章基于核酸原理的藥物設(shè)計(jì)

1、第五章第五章 基于核酸基于核酸原理原理的的藥物設(shè)計(jì)藥物設(shè)計(jì) 藥物設(shè)計(jì)學(xué)藥物設(shè)計(jì)學(xué)【學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求】1. 掌握基于核酸生物代謝合成原理的藥物設(shè)計(jì)主要掌握基于核酸生物代謝合成原理的藥物設(shè)計(jì)主要策略。策略。2. 熟悉核苷類藥物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及反義核酸熟悉核苷類藥物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及反義核酸 與與siRNA的主要作用機(jī)制。的主要作用機(jī)制。3. 了解核酸的生物合成過程。了解核酸的生物合成過程。 核酸是生物體內(nèi)遺傳信息儲(chǔ)存與傳遞的一個(gè)重要載體，核酸是生物體內(nèi)遺傳信息儲(chǔ)存與傳遞的一個(gè)重要載體，在生物功能的調(diào)控上也發(fā)揮著極其重要的作用，隨著人在生物功能的調(diào)控上也發(fā)揮著極其重要的作用，隨著人們對(duì)核酸的結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)識(shí)的不

2、斷深入，核酸正在發(fā)展們對(duì)核酸的結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)識(shí)的不斷深入，核酸正在發(fā)展成為一個(gè)藥物設(shè)計(jì)的重要靶點(diǎn)。成為一個(gè)藥物設(shè)計(jì)的重要靶點(diǎn)。 基于核酸代謝機(jī)制；基于核酸序列結(jié)構(gòu)；基于核酸代謝機(jī)制；基于核酸序列結(jié)構(gòu)；基于基于DNA雙鏈雙鏈結(jié)構(gòu)；基于結(jié)構(gòu)；基于RNA三維結(jié)構(gòu)。三維結(jié)構(gòu)。腺嘌呤腺嘌呤 鳥嘌呤鳥嘌呤 胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 尿嘧啶尿嘧啶次黃嘌呤次黃嘌呤第一節(jié)第一節(jié) 核酸的生物合成核酸的生物合成 1. 從頭合成途徑（從頭合成途徑（de novo synthesis） 即利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化碳等簡(jiǎn)單物質(zhì)，在即利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化碳等簡(jiǎn)單物質(zhì)，在一系列酶的作用下合成嘌呤核苷酸。一系列

3、酶的作用下合成嘌呤核苷酸。2. 補(bǔ)救合成途徑（補(bǔ)救合成途徑（salvage synthesis） 即利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，在酶的作用下合即利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，在酶的作用下合成嘌呤核苷酸。成嘌呤核苷酸。 這兩種合成途徑在不同組織中的重要性各不相同，例這兩種合成途徑在不同組織中的重要性各不相同，例如在肝組織中只進(jìn)行從頭合成，而在腦、脊髓等組織如在肝組織中只進(jìn)行從頭合成，而在腦、脊髓等組織中則只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。中則只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。一、嘌呤核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成從頭合成從頭合成 除某些細(xì)菌外，幾乎所有生物體都能經(jīng)從頭合成途徑除某些細(xì)菌外，幾乎所有生物體都能經(jīng)從頭合成途徑合

4、成嘌呤核苷酸。合成嘌呤核苷酸。 在嘌呤核苷的生物合成中，生物體不是先合成嘌呤，在嘌呤核苷的生物合成中，生物體不是先合成嘌呤，再與磷酸核糖結(jié)合生成核苷酸，而是從再與磷酸核糖結(jié)合生成核苷酸，而是從-D-5-磷酸核糖磷酸核糖-1-焦磷酸（焦磷酸（PRPP）開始，經(jīng)過一系列的酶促反應(yīng)，生）開始，經(jīng)過一系列的酶促反應(yīng)，生成成次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸，然后再轉(zhuǎn)變成其他嘌呤核苷酸。，然后再轉(zhuǎn)變成其他嘌呤核苷酸。補(bǔ)救合成補(bǔ)救合成二、嘧啶核苷酸的合成二、嘧啶核苷酸的合成UMP從頭合成從頭合成 在生物合成中，尿嘧啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶核苷酸在生物合成中，尿嘧啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶核苷酸都不能直接通過氨基化而轉(zhuǎn)

5、變成相應(yīng)的胞嘧啶化合物，都不能直接通過氨基化而轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的胞嘧啶化合物，UMP只有轉(zhuǎn)變?yōu)橹挥修D(zhuǎn)變?yōu)閁TP后，才能氨基化生成后，才能氨基化生成CTP。 dTMP是是DNA的組成部分，它是由的組成部分，它是由dUMP經(jīng)甲基化而生經(jīng)甲基化而生成的。成的。 dNDP的生物轉(zhuǎn)化途徑的生物轉(zhuǎn)化途徑 脫氧核糖核苷酸是脫氧核糖核酸合成的前體，脫氧核脫氧核糖核苷酸是脫氧核糖核酸合成的前體，脫氧核糖核苷酸中的脫氧核糖并非是先生成后再組合到脫氧糖核苷酸中的脫氧核糖并非是先生成后再組合到脫氧核苷酸分子中的，而是通過核糖核苷酸的還原作用，核苷酸分子中的，而是通過核糖核苷酸的還原作用，以氫取代核糖分子中的以氫取代核糖分子

6、中的C-2位的羥基而生成的。位的羥基而生成的。 還原反應(yīng)是在還原反應(yīng)是在核苷二磷酸核苷二磷酸NDP水平上進(jìn)行水平上進(jìn)行的的。補(bǔ)救合成補(bǔ)救合成 磷酸化酶磷酸化酶催化各種嘧啶與核糖催化各種嘧啶與核糖1-磷酸或磷酸或2-脫氧核糖脫氧核糖1-磷酸生成嘧啶核苷，然后嘧啶核苷經(jīng)磷酸生成嘧啶核苷，然后嘧啶核苷經(jīng)細(xì)胞激酶細(xì)胞激酶的作的作用生成嘧啶核苷酸。用生成嘧啶核苷酸。第二節(jié)第二節(jié) 代謝拮抗類抗腫瘤、代謝拮抗類抗腫瘤、抗病毒藥物的設(shè)計(jì)抗病毒藥物的設(shè)計(jì)一、葉酸類抗代謝物一、葉酸類抗代謝物 葉酸是核酸生物合成的代謝物，也是紅細(xì)胞發(fā)育生長(zhǎng)葉酸是核酸生物合成的代謝物，也是紅細(xì)胞發(fā)育生長(zhǎng)的重要因子。葉酸缺乏時(shí)，白細(xì)胞

7、減少，因此葉酸拮的重要因子。葉酸缺乏時(shí)，白細(xì)胞減少，因此葉酸拮抗劑可以用于緩解急性白血病?？箘┛梢杂糜诰徑饧毙园籽?。 存在于自然界中的葉酸有二氫葉酸和四氫葉酸兩種形存在于自然界中的葉酸有二氫葉酸和四氫葉酸兩種形式，但在人體中只有四氫葉酸具有生理功能，二氫葉式，但在人體中只有四氫葉酸具有生理功能，二氫葉酸還原酶（酸還原酶（dihydrofolate reductase，DHFR）催化二）催化二氫葉酸還原為四氫葉酸。在核酸的生物合成中，四氫氫葉酸還原為四氫葉酸。在核酸的生物合成中，四氫葉酸是一碳單元的供給體。葉酸是一碳單元的供給體。 氨基蝶呤（氨基蝶呤（AMT）和和甲氨蝶呤（甲氨蝶呤（MTX）是

8、最早用于）是最早用于腫瘤臨床治療的二氫葉酸還原酶抑制劑，它們的腫瘤臨床治療的二氫葉酸還原酶抑制劑，它們的化學(xué)化學(xué)結(jié)構(gòu)與葉酸相似，通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制結(jié)構(gòu)與葉酸相似，通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制DHFR的活性，阻的活性，阻斷二氫葉酸還原成為四氫葉酸，從而使細(xì)胞內(nèi)的斷二氫葉酸還原成為四氫葉酸，從而使細(xì)胞內(nèi)的N5，N10-亞甲基四氫葉酸減少直至耗竭，導(dǎo)致一碳單位的亞甲基四氫葉酸減少直至耗竭，導(dǎo)致一碳單位的供給源中斷，減少了供給源中斷，減少了DNA、RNA和蛋白質(zhì)的生物合成，和蛋白質(zhì)的生物合成，細(xì)胞最終死亡。但長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)在體內(nèi)蓄積，因此細(xì)胞最終死亡。但長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)在體內(nèi)蓄積，因此毒毒副作用大副作用大，并且易產(chǎn)生，并且易

9、產(chǎn)生耐藥性耐藥性。（一）二氫葉酸還原酶抑制劑（一）二氫葉酸還原酶抑制劑5-33（一）二氫葉酸還原酶抑制劑（一）二氫葉酸還原酶抑制劑 為提高對(duì)腫瘤作用的選擇性以及克服為提高對(duì)腫瘤作用的選擇性以及克服MTX易產(chǎn)生耐易產(chǎn)生耐藥性的缺點(diǎn)，人們對(duì)藥性的缺點(diǎn)，人們對(duì)MTX和和AMT的結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種形式的改造式的改造。葉酸葉酸依達(dá)曲沙依達(dá)曲沙 普拉曲沙普拉曲沙（二）胸苷酸合成酶抑制劑（二）胸苷酸合成酶抑制劑 由于胸苷酸合成酶是從脫氧尿苷酸合成胸苷酸時(shí)的關(guān)鍵由于胸苷酸合成酶是從脫氧尿苷酸合成胸苷酸時(shí)的關(guān)鍵酶，所以發(fā)展胸苷酸合成酶特異性抑制劑是近年來抗腫酶，所以發(fā)展胸苷酸合成酶特異性抑制劑是近年來

10、抗腫瘤藥物研究的一個(gè)重要方向。瘤藥物研究的一個(gè)重要方向。 第一個(gè)應(yīng)用于臨床的胸苷酸合成酶抑制劑是第一個(gè)應(yīng)用于臨床的胸苷酸合成酶抑制劑是炔丙基去氮炔丙基去氮葉酸葉酸（DDPF，5-40），該化合物對(duì)胸苷酸合成酶和二），該化合物對(duì)胸苷酸合成酶和二氫葉酸還原酶都有抑制作用。氫葉酸還原酶都有抑制作用。 5-41是水溶性的胸苷酸合成酶抑制劑，因它不影響是水溶性的胸苷酸合成酶抑制劑，因它不影響RNA合成等細(xì)胞內(nèi)的其他生命活動(dòng)，故不良反應(yīng)較小。合成等細(xì)胞內(nèi)的其他生命活動(dòng)，故不良反應(yīng)較小。（二）胸苷酸合成酶抑制劑（二）胸苷酸合成酶抑制劑 （三）甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶抑制劑（三）甘氨酰胺核苷酸甲酰基轉(zhuǎn)移酶抑

11、制劑 洛美曲沙洛美曲沙是第一個(gè)用于臨床的甘氨酰胺核苷酸甲?；堑谝粋€(gè)用于臨床的甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶抑制劑，為四氫葉酸的同類物，其不同之處僅轉(zhuǎn)移酶抑制劑，為四氫葉酸的同類物，其不同之處僅將將5-、10-位的兩個(gè)氮原子以碳代替。位的兩個(gè)氮原子以碳代替。 洛美曲沙對(duì)二氫葉酸還原酶的抑制作用不明顯，而主洛美曲沙對(duì)二氫葉酸還原酶的抑制作用不明顯，而主要抑制甘氨酰胺核苷酸甲酰基轉(zhuǎn)移酶，從而抑制嘌呤要抑制甘氨酰胺核苷酸甲酰基轉(zhuǎn)移酶，從而抑制嘌呤的合成。的合成。（三）甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶抑制劑（三）甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶抑制劑 Agouron公司開發(fā)的公司開發(fā)的AG2034（5-43）屬于第二

12、代甘氨酰）屬于第二代甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶抑制劑，它是基于胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶抑制劑，它是基于E. coli來源的來源的甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶的甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶的X射線晶體衍射結(jié)構(gòu)設(shè)射線晶體衍射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。計(jì)的。 甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶活性位點(diǎn)的計(jì)算分析表明，甘氨酰胺核苷酸甲酰基轉(zhuǎn)移酶活性位點(diǎn)的計(jì)算分析表明，硫原子的引入能增加額外的親和作用。硫原子的引入能增加額外的親和作用。 屬于這一類型的抑制劑還有屬于這一類型的抑制劑還有Lilly公司開發(fā)的公司開發(fā)的LY309887（5-44）。目前這些抑制劑都在臨床試驗(yàn)中。）。目前這些抑制劑都在臨床試驗(yàn)中。（三）甘氨酰胺核苷酸甲?；?/p>

13、轉(zhuǎn)移酶抑制劑（三）甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶抑制劑 洛美曲沙洛美曲沙二、嘌呤類抗代謝物二、嘌呤類抗代謝物主要作用機(jī)制主要作用機(jī)制1. 直接或者經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化后模擬天然底物的結(jié)構(gòu)與酶直接或者經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化后模擬天然底物的結(jié)構(gòu)與酶競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，從而抑制競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，從而抑制DNA和和RNA的合成。的合成。2. 作為偽底物摻入作為偽底物摻入DNA或或RNA鏈，干擾鏈，干擾DNA或或RNA的的功能。功能。6-巰基嘌呤巰基嘌呤6-巰基鳥嘌呤巰基鳥嘌呤6-氯法拉濱氯法拉濱奈拉濱奈拉濱6-甲巰基鳥嘌呤甲巰基鳥嘌呤 6-巰基嘌呤是巰基嘌呤是次黃嘌呤次黃嘌呤的衍生物，進(jìn)入體內(nèi)后，在次黃的衍生物，進(jìn)入體內(nèi)后，在次黃嘌呤嘌

14、呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的催化作用下，與鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的催化作用下，與PRPP反反應(yīng)生成應(yīng)生成6-巰基嘌呤核苷酸而發(fā)揮作用。巰基嘌呤核苷酸而發(fā)揮作用。 巰基嘌呤的衍生物巰基嘌呤的衍生物6-甲巰基嘌呤在體外細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)無活甲巰基嘌呤在體外細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)無活性，但在體內(nèi)具有抗癌活性，這有可能是性，但在體內(nèi)具有抗癌活性，這有可能是6-甲巰嘌呤在甲巰嘌呤在體內(nèi)代謝脫甲基后轉(zhuǎn)變成體內(nèi)代謝脫甲基后轉(zhuǎn)變成6-巰基嘌呤的結(jié)果。巰基嘌呤的結(jié)果。 6-巰基鳥嘌呤的作用類似于巰基鳥嘌呤的作用類似于6-巰基嘌呤，也是次黃嘌呤巰基嘌呤，也是次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的底物，代謝生成鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的底物，代謝生

15、成6-巰基鳥嘌呤巰基鳥嘌呤核苷酸，進(jìn)一步磷酸化生成核苷酸，進(jìn)一步磷酸化生成6-巰基鳥嘌呤二磷酸或巰基鳥嘌呤二磷酸或6-巰巰基鳥嘌呤三磷酸，后者是基鳥嘌呤三磷酸，后者是多聚酶的底物多聚酶的底物，可以摻入，可以摻入RNA鏈中。鏈中。 6-巰基鳥嘌呤也可成為巰基鳥嘌呤也可成為2-脫氧脫氧-6-巰基鳥嘌呤核苷酸或其巰基鳥嘌呤核苷酸或其對(duì)應(yīng)的二磷酸、三磷酸衍生物，而經(jīng)對(duì)應(yīng)的二磷酸、三磷酸衍生物，而經(jīng)DNA聚合酶的作聚合酶的作用摻入用摻入DNA鏈中。鏈中。6-6-巰基鳥嘌呤的作用類似于巰基鳥嘌呤的作用類似于6-6-巰基嘌呤巰基嘌呤 氯法拉濱經(jīng)脫氧胞苷激酶磷酸化為單磷酸衍生物后，接氯法拉濱經(jīng)脫氧胞苷激酶磷酸

16、化為單磷酸衍生物后，接著被其他激酶連續(xù)轉(zhuǎn)變成活性形式的三磷酸衍生物著被其他激酶連續(xù)轉(zhuǎn)變成活性形式的三磷酸衍生物。 氯氯法拉濱三磷酸通過競(jìng)爭(zhēng)抑制法拉濱三磷酸通過競(jìng)爭(zhēng)抑制DNA聚合酶，通過聚合酶，通過摻入摻入DNA鏈中鏈中而終止而終止DNA鏈的延長(zhǎng)及修復(fù)，并能有效抑制核鏈的延長(zhǎng)及修復(fù)，并能有效抑制核苷酸還原酶，使細(xì)胞內(nèi)脫氧核苷三磷酸的數(shù)目減少，最苷酸還原酶，使細(xì)胞內(nèi)脫氧核苷三磷酸的數(shù)目減少，最終導(dǎo)致終導(dǎo)致DNA合成受到抑制。合成受到抑制。 奈拉濱是奈拉濱是阿糖鳥苷（阿糖鳥苷（Ara-G）的前藥）的前藥。盡管。盡管Ara-G的的活性從活性從20世紀(jì)世紀(jì)60年代就為人們所知，但由于其溶解度年代就為人們

17、所知，但由于其溶解度問題而沒有用于臨床研究問題而沒有用于臨床研究。 奈奈拉濱的水溶解能力約為拉濱的水溶解能力約為Ara-G的的10倍，它在體內(nèi)被倍，它在體內(nèi)被腺苷脫氨酶去甲基化后生成腺苷脫氨酶去甲基化后生成Ara-G，繼而被激酶磷酸，繼而被激酶磷酸化形成化形成Ara-GTP并連結(jié)到并連結(jié)到DNA鏈上。鏈上。三、嘧啶類抗代謝物三、嘧啶類抗代謝物吉西他濱吉西他濱 卡卡培他濱培他濱5-氟尿嘧啶脫氧核苷5-氟尿嘧啶雙呋氟尿嘧啶 5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶是根據(jù)電子等排原子概念設(shè)計(jì)的尿嘧啶衍是根據(jù)電子等排原子概念設(shè)計(jì)的尿嘧啶衍生物。由于氟原子的原子半徑與氫原子比較接近，氟生物。由于氟原子的原子半徑與氫原子比較

18、接近，氟代物的體積與原化合物幾乎相等，同時(shí)代物的體積與原化合物幾乎相等，同時(shí)CF鍵比較穩(wěn)鍵比較穩(wěn)定，在代謝過程中不易分解，因此氟原子不干擾含氟定，在代謝過程中不易分解，因此氟原子不干擾含氟藥物與相應(yīng)細(xì)胞受體間的相互作用，能在分子水平代藥物與相應(yīng)細(xì)胞受體間的相互作用，能在分子水平代替正常代謝物。替正常代謝物。 5-氟尿嘧啶脫氧核苷和氟尿嘧啶脫氧核苷和5-氟尿嘧啶一樣，在體內(nèi)均被轉(zhuǎn)氟尿嘧啶一樣，在體內(nèi)均被轉(zhuǎn)化為化為5-氟尿嘧啶脫氧核苷酸，氟尿嘧啶脫氧核苷酸，5-氟尿嘧啶脫氧核苷酸氟尿嘧啶脫氧核苷酸是是這些藥物細(xì)胞毒作用的活性形式。這些藥物細(xì)胞毒作用的活性形式。5-氟尿嘧啶脫氧核苷5-氟尿嘧啶雙呋氟

19、尿嘧啶 5-氟尿嘧啶是臨床上廣泛應(yīng)用于治療實(shí)體瘤的抗腫瘤藥氟尿嘧啶是臨床上廣泛應(yīng)用于治療實(shí)體瘤的抗腫瘤藥物，但是物，但是5-氟尿嘧啶缺乏選擇性，給骨髓、胃腸道、中氟尿嘧啶缺乏選擇性，給骨髓、胃腸道、中驅(qū)神經(jīng)系統(tǒng)等方面帶來毒性。驅(qū)神經(jīng)系統(tǒng)等方面帶來毒性。 替加氟（替加氟（tegafur）和雙呋氟尿嘧啶在體內(nèi)較穩(wěn)定，在體）和雙呋氟尿嘧啶在體內(nèi)較穩(wěn)定，在體內(nèi)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?-氟尿嘧啶，是氟尿嘧啶，是5-氟尿嘧啶的前藥氟尿嘧啶的前藥，毒性毒性比比5-氟尿嘧啶小氟尿嘧啶小56倍，化療指數(shù)高倍，化療指數(shù)高。5-氟尿嘧啶脫氧核苷氟尿嘧啶脫氧核苷5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶替加氟替加氟雙雙呋氟尿嘧啶呋氟尿嘧啶

20、 地地西他濱西他濱在體內(nèi)磷酸化后，摻入在體內(nèi)磷酸化后，摻入RNA和和DNA鏈中，形成鏈中，形成非功能性的氮雜非功能性的氮雜RNA和和DNA。 卡培他濱卡培他濱是一種具有腫瘤靶向效應(yīng)的口服是一種具有腫瘤靶向效應(yīng)的口服5-氟嘧啶核苷氟嘧啶核苷類似物，首先在肝臟由羧基酯化酶轉(zhuǎn)化成類似物，首先在肝臟由羧基酯化酶轉(zhuǎn)化成5-脫氧脫氧-5-氟氟-胞苷，接著由胞苷，接著由胞苷脫氨酶胞苷脫氨酶轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成5-脫氧脫氧-5-氟氟-尿嘧啶，尿嘧啶，最后由最后由胸苷磷酸酶胸苷磷酸酶轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成5-氟尿嘧啶，而后兩種酶主要氟尿嘧啶，而后兩種酶主要存在于腫瘤組織中。存在于腫瘤組織中。吉西他濱吉西他濱 卡培他濱卡培他濱地西

21、他濱地西他濱阿糖胞苷阿糖胞苷環(huán)胞苷環(huán)胞苷第三節(jié)第三節(jié) 核苷類抗病毒藥物的設(shè)計(jì)核苷類抗病毒藥物的設(shè)計(jì) 通過對(duì)通過對(duì)3-羥基進(jìn)行非羥基化取代、脫氧修飾或羥基進(jìn)行非羥基化取代、脫氧修飾或L-構(gòu)型構(gòu)型修飾后，再被細(xì)胞激酶逐步磷酸化而生成三磷酸衍生修飾后，再被細(xì)胞激酶逐步磷酸化而生成三磷酸衍生物。物。 這些三磷酸衍生物是這些三磷酸衍生物是DNA聚合酶底物聚合酶底物dNTP的競(jìng)爭(zhēng)性抑的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，它們通過與制劑，它們通過與DNA聚合酶結(jié)合并連接到聚合酶結(jié)合并連接到DNA鏈上，鏈上，由于其由于其3-羥基的缺失，不能再繼續(xù)進(jìn)行羥基的缺失，不能再繼續(xù)進(jìn)行53鏈的延長(zhǎng)，鏈的延長(zhǎng)，因而使病毒因而使病毒DNA的復(fù)制

22、被終止，的復(fù)制被終止，主要用于治療主要用于治療HIV和和HBV。一、基于核苷糖環(huán)修飾的藥物一、基于核苷糖環(huán)修飾的藥物齊多夫定齊多夫定 扎西他濱扎西他濱 司他司他夫定夫定拉米夫定拉米夫定 恩曲他濱恩曲他濱 克拉克拉夫定夫定 齊多夫定是第一個(gè)獲準(zhǔn)用于治療齊多夫定是第一個(gè)獲準(zhǔn)用于治療HIV-1感染患者的藥感染患者的藥物。它是脫氧胸苷的類似物，在體內(nèi)經(jīng)磷酸激酶的逐物。它是脫氧胸苷的類似物，在體內(nèi)經(jīng)磷酸激酶的逐步磷酸化轉(zhuǎn)變成為活性形式的三磷酸衍生物。步磷酸化轉(zhuǎn)變成為活性形式的三磷酸衍生物。 三磷酸衍生物是三磷酸衍生物是HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，阻逆轉(zhuǎn)錄酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，阻礙前病毒礙前病毒DNA的

23、合成。的合成。阿糖腺苷（阿糖腺苷（廣譜廣譜） 地丹諾辛地丹諾辛 阿巴卡韋阿巴卡韋 恩替卡韋恩替卡韋 與基于糖環(huán)修飾的核苷類抗病毒藥物相比，基于堿基與基于糖環(huán)修飾的核苷類抗病毒藥物相比，基于堿基修飾的抗病毒藥物數(shù)目較少。堿基的修飾主要集中在修飾的抗病毒藥物數(shù)目較少。堿基的修飾主要集中在嘧啶的嘧啶的C-5或或C-6位取代、嘌呤雜環(huán)的氮雜或去氮修飾位取代、嘌呤雜環(huán)的氮雜或去氮修飾等等，主要用于治療皰疹病毒（主要用于治療皰疹病毒（HSV和和VZV）。二、基于核苷堿基修飾的藥物二、基于核苷堿基修飾的藥物碘苷碘苷 碘代脫氧胞苷碘代脫氧胞苷 BVDU利巴韋林（利巴韋林（廣譜廣譜） 3-去氮腺苷（去氮腺苷（廣

24、譜廣譜） 無環(huán)核苷可看成是核苷的呋喃糖環(huán)被打開的一類核苷無環(huán)核苷可看成是核苷的呋喃糖環(huán)被打開的一類核苷類似物。目前臨床上類似物。目前臨床上治療皰疹病毒（治療皰疹病毒（HSV、VZV、CMV）感染的藥物大多屬于無環(huán)核苷類化合物感染的藥物大多屬于無環(huán)核苷類化合物。 泛昔洛韋的作用過程包括首先在腸壁經(jīng)酯化酶作用水泛昔洛韋的作用過程包括首先在腸壁經(jīng)酯化酶作用水解脫去一個(gè)解脫去一個(gè)4-乙?；又诟闻K脫去另一個(gè)乙?；阴；又诟闻K脫去另一個(gè)乙?；纬尚纬?-脫氧噴昔洛韋，脫氧噴昔洛韋，6-脫氧噴昔洛韋再經(jīng)肝臟醛氧化脫氧噴昔洛韋再經(jīng)肝臟醛氧化酶的氧化形成噴昔洛韋。酶的氧化形成噴昔洛韋。纈昔洛韋（前藥

25、） 纈更昔洛韋（前藥） 泛昔洛韋（前藥） 三、無環(huán)核苷三、無環(huán)核苷阿昔洛韋阿昔洛韋 更昔洛韋更昔洛韋 噴昔洛韋噴昔洛韋纈昔洛韋（前藥）纈昔洛韋（前藥） 纈更昔洛韋（前藥）纈更昔洛韋（前藥） 泛昔洛韋（前藥）泛昔洛韋（前藥） 在無環(huán)核苷類似物被細(xì)胞吸收后，它們要經(jīng)過在無環(huán)核苷類似物被細(xì)胞吸收后，它們要經(jīng)過3個(gè)連個(gè)連續(xù)的磷酸化過程轉(zhuǎn)變?yōu)槿姿嵝问?，然后再與靶酶即續(xù)的磷酸化過程轉(zhuǎn)變?yōu)槿姿嵝问?，然后再與靶酶即病毒病毒DNA聚合酶作用。聚合酶作用。 在磷酸化過程中，最關(guān)鍵的是第一步磷酸化過程，它在磷酸化過程中，最關(guān)鍵的是第一步磷酸化過程，它是由是由HSV或或VZV中特異病毒編碼的胸苷激酶（中特異病毒編

26、碼的胸苷激酶（TK）或或CMV中特異病毒編碼的中特異病毒編碼的UL97蛋白激酶（蛋白激酶（PK）來實(shí)）來實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)的。 無環(huán)核苷磷酸酯是在其醚鏈部分通過無環(huán)核苷磷酸酯是在其醚鏈部分通過P-C鍵連有鍵連有1個(gè)磷個(gè)磷酸基，與酸基，與P-O鍵相連的磷酸基相比，鍵相連的磷酸基相比，P-C鍵不能被細(xì)胞鍵不能被細(xì)胞內(nèi)的酯酶水解。這類化合物由于不需要皰疹病毒的胸內(nèi)的酯酶水解。這類化合物由于不需要皰疹病毒的胸苷激酶進(jìn)行一磷酸化，所以具有苷激酶進(jìn)行一磷酸化，所以具有廣譜抗病毒活性廣譜抗病毒活性。 西多福偉西多福偉 阿德福韋阿德福韋 泰諾福韋泰諾福韋阿德福韋酯阿德福韋酯 （前藥）（前藥） 泰諾福韋酯（前藥）泰諾福

27、韋酯（前藥） 第四節(jié)第四節(jié) 反義核酸與小干擾反義核酸與小干擾RNARNA藥物的設(shè)計(jì)藥物的設(shè)計(jì) 反義寡核苷酸藥物以及小干擾反義寡核苷酸藥物以及小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）藥物是在核酸水平上阻斷蛋白質(zhì)的合）藥物是在核酸水平上阻斷蛋白質(zhì)的合成，在疾病發(fā)生的源頭高度特異性地使疾病相關(guān)基因成，在疾病發(fā)生的源頭高度特異性地使疾病相關(guān)基因沉默。沉默。 反義核酸與靶序列結(jié)合后，反義核酸與靶序列結(jié)合后，通過兩種途徑即阻塞或酶水通過兩種途徑即阻塞或酶水解來終止靶序列的功能。解來終止靶序列的功能。 阻塞機(jī)制阻塞機(jī)制只是通過反義核酸只是通過反義核酸與靶序列結(jié)合改變空間結(jié)構(gòu)，與

28、靶序列結(jié)合改變空間結(jié)構(gòu)，使參與復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或翻譯的使參與復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或翻譯的各種酶無法與該序列結(jié)合，各種酶無法與該序列結(jié)合，從而使功能終止。從而使功能終止。 酶水解機(jī)制酶水解機(jī)制是指反義核酸是指反義核酸與靶序列結(jié)合后激活某些與靶序列結(jié)合后激活某些酶而將靶序列降解。反義酶而將靶序列降解。反義核酸激活酶的能力直接影核酸激活酶的能力直接影響反義抑制效果。參與水響反義抑制效果。參與水解靶序列的酶最常見到的解靶序列的酶最常見到的是是RNaseH。反義核酸結(jié)構(gòu)的化學(xué)修飾方式反義核酸結(jié)構(gòu)的化學(xué)修飾方式 磷酸二酯鍵組成的天然的寡核苷酸易受體內(nèi)各種酶磷酸二酯鍵組成的天然的寡核苷酸易受體內(nèi)各種酶的降解，同時(shí)也存在難于

29、透過細(xì)胞膜的問題，因此的降解，同時(shí)也存在難于透過細(xì)胞膜的問題，因此對(duì)天然的寡核苷酸進(jìn)行化學(xué)修飾是提高寡核苷酸藥對(duì)天然的寡核苷酸進(jìn)行化學(xué)修飾是提高寡核苷酸藥物的生物利用度所必需的。物的生物利用度所必需的。反義核酸藥物反義核酸藥物硫代磷酸二酯類硫代磷酸二酯類 MOE類類 構(gòu)象鎖定型構(gòu)象鎖定型 酰胺骨架型酰胺骨架型 反義核酸藥物面臨的問題反義核酸藥物面臨的問題 透膜能力、酶穩(wěn)定性和特異性一直是阻礙反義核酸藥透膜能力、酶穩(wěn)定性和特異性一直是阻礙反義核酸藥物發(fā)展的瓶頸。物發(fā)展的瓶頸。 通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)修飾可以部分解決這些方面的問題，通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)修飾可以部分解決這些方面的問題，但隨之而來的是在大多數(shù)情況下

30、將使產(chǎn)品的合成成本但隨之而來的是在大多數(shù)情況下將使產(chǎn)品的合成成本大大增加，勢(shì)必會(huì)影響將藥品推向市場(chǎng)。大大增加，勢(shì)必會(huì)影響將藥品推向市場(chǎng)。 與此同時(shí)，其生物學(xué)效應(yīng)研究也有待深入。與此同時(shí)，其生物學(xué)效應(yīng)研究也有待深入。siRNAsiRNA藥物藥物 siRNA必須與多種蛋白結(jié)合必須與多種蛋白結(jié)合形成一種形成一種RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（體（RNA induced silencing complex，RISC），該復(fù)合），該復(fù)合體由核酸內(nèi)切酶、核酸外切體由核酸內(nèi)切酶、核酸外切酶、解旋酶和同源酶、解旋酶和同源RNA搜索搜索活性蛋白等組成活性蛋白等組成。 RNAi的作用經(jīng)過如下過程的作用經(jīng)過如下過程：外源進(jìn)入外源進(jìn)入的長(zhǎng)雙鏈的長(zhǎng)雙鏈RNA被被Dicer酶識(shí)別，以一種酶識(shí)別，以一種