[发明专利]一种TrpRS抑制剂的筛选方法

说明书

本发明公开了一种在蛋白层面筛选TrpRS抑制剂的方法，本发明采用氨基偶联法将靶标蛋白TrpRS固定在芯片表面，将待筛选的化合物配制成合适浓度进行单浓度或者亲和力筛选，将传感信号统一数据处理，筛选出与TrpRS蛋白具有较高亲和力的化合物，本发明的方法可以快速、灵敏、高效地完成化合物的高通量筛选，并且可以快速准确地确定筛选出的化合物的作用位点，为筛选TrpRS抑制剂提供了切实可行的方法。

技术领域

本发明涉及药物领域，特别是涉及一种抑制TrpRS蛋白活性的抗菌药物的筛选方法。

背景技术

细菌耐药尤其是多重耐药革兰阴性菌已经成为全球严重的公共卫生问题。细菌耐药威胁着人类的生命健康，同时也引发了严重的经济和社会问题，几乎每年都有人因为抗生素耐药性而死亡。2015年，全球因细菌耐药而死亡的人数约为70万人，按照当前的增长速度，到2050年，这个数字将会达到1000万，超过目前每年死于癌症的人数。控制抗生素滥用、确定新的抗生素靶点以及开发新的抗生素成为应对目前耐药感染的主要对策。

氨酰tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetases，aaRS)是生命进化过程中出现最早的一类蛋白质，广泛存在于古细菌、真细菌和真核细胞，以及线粒体和叶绿体等细胞器中，它们催化氨基酸与相应tRNA的氨酰化实现遗传信息的准确翻译，在蛋白质的生物合成中起至关重要的作用。一旦细菌中这些酶受到抑制，蛋白质的生物合成就被迫终止，必然导致细菌生长变慢。aaRS普遍存在于细胞中，尽管其催化功能比较保守，但是不同种属aaRS的结构不尽相同，在原核和真核生物之间存在着较大的差异。细菌与人体aaRS不同的催化位点结构使得设计针对微生物的特异性aaRS抑制剂成为可能，并有助于开发以aaRS为靶标的新型抗生素。

目前已经有3种aaRS抑制剂被批准作为人类或兽类药物，分别是IleRS抑制剂莫匹罗星(Bactroban)、ProRS抑制剂常山酮(halofuginone，HF)和LeuRS抑制剂AN2690(Tavaborole)。这些药物的临床应用表明aaRS中的每一种酶均可单独作为新型抗生素研发的重要靶点。

色氨酸是蛋白质合成的一种重要氨基酸，在生物体内发挥着重要作用。TrpRS抑制剂包括：创新霉素、吲哚霉素以及近年来利用高通量筛选等技术手段筛选发现的全新结构TrpRS抑制剂。上述化合物均作用于TrpRS的氨基酸催化位点，呈现出较好的抗菌活性，传统的基于活性筛选的抗生素发现途径，如：创新霉素、吲哚霉素的发现，在研究早期阶段存在靶点不清等缺点，使得对化合物的改造无法理性进行。近年来兴起的虚拟筛选手段主要针对单一位点考察，筛选获得的化合物受制于药效基团以及结合位点的选择与确认。通过高通量筛选(high throughput screening，HTS)获得的新结构化合物正成为新的活性化合物发现的重要手段，但该方法筛选获得的化合物多为已“成型”化合物，相对分子质量较大，结构优化的空间较小，甚至部分“优秀”结合基团由于骨架影响而被忽略，将其改造成高活性、高选择性且具有成药性分子的难度较大。针对目前抗生素耐药频发的问题，选用新型靶标、建立理性化的筛选模型进行新型抑制剂的筛选迫在眉睫。

目前尚未有以色氨酸tRNA合成酶(TrpRS)为靶标的药物筛选模型。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种TrpRS抑制剂的筛选方法。

本发明利用iTC(等温滴定量热)技术和SPR(表面等离子体共振)技术，建立一种TrpRS抑制剂的高通量筛选模型。这两种技术的结合能够快速、有效地筛选出抑制TrpRS蛋白活性的候选化合物。

本发明涉及一种TrpRS抑制剂的筛选方法，以TrpRS蛋白为靶标，联合使用iTC(等温滴定量热)和SPR(表面等离子体共振)进行筛选。

进一步，本发明涉及一种TrpRS抑制剂的筛选方法，包括如下步骤：