小分子端粒酶抑制剂的研究进展
端粒末端G-四联体结构的形成以及
端粒末端G-四联体结构的形成以及以G-四联体结构为靶点的端粒酶抑制剂研究进展07102108 王婷婷摘要：端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，由简单的DNA片段重复而成，这些片段多富含G，因此这种DNA被称为富-G DNA。
G-四联体就是单链部分的富-G DNA在特定的离子强度和PH值条件下形成的结构。
肿瘤细胞中这种结构的形成可抑制端粒酶的活性，使端粒长度稳定机制遭到破坏。
因此G-四联体成为目前抑癌手段的新热点。
关键词：G-四联体端粒端粒酶抑制剂富-G DNA1.端粒和端粒酶端粒作为一种特殊的染色体末端的结构，存在于真核生物细胞中，由端粒DNA和端粒蛋白质组成。
其中，端粒DNA的G碱基含量很多，经常由简单的富G-DNA片段高度重复而成。
端粒具有高度的保守性和种属特异性。
1.1端粒存在的意义在DNA复制过程中，由于其只能从5’端向3’端顺序复制，新生成的DNA中只有一条单链是顺序复制下来的，另一条单链则会以RNA引物加上冈崎片段的形式复制。
其中一条新单链5’端会被RNA引物先行占据。
（图1）图1 DNA复制当复制完成后，RNA引物会自行脱下，接着由DNA连接酶识别每个冈崎片段的末尾，对其与下一个冈崎片段的开头进行连接（从上图中看是从右向左进行连接）。
这时就出现了一个问题，那条新单链的5’端（最右端）没有上个冈崎片段的末尾，DNA连接酶不能补全它由于RNA引物的脱去而缺失的部分。
这个问题被称为末端隐缩。
有端粒存在的情况下，在染色体进行复制时，丢失的部分只是一段高度重复的DNA（在上图中也就是存在于原DNA的3’端，并不含有翻译后有意义功能的序列）——即一部分端粒，用这种方法保证了染色体的完整复制，这是端粒的主要作用之一。
当然，因为染色体是互补配对进行复制的，所以在DNA的5’端也有端粒的序列，以保证子代DNA的3’端在下次复制时不会丢失重要序列。
由此可见，端粒是真核生物进化过程的产物，因为它的存在，复杂的染色体复制机制才可以周而复始地进行下去。
小分子抑制剂的设计与发现
小分子抑制剂的设计与发现小分子抑制剂是一类新型的药物，它们通过针对特定蛋白的活性位点，抑制蛋白质功能的发挥。
这种方法是治疗疾病的一种重要的手段。
小分子抑制剂不同于传统的治疗方法，它具有更高的选择性和更好的可控性，减少了患者的不良反应。
小分子抑制剂的设计和发现是一个非常繁琐的过程，需要研究者有深厚的科学素养、丰富的经验和过硬的技术能力。
在小分子抑制剂的发现中，关键是要针对目标分子选择合适的化合物，使其能够与特定的靶蛋白相互作用，从而完成抑制的效果。
目前，小分子抑制剂的设计和发现主要基于结构生物学、计算化学和高通量筛选技术。
对于结构生物学和计算化学来说，它们可以通过模拟和预测，为化学家提供更有针对性的设计思路。
对于结构生物学来说，借助X射线晶体学或核磁共振技术，得到目标分子的高分辨率三维结构，可以在其中进行锁定靶点的深入分析。
可以寻找并分析蛋白与其他分子之间的相互作用，从而设计新的小分子抑制剂。
而计算化学的作用，则主要是预计各种分子之间相互作用的力程，并预测药效物质的构象，通过预测药性的构象，设计特定的化合物，是一个更加直观有效的方法。
同时，相比于试错法，预测的可行性更高，可以减少试验时间和成本。
另外，在高通量筛选技术中，呈现了更快捷、高效的方法。
通过在试验前设计大量的化学物质，可以在短时间内筛选出对目标分子的抑制剂。
这种新型的高通量筛选技术在医药研究领域中被广泛使用，大大缩短了筛选周期和药物发现时间。
总的来说，小分子抑制剂的设计和发现即使采用结构生物学、计算化学和高通量筛选技术，仍然存在诸多挑战。
充分利用这些方法，需要有一定的跨学科知识储备和经验，才能取得有效的成果。
未来，小分子抑制剂的研究将成为医药科技的主要发展方向之一。
除了能够为临床患者带来更优质、更安全的治疗方法，还将促进医学的科学化、精细化发展。
小分子抑制剂在药物研发中的前景展望
小分子抑制剂在药物研发中的前景展望随着医学研究的不断进步，药物研发也变得越来越重要。
以往的研究主要局限于小分子化合物的发现，但是随着时间的推移，小分子抑制剂已经成为药物研发过程中不可缺少的一部分。
小分子抑制剂的研究在众多领域都取得了显著的成就，尤其在癌症和炎症等疾病治疗方面具有广泛的应用前景。
一、小分子抑制剂在药物研发中的应用小分子抑制剂是一种广泛应用于药物研发中的化合物。
它们通过抑制特定蛋白质或酶的活性来阻止或减缓疾病的发展。
这种药物的疗效与其分子量和化学构造密切相关，通常以小分子有机化合物为主。
其在目前研究的领域中应用非常普遍，包括肿瘤、心血管疾病、代谢疾病、感染性疾病、自身免疫疾病等。
其中，癌症是小分子抑制剂广泛应用的领域之一。
许多药物的研发侧重于瘤细胞的运作机制，尤其是抑制癌细胞的增殖。
如丝裂霉素C和培美曲塞等药物都是抑制癌细胞增殖的典型代表。
研究人员也在积极开发针对肿瘤特异性抗原（TSAs）的小分子抑制剂。
通过抑制TSAs，这些药物可以更针对性地杀死癌细胞，并减轻患者的不适症状。
二、小分子抑制剂的未来前景小分子抑制剂在药物研发中的适用范围与其疗效密切相关，随着新技术和研究的不断发展，其前景也愈发光明。
下面简单介绍一下几个有前途的领域。
1.免疫治疗随着人们对肿瘤免疫系统的理解加深，研究人员逐渐发现，通过激活患者自身的免疫系统来攻击癌细胞是一种有效的治疗手段。
小分子抑制剂在免疫治疗中的应用获得了极大的发展。
例如，阿鲁替尼就是一种小分子抑制剂，它可以激活免疫系统的T细胞，攻击肿瘤。
2.基因编辑基因编辑是一项新技术，通过修改人类基因组来治疗疾病。
这个领域与小分子抑制剂结合起来可以为药物研发带来新的机遇。
例如，小分子抑制剂可以被用来针对CRISPR-Cas9、CRISPR-Cpf1等技术中的裁剪酶和引导RNA，这样可以增强这些技术的准确性和高效性。
同时，小分子抑制剂也可以被用来针对CRISPR-Cas9等技术中的低效率，从而提高基因编辑的准确性、效率和安全性。
端粒酶抑制剂
端粒酶抑制剂在肿瘤治疗中的最新研究进展摘要：端粒酶是一种特殊的逆转录酶，能以自身的 RNA为模板，反转录成端粒的重复单元TT AGGG加到人染色体末端，阻止端粒随细胞分裂而缩短，使细胞绕过衰老途径成为永生化细胞，导致人类肿瘤的发生。
以端粒酶为靶点，可以有多种治疗途径，本文主要介绍了端粒酶抑制剂的研究现状及新进展，重点对新型G ‐四联体稳定剂类端粒酶抑制剂、逆转录酶抑制剂及其他新型端粒酶抑制剂的研究进展进行介绍。
关键词：端粒酶抑制，G‐四联体，逆转录酶抑制剂，肿瘤，研究进展The newest research progress of the telomerase inhibitorsin cancer therapyKeywords:telomerase inhibitors，G-quadrplex DNA，Reverse transcriptase inhibitors，Tumor，research progress引言：端粒酶作为一种负责延长端粒的核蛋白逆转录酶，对于细胞染色体的稳定性和细胞活性的维持有重要作用，端粒酶的活性在正常组织中被抑制，而在恶性肿瘤细胞中其阳性率可达 84% ～95%，人体绝大部分恶性肿瘤的发生发展过程与端粒酶活性有非常紧密的联系，针对这一现象，并结合端粒酶本身的特点，人们开发出端粒酶抑制剂，应用不同端粒酶抑制剂针对端粒酶的不同组分及作用途径进行破坏或阻断，从而抑制端粒酶活性最终限制肿瘤的生长及发展，这是近年来国内外学者积极探索的一个方向。
1端粒与端粒酶概述端粒是位于真核细胞染色体末端的一种特殊结构，由DNA片段和蛋白组成，其主要功能是维护染色体的完整性，端粒长度随着有丝分裂逐渐缩短，当缩短至不能维护染色体稳定时，则导致细胞凋亡。
人端粒是染色体末端的一段富含GC 的重复序列，其生物学功能主要有：①保护染色体末端完整性；②参与染色体的定位和复制，保证细胞的正常分化与繁殖；③与细胞凋亡和永生化关系密切[1]，在细胞分裂过程中，染色体末端逐渐缩短(图 1、2)，当端粒缩短至l隔界值(4kb)以下时细胞趋向凋亡。
端粒端粒酶研究进展
端粒端粒酶研究进展端粒是染色体末端的一段DNA序列，它起到保护染色体稳定性和完整性的作用。
然而，由于染色体在每次细胞分裂时会缩短一段，当端粒长度过短时，染色体会发生异常，并最终导致细胞老化和死亡。
端粒酶则是一种重要的酶，它能够补充并保持端粒的长度稳定。
近年来，对于端粒和端粒酶的研究取得了许多重要的进展。
首先，科学家们对于端粒和端粒酶的结构和功能进行了深入的研究。
端粒由重复的TTAGGG序列组成，这些序列会通过端粒酶的作用被补充。
端粒酶主要由两个亚基组成：一个叫做端粒酶反转录酶TERT，另外一个则是端粒酶RNA（TERC）。
TERT具有酶的活性，而TERC则是TERT的模板，用于合成新的端粒DNA。
端粒酶通过不断循环地合成新的端粒DNA来补充端粒的长度，从而延长染色体的寿命。
其次，研究表明端粒和端粒酶在癌症中具有重要的作用。
在正常细胞中，端粒的长度会随着细胞的分裂而缩短，从而限制了细胞的生命周期。
然而，在肿瘤细胞中，端粒酶的活性会显著增加，导致细胞端粒的长度不断维持，并且细胞可以无限制地分裂。
这种增强的端粒酶活性对于肿瘤细胞的免疫逃逸、增殖和转移等方面起着重要的作用。
因此，端粒酶已成为癌症治疗的一个重要靶点，研究人员已经开始开发端粒酶抑制剂，以抑制肿瘤的生长和扩散。
此外，最近的研究发现，端粒和端粒酶在衰老过程中也发挥了重要的作用。
随着年龄的增长，端粒长度会逐渐缩短，从而引发细胞衰老和组织功能下降。
研究人员尝试通过增强端粒酶的活性来抑制细胞衰老，以延长寿命和改善老年病的发生率。
实验证据显示，通过增加端粒酶的表达或给予端粒酶活性的药物可以有效地抑制细胞衰老。
这些发现为老年病的治疗和延长寿命提供了新的研究方向。
总之，端粒和端粒酶在细胞衰老、癌症等疾病方面的研究进展迅速。
研究人员们对于端粒和端粒酶的结构和功能有了更深入的了解，并且逐渐揭示了它们在疾病中的重要作用。
未来的研究将继续深入探究端粒和端粒酶的调控机制，并开发出更具针对性的治疗手段，为人类健康的维护做出更大的贡献。
端粒及端粒酶的研究进展
生物化学与生物物理进展PROGRESS IN BIOCHEMISTRY ANDBIOPHYSICS1999年 第26卷 第5期 Vol.26 No.5 1999端粒及端粒酶的研究进展任建国 周军 戴尧仁摘要 端粒是染色体末端独特的蛋白质-DNA结构，在保护染色体的完整性和维持细胞的复制能力方面起着重要的作用.端粒酶则是由RNA和蛋白质亚基组成的、能够延长端粒的一种特殊反转录酶.端粒长度和端粒酶活性的变化与细胞衰老和癌变密切相关.端粒结合蛋白可能通过调节端粒酶的活性来调节端粒长度，进而控制细胞的衰老、永生化和癌变.研制端粒酶的专一性抑制剂在肿瘤治疗方面有着广阔的前景.关键词 端粒，端粒酶，衰老，永生化，癌变学科分类号 Q50Progress in the Studies of Telomere and Telomerase.REN Jian-Guo, ZHOU Jun, DAI Yao-Ren(Department of Biological Science and Biotechnology, Tsinghua University, Beijing 100084,China).Abstract Telomeres are unique DNA-protein complexes at the terminals of chromosomes that play a critical role in protecting chromosomal integrity and in maintaining cellular replicative potential. Telomerase is a specialized reverse transcriptase, composed of both RNA and protein subunits, that elongates telomeric repeats. The changes in telomere length and telomerase activity are closely linked to cell aging and carcinogenesis. Telomere binding-protein may regulate telomere length by regulating telomerase activity, and then control cell aging, immortalization and carcinogenesis.The development of specific telomerase inhibitors will have broad prospect in the aspect of tumor therapy.Key words telomere, telomerase, aging, immortalization,carcinogenesis 近年来，有关端粒及端粒酶的研究异常活跃，许多新的结构和功能的发现使之成为生物学和医学关注的热点.本文拟对端粒及端粒酶的最新进展予以阐述.1 端粒(telomere) 端粒是真核细胞内染色体末端的蛋白质-DNA结构，其功能是完成染色体末端的复制，防止染色体免遭融合、重组和降解［1～3］.从单细胞的有机体到高等的动植物，端粒的结构和功能都很保守.1.1 端粒DNA 大多数有机体的端粒DNA由非常短而且数目精确的串联重复DNA排列而成，富含鸟嘌呤.个别种类的端粒DNA重复单元很长.此外，果蝇的端粒结构非常新颖，重复序列是一个可互换的因子.端粒的DNA序列多种多样，其功能不需要独特的序列来维持.尽管在许多物种中端粒DNA有相当大的变化，但仍可在进化关系非常远的生物中发现相同的端粒序列，如所有的脊椎动物、原生动物锥虫及几种粘菌和真菌都有相同的端粒序列T2AG3.其他情况下，尽管不同的有机体有不同的端粒序列，但彼此总有明显的相关性. 端粒DNA的平均长度因物种而异.在人中大约15 kb，在大鼠中可长达150 kb，在小鼠中一般在5～80 kb之间变化，而在尖毛虫中却只有20 bp.在所有的有机体中，端粒DNA的长度总是波动变化的.酵母的端粒DNA在200到400 bp间随遗传或营养状态的改变而改变.四膜虫和锥虫等有机体的端粒长度在对数期会持续增加.相反，在人体中，随着细胞的持续分裂，端粒会缓慢缩短.1.2 端粒结合蛋白 目前对端粒结合蛋白还了解甚少.在酵母中，端粒的主要结合蛋白是Rap1p，在体外以很高的亲和性与端粒上的许多识别位点相结合.研究表明，Rap1p与端粒长度的调节有关，Marcand等［4］认为Rap1p能够阻止端粒酶接近端粒从而负调节端粒的长度.相反，Ray等［5］的研究结果表明Rap1p可以在端粒周围通过聚集端粒酶或提高端粒酶活性而延长端粒.编码尖毛虫端粒小体蛋白的基因和RAP1的基因没有相似的序列. 该蛋白的结合需要单链的T4G4T4G4尾.同Rap1p不同的是，此蛋白仅限于同染色体的末端相结合，故称之为末端专一性DNA结合蛋白.此外，在爪蟾提取物中也检测到末端专一性结合活性.因此末端限制性结合蛋白可能是端粒染色质的一个普通特性. 在人中已经鉴定出两个端粒重复序列结合蛋白(telomeric repeat-binding factor，TRF).TRF1是一个60 ku的同源二聚体双链TTAGGG重复序列结合蛋白，包含一个Myb型的C端螺旋-转折-螺旋区和一个DNA结合折叠的同源区，N端是酸性疏水区［6］.另一个端粒结合蛋白是TRF2，它与TRF1很相似，所不同的是其N端碱性很强［7］.两种蛋白在体外都专一性地与双链TTAGGG重复序列结合，在体内则位于端粒.人的hTRF与Rap1p 没有同源性.长期过表达TRF1将导致端粒逐渐地和过程性地变短.该过程可能通过抑制端粒酶活性而实现.TRF2则可以防止染色体末端相互融合［2］.最近，Kim等［8］在水稻中也鉴定出三个TTAGGG专一性结合蛋白复合物.这些复合物对双链DNA及富含胞嘧啶的单链序列无亲和性.其功能目前仍不清楚.2 端粒酶(telomerase) 端粒酶是一种自身携带模板的反转录酶，催化端粒DNA的合成，能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒寡核苷酸片段.其活性取决于它的RNA和蛋白质亚基［9］.Prescott等发现酵母的端粒酶至少包含两个功能性相互作用的RNA分子，两者都可充当DNA聚合作用的模板，端粒酶至少包含两个活性位点.端粒酶除了具有反转录活性外，还具有核酸内切酶的活性［10］.小腔游仆虫中有活性的端粒酶复合物的分子质量大约是230 ku，含有一个约66 ku的RNA亚基及两个123 ku和43 ku的蛋白质亚基，大亚基专一性地和端粒DNA底物结合.端粒酶的主要功能是维持染色体末端的端粒序列，从而抵消因细胞分裂而导致的端粒DNA的消耗.最近发现，端粒酶另外一个重要的功能就是合成串联重复的TTAGGG序列，为TRF2提供结合位点，防止染色体的末端融合［2］. 端粒酶的RNA亚基是合成端粒DNA的模板，对于端粒酶的结构和催化活性都十分重要.四膜虫端粒酶RNA有159个核苷酸，模板区为5′-CAACCCCAA-3′.人端粒酶RNA有455个核苷酸，模板区为5′-CUAACCCUAAC-3′.不同种类的纤毛虫，其端粒酶RNA长度在148～209之间变化，其中9～15个核苷酸具有种的专一性，与特定种类的端粒DNA序列互补.端粒酶RNA重要序列缺乏保守性，但都有保守的二级结构.这对于保持端粒酶的活性极为重要.端粒酶RNA的基因已经在纤毛虫、酵母、小鼠、人等生物中得到了克隆.将突变的RNA基因导入细胞后发现这些改变的序列在端粒DNA中出现，表明端粒酶的RNA决定了端粒DNA的序列.在酵母或乳酸菌中，缺失单拷贝的端粒酶RNA 基因会导致端粒缩短和细胞死亡.这些证据表明模板RNA对端粒酶的活性至关重要. Romero等和McCormick-Graham等推导出一个端粒酶RNA的二级结构模型：从5′到3′方向包含四个保守的双螺旋，双螺旋Ⅰ是最保守的区域，双螺旋Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ是茎环结构，这些保守的茎环通常是蛋白质结合区域.在双螺旋Ⅱ与Ⅲ之间存在模板序列，其上游的保守序列5′-(CU)GUCA-3′限制了模板区的5′边界.在双螺旋Ⅳ中有一个结构上保守的GA结，有助于蛋白质的识别与结合.最近研究表明，模板区的位置因物种而异.Autexier等［11］为了阐明端粒酶中RNA亚基的功能，将一系列缺失或替换一定数量碱基的RNA与野生型端粒酶蛋白质亚基进行酶的重构，研究了RNA特殊二级结构区域对端粒酶活性的影响. 当5′端和茎环Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ中的残基缺失或替换时，端粒酶的活性降至野生型的15%～35％.表明这些结构对端粒酶的活性很重要.缺失5′端大于11以上的残基时酶活性完全丧失.说明一些重要的序列或结构上的相互作用都发生在这一区域.有趣的是，影响端粒酶RNA潜在假结的突变、缺失整个茎环Ⅲ和替换茎环Ⅳ中的GA 结，并不明显影响酶的活性. 端粒酶的蛋白质成分不如RNA亚基研究得那样清楚.在过去几年里，端粒酶的催化亚基已经在酵母［12,13］、原生动物［12］和人［14］中分离出来.该蛋白质亚基的功能区与已知的反转录酶(reverse transcriptase, RT)在序列和功能上有明显的相似性，故称为端粒酶反转录酶(telomerase reverse transcriptase, TRT).酵母的Est1p是一个77 ku的多肽，专一性地与RNA亚基结合.缺失该基因，细胞会产生如同缺失端粒酶RNA亚基一样的表型. Weinrich等发现在端粒酶特殊的保守区和RT组分中，单个氨基酸的改变会降低或消除端粒酶的活性，直接证明hTRT是端粒酶的催化蛋白组分.在四膜虫中，发现两个端粒酶相关的蛋白质p80和p95.p80专一性地和端粒酶RNA结合，而p95则可和G链引物交联.在人和啮齿类动物中，已发现p80的同源物［15］.从小腔游仆虫中纯化的端粒酶中发现另外两个蛋白质p123和p43，这两个蛋白质似乎与p80和p95没有相关性［12］.p123包含有RT组分，是酵母Est2p的同源物［12］.Est2p的RT组分对于体内、体外端粒DNA的合成是必需的.Est2p/p123在真核生物中很保守，在反转录酶的进化树上代表一个很早的分支［13］.目前，仍然不清楚的是生物界里是否存在两类端粒酶，一类依赖于p80和p95；另一类依赖于p123/Est2p. 端粒酶的特殊性使端粒酶活性的测定在研究中显得尤为重要.早期的测定方法是通过测定细胞提取物将端粒重复片段加到一个合成的寡聚脱氧核苷酸引物3′端的能力进行的.但由于哺乳动物细胞端粒酶含量低，又有干扰现象，故难度较大.Kim等［16］建立了灵敏、快速、高效的端粒重复序列扩增法(TRAP)，以后又在引物方面作了改进.此后人们又相继建立了荧光法、原位端粒重复片段扩增法及TRAP与闪烁技术联用的SPA法等敏感的检测手段，在医疗检测中得到了迅速的应用.3 端粒及端粒酶与衰老和癌变的关系3.1 端粒及端粒酶与衰老的关系 越来越多的证据表明端粒长度控制着衰老进程，端粒缩短是触发衰老的分子钟. 在大多数正常的人体细胞中并不能检测到端粒酶的活性，端粒随细胞分裂每次丢失50～200个碱基.Cooke等认为，这是由于正常的人体细胞中端粒酶未被活化，导致了端粒DNA缩短的缘故.保护性端粒酶的减少可能最终制约了细胞的增殖能力.当几千个碱基的端粒DNA丢失后，细胞就停止分裂而衰老.端粒及端粒酶涉及衰老最有力的证据是Bodnar等的工作.Bodnar等［17］将人的端粒酶基因导入正常的细胞中，使得端粒酶异常表达.活化的端粒酶导致端粒序列异常延长，细胞旺盛增殖，细胞寿命大大延长.这一结果首次为端粒钟学说提供了直接的证据.3.2 端粒酶活化与肿瘤 在正常的人体细胞中，端粒程序性地缩短限制了转化细胞的生长能力，这很可能是肿瘤形成的一个抑制机制.端粒酶的重新表达在细胞永生化及癌变过程中起着重要的作用.有人甚至认为表达端粒酶的正常细胞更易癌变.人们在代表不同肿瘤类型的大约1 000多个活检样品中发现大约85％的样品呈端粒酶阳性反应.相反，90％以上的邻近正常组织却是端粒酶阴性.从而将这个酶与永生化和肿瘤的形成密切联系在一起！端粒酶活性与肿瘤的这种特殊关系使之在诊断与治疗方面具有重要的应用价值［18,19］.对端粒酶活性的抑制可能对某些类型的肿瘤来说是一个很有意义的治疗方法［20］.3.3 衰老和肿瘤发生的分子机制 细胞衰老和癌变与端粒及端粒酶的关系可以表述如下：端粒的数量控制着细胞的增殖能力，是细胞内的分裂钟.端粒酶在生殖细胞系中维持端粒的长度，随着细胞的发育端粒酶活性受到抑制，端粒持续变短.当正常人体细胞的端粒缩短至一定程度时，启动阻止细胞分裂的信号，细胞开始衰老死亡，此即所谓的Hayflick界限(M1期).另外一些细胞由于癌基因、抑癌基因等的突变逃逸M1期，获得一定的额外增殖能力，进入第二死亡期(M2).此时端粒酶仍为阴性，端粒进一步缩短.大部分细胞达到极限而死亡，生存下来的细胞具有无限增殖的能力，端粒酶重新活化，成为永生细胞.在肿瘤形成过程中，端粒的延长是一个重要的甚至是一个必要的步骤！ 既然端粒异常缩短后会触发细胞衰老和癌变，那么细胞一定有某种方式监测端粒的长度变化并用这些信息来调节端粒酶的活性，从而将这些重复序列加到染色体的末端.研究酿酒酵母时，发现端粒重复序列结合蛋白Rap1p负调节端粒的延长.最近van Steensel等［21］与Cooper等［22］分别在酵母和人中发现一个新的端粒重复序列结合蛋白，同样阻止端粒的延长.Cooper等［22］在粟酒裂殖酵母中克隆了Taz1p的基因，此蛋白质与端粒DNA的双链结合.值得注意的是，尽管粟酒裂殖酵母，酿酒酵母和人的端粒重复序列不同，Taz1p、Rap1p和TRF1这三个端粒序列结合蛋白却有相似的DNA结合区(类Myb型).在这个结合区以外，Taz1p与TRF1几乎没有同源性，与Rap1p就根本没有同源性.然而，taz1+基因的突变与Rap1p碳末端平头突变却有相似的表型，即端粒片段大大延长.这些新的工作表明端粒长度的调节机制是高度保守的. 细胞究竟是怎样调节端粒的长度的呢？van Steensel等［21］首次报道了人端粒结合蛋白(TRF1)的功能性研究，并提出端粒长度的调节机制.在端粒酶阳性的肿瘤细胞系HI1080中，长期过表达TRF1导致端粒逐渐的和持续性的缩短.相反，当TRF1负显性突变后，失去与端粒DNA结合的功能，最终诱导了端粒的延长.证明TRF1是端粒延长的一个抑制因子，负反馈调节端粒的长度.由于在可检测的水平上并不影响端粒酶的表达，因此，van Steensel等认为TRF1与端粒DNA结合后，顺式抑制端粒酶的活性，从而控制端粒的长度.根据这些结果，他们提出一个简单的端粒长度调节模型：与端粒重复片段结合的TRF1的数量可以调节端粒酶.野生型蛋白的加入，增加了端粒上TRF1的数量，从而为端粒酶提供了一个负信号.然而，通过负显性突变使TRF1功能缺失，却导致端粒酶的活化和端粒的延长.总之，这些研究表明，端粒重复序列的双链结合蛋白负调节端粒的延长.Shore［23］指出：细胞内可能存在一个感受染色体末端重复序列结合蛋白数量的机制，当这个数量超过一定的界限后，就产生一个信号阻止由端粒酶引起的端粒延长，或者，此信号可以活化缩短端粒重复片段的核苷降解或重组的过程.去除重复片段结合位点的不完全复制或降解事件，将消除对端粒酶的抑制.目前，人们还不清楚上述信号是如何产生与传导的.Ku等发现一些细胞周期抑制剂、DNA损伤因子、TopⅡ抑制剂均不能抑制端粒酶的活性，相反，一些蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)的抑制剂却能大大地降低端粒酶的活性.究其原因一方面可能因为PKC的失活使得活化端粒酶表达的效应分子不能活化，另一方面PKC可能在体内直接调节端粒酶的活性.c-myc是细胞增殖与凋亡的一个中心调节子，c-myc的表达严格依赖于分裂信号，被生长抑制信号或分化信号所抑制.Fujimoto等发现抑制c-myc的表达能够抑制端粒酶的活性，表明原癌基因c-myc对于端粒酶的调节是必需的.Mandal等发现在HeLa细胞中过表达Bcl-2导致端粒酶的活性增加5～10倍.Maxwell等的结果却表明端粒酶的活性不受P53的过量表达及凋亡的影响.这些证据表明端粒酶活性的调节是一个复杂的过程，它与细胞内一系列信号识别与传导有关系，其详细的调节机制还有待进一步的研究.3.4 端粒假说遇到的挑战 最近的研究表明，端粒酶的活化并非肿瘤细胞中的独特现象，许多正常增殖的细胞中也观察到了端粒酶的活化.Starling等、Kipling等及Broccoli等在小鼠中的研究结果表明，端粒缩短同衰老和肿瘤间并没有密切的联系.在正常人的口腔角化细胞的衰老过程中，也未观察到端粒的缩短.Blasco等［1］通过基因敲除使小鼠中的端粒酶RNA基因缺失，导致端粒酶的活性丧失.发现在快速增殖的器官中，细胞由于缺乏端粒酶而凋亡［3］.但丧失端粒酶活性的细胞在培养中能够永生化、被病毒癌基因转化及在裸鼠中形成肿瘤.在某些肿瘤去分化的过程中端粒酶活性也未受到抑制.研究小鼠皮肤乳头状瘤的结果表明，端粒酶的活性与增殖率没有密切联系.总之，澄清这些例外的事实需要更加深入细致的研究，以期找到一个合理的解释. 总之，端粒和端粒酶在衰老和癌变中的作用使得人们对研究前景充满信心.对端粒和端粒酶深入细致的研究将有助于清楚地阐明衰老和肿瘤的机理，为在实践中抗衰老和治疗肿瘤提供新的理论基础.目前关于端粒及端粒酶的研究主要集中在以下几个方面：a.端粒酶的结构和功能.b.端粒酶的纯化和激活机制.c.寻找端粒酶的专一性抑制剂及其在抗癌中的应用.d.端粒的高级结构及结合蛋白的作用机理.这几个方面仍需进一步的探索.衰老和癌变无疑都是多因素作用的结果，但端粒和端粒酶很可能在其中扮演重要的角色.作者单位：清华大学生物科学与技术系，北京 100084参考文献1 Blasco M A, Lee H W, Hande M P, et al. Telomere shortening and tumor-formation by mouse cells lacking telomerase RNA. Cell, 1997, 91(1):25～342 van Steensel B, Smogorzewska A, de Lange T. TRF2 protects human telomeres from end-to-end fusions. Cell, 1998, 92(3):401～4133 Lee H W, Blasco M A, Gottlieb G J, et al. Essential role of mouse telomerase in highly proliferative organs. Nature, 1998, 392(6676):569～5744 Marcand S, Gilson E, Shore D. A protein-counting mechanism for telomere length regulation in yeast. Science, 1997, 275(5302): 986～9905 Ray A, Runge K W. The C-terminus of the major yeast telomere binding-protein Rap1p enhances telomere formation. Mol Cell Biol, 1998, 18(3):1284～12956 Bianchi A, Smith S, Chong L, et al. TRF1 is a dimer and bends telomeric DNA. EMBOJ,1997, 16(7):1785～17947 Bilaud T, Brun C, Ancelin K, et al. Telomeric localization of TRF2, a novel human telobox protein. Nature Genet, 1997, 17(2):236～2398 Kim J H, Kim W T, Chung I K. Rice proteins that bind single-stranded G-rich telomere DNA. Plant Mol Biol, 1998, 36(5):661～6729 Nakamura T M, Cech T R. Reversing time:origin of telomerase. Cell, 1998, 92(5):587～590 10 Greene E C, Bednenko J, Shippen D E. Flexible positioning of the telomerase-associated nuclease leads to preferential elimination of nontelomeric DNA. Mol Cell Biol, 1998, 18(3):1544～155211 Autexier C, Greider C W. Mutational analysis of tetrahymena telomerase RNA: identification of residues affection telomerase activity in vitro. Nucl Acids Res, 1998, 26(3):787～79512 Lingner J, Hughes T R, Shevchenko A, et al. Reverse-transcriptase motifs in the catalytic subunit of telomerase. Science, 1997, 276(5312):561～56713 Nakamura T M, Morin G B, Chapman K B, et al. Telomerase catalytic subunit homologs from fission yeast and human. Science, 1997, 277(5328):955～95914 Meyerson M, Counter C M, Eaton E N, et al. Hest2, the putative human telomerase catalytic subunit gene, Is Up-regulated in tumor-cells and during immortalization. Cell, 1997, 90 (4):785～79515 Harrington L, Mcphail T, Mar V, et al. A Mammalian telomerase-associated protein. Science, 1997,275(5302): 973～97716 Kim N W, Piatyszek M A, Prowse R K, et al. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. Science, 1994, 266(5193):2011～201517 Bodnar A G, Ouellette M, Frolkis M, et al. Extension of life-span by introduction of telomerase into normal human cells. Science, 1998, 279(5349):349～35218 Hoos A, Hepp H H, Kaul S, et al. Telomerase activity correlates with tumor aggressiveness and reflects therapy effect in breast-cancer. Int J Cancer, 1998, 79(1):8～1219 Kyo S, Takaura M, Tanaka M, et al. Telomerase activity in cervical cancer is quantitatively distinct from that in its precursor lesions. Int J Cancer, 1998,79(1):66～7020 Hoos A, Hepp H H, Kaul S, et al. Telomerase activity correlates with tumor aggressiveness and reflects therapy effect in breast cancer. Int J Cancer, 1998, 79(1):8～1221 Vansteensel B, Delange T. Control of telomere length by the human telomeric protein Trf1. Nature, 1997, 385(6618):740～74322 Cooper J P, Nimmo E R, Allshire R C, et al. Regulation of telomere length and function by aMyb-domain protein in fission yeast. Nature, 1997, 385(6618): 744～74723 Shore D. Telomeres-different means to common ends. Nature, 1997, 385(6618): 676～677收稿日期: 1998-07-07, 修回日期: 1998-09-25。
端粒酶活性抑制剂的研究进展
山东 医药 ２ ０ ０ ７年第 ４ ７卷第 ２ ９期
端粒 酶 活性 抑 制 剂 的研 究 进 展
李鲁 宁ｈ 。 杨 涛 刘吉 勇 。
（ １山东省 立 医院 ， 东济 南 ２０ ２ ； 东省 医学会 ） 山 ５ ０ １２山
［ 关键词 】 端粒酶 ； 端粒酶抑制剂 ； 肿瘤 ［ 中图分类号 】 Ｒ ４ ３ ［ 文献标识码 】 Ａ ［ 文章编号 】 １０ ￣６ Ｘ（０ ７ ２ １ １ ０ ２ ６ ２ ０ ）９ １ ２
可显著增 强 胃癌 细胞 对 顺 铂诱 导 凋亡 的敏 感 性 ， 提示 Ｐ － ｓ Ａ Ｏ Ｎ联合顺铂 对 胃癌 可能 具有 潜在 治疗 价 值。Ｋｎｏ ＳＤ ｏｄ 等
观察 到连接 ２ ６Ａ的 ｈ Ｒ反义寡聚核苷酸 在体 内或 体外 实验 Ｔ 中使神经胶质瘤端粒 酶受 到抑 制 ， 提高 对顺 铂敏 感性 ， 而 然
—
性。 而正常体细胞 则呈 阴性 ， 端粒 酶 抑制 剂是 一类 潜在 的 高
选择性的抗 肿瘤 药 物 ， 在恶 性 肿瘤 的 基 因治 疗 中 有重 要 作
用。现就其研究进展综述如下 。
１ 作用于 ｈ Ｒ的抑制剂 Ｔ 端粒酶是 以 自身 Ｒ Ａ为模 板合成 端粒 Ｄ Ａ序列 ， Ｎ Ｎ 因此
单链 末端 。端粒酶 分子脱 落 ， 导致 端粒 “ 封 ” 单 链结构 暴 启 ，
制作用 。Ｔｋ ｍａ ｏ￣ａ 等 设计了三个锤头状核酶 ， 分别作 用于 ｈ Ｒ的 ３ － （ Ｔ ３３ 模板 区） １８１０ ３ ３３５位点 的 Ｇ Ｃ序列 ３ ５ 、６ －７ 、１ －１ Ｕ 末端 ， 在一个无细胞系统 ， ３个核酶都 能有效切 割 Ｒ Ａ底物 ， Ｎ
Ｋｎ ａａ ａ￣ ｗ 等 制备 了直 接作用 于人端粒酶 Ｒ Ａ成 分的 Ｎ
以端粒末端DNAs为靶分子的抗癌药物的研究进展
螺旋 Ｄ Ａ 的结构并抑制端粒酶的活性后ｃ，至今 ， Ｎｓ “ ］
已报 道 了许 多 不 同类 型 的小 分 子 化 合 物 都 可 以和
延 伸 ，进 而抑制端粒末端 Ｄ Ａ的无 限复制和癌细 Ｎ 胞 的大量繁殖ｃ。因此 ，能促进 Ｇ 四股螺旋 Ｄ Ａ 砌 一 Ｎｓ 的形成或特异性靶向端粒 Ｇ 四股螺旋 Ｄ Ａ 的小分些小分子配体的
设计和合成是 当今抗癌药物研究的又一大热点。 自从 １９ 年 Ｈ ｒｙ ． ． ９７ ｕｌ ．Ｌ Ｈ 研究组首次发现小 ｅ
哪 一种 结 构 都 可 以抑 制 端 粒 酶 对 端 粒 末 端 Ｄ Ａ 的 Ｎ
１ 端 粒 Ｄ Ａ和 端粒 酶 Ｎ
真核生物染色体 的末段被称为端粒 ．它对染色 体具有保护作用 ，可 以避免染 色体末端融合 、重
组 。端 粒是 由富 Ｇ重 复 序列 的 Ｄ Ａ和蛋 白组成 的 Ｎ
复合 物 ，如 ，人 端 粒 序 列 Ｄ Ａ 的重 复 单 位 是 Ｎ
Ｇ 四股螺旋 Ｄ Ａ 相互作用。这些化合物 的一个共 一 Ｎｓ
同特 点 是 都 含 有 大 的芳 香 环 结 构 ，可 以和 Ｇ一 四聚
构Ｃ１ ６。 － ７
端 粒 Ｄ Ａ 的长 度 与 癌 细胞 的生 长 和 繁 殖 密 切 Ｎ
体发生有效的 １ １堆积相互作用。 Ｔ Ｔ 一 蒽醌 ，二 萘嵌 苯 ，三 嗪 ， 、叮和 卟啉 等衍 生 物 ｒ 可 以和 Ｇ 四股螺旋 Ｄ Ａ 通过堆积 的模式 相互作 一 Ｎｓ
兀、Ｇ Ｇ Ａ Ｇ ，原生动物四膜虫为 ｒ Ｇ Ｇ ．纤 毛虫是 ｒ ＧＧ ｒ ＴＴ Ｇ Ｇ 。端 粒 Ｄ Ａ大 部分 是双链 区 ，但是 ， ＩＹ Ｇ Ｇ Ｎ 其最末端是包含 １０ ２０ ０ ～ ０ 个碱基的单链区口１ － ３ 。体外 研究表 明 ，在 Ｋ ，Ｎ ａ或某些三价金属离子 ，如 ， Ｅ３ Ｔ３ ｕ 和 ｂ 的存在下 ．端粒富 Ｇ的 Ｄ Ａ 序列可以 ＋ ＋ Ｎｓ
端粒和端粒酶的研究进展
• 端粒和端粒酶简介 • 端粒和端粒酶的研究历史与现状 • 端粒和端粒酶与人类健康 • 端粒和端粒酶的实验研究方法 • 总结与展望
01
端粒和端粒酶简介
端粒的结构和功能
端粒的结构
端粒是由DNA和蛋白质组成的结 构，位于染色体末端，保护染色 体免受损伤和降解。
端粒的功能
端粒的主要功能是维持染色体的 稳定性和完整性，防止染色体融 合和降解，同时参与细胞分裂和 衰老过程。
相关疾病。
端粒和端粒酶的调控机制
03
目前，研究者们正在深入研究端粒和端粒酶的调控机制，以期
更好地理解其在细胞生命活动中的作用。
未来研究方向和展望
01
深入探究端粒和端粒酶的作用机制
未来研究需要进一步深入探究端粒和端粒酶的作用机制，以更好地理解
其在细胞生命活动中的作用。
02
开发基于端粒和端粒酶的治疗方法
未来可以开发基于端粒和端粒酶的治疗方法，用于治疗相关疾病。
03
加强跨学科合作与交流
未来需要加强跨学科合作与交流，促进端粒和端粒酶研究的深入发展。
03
端粒和端粒酶与人类健康
端粒和端粒酶与衰老
端粒与衰老
端粒是染色体末端的保护结构，随着细胞分裂次数的增加，端粒长度逐渐缩短， 导致基因组不稳定和细胞功能异常，最终引发衰老。
端粒酶与衰老
端粒酶是一种维持端粒长度的酶，通过激活端粒酶可以延长端粒长度，从而延缓 衰老过程。
端粒和端粒酶与疾病的关系
端粒与心血管疾病
心血管疾病患者中，端粒长度缩短与动脉粥样硬化、心肌梗死等 疾病的发病风险增加相关。
端粒与癌症
端粒酶的异常激活可以导致细胞无限增殖，形成肿瘤，因此与癌症 的发生和发展密切相关。
小分子抑制剂设计的新策略及研究方法
小分子抑制剂设计的新策略及研究方法小分子抑制剂是一种通过与蛋白质靶点相互作用来调控其活性的化合物。
自20世纪60年代诞生以来，小分子抑制剂已成为药物研究的重要手段，其在治疗癌症、炎症、心血管疾病等方面具有广泛的应用前景。
但是，目前大多数小分子抑制剂的研发仍处于靶点依赖的模式之中，受限于靶点的特异性和亲和力，导致了新药研发的成功率不高。
因此，如何设计出更优异的小分子抑制剂，成为了当前药物研究的重要命题。
一、新策略：靶点无关的小分子抑制剂研究传统的小分子抑制剂设计通常是利用靶点的结构信息来寻找其配体，并通过化学修饰等手段来提高其活性，因此在寻找新的小分子抑制剂时，需要先获得靶点的结构信息。
然而，对于一些难以获得结构信息的靶点，或者靶点结构十分灵活、易变的情况下，这一策略显得不太现实。
在这种情况下，寻找靶点无关的小分子抑制剂成为了一种新的策略。
这种策略的基本思路是，通过高通量筛选等方法，从小分子化合物库中发现与特定细胞或生物过程相关的小分子化合物，并通过验证其抑制作用来确定其活性。
虽然这种策略避免了对靶点结构信息的依赖，但由于小分子化合物的复杂性和多样性，目前仍面临许多的技术挑战。
二、研究方法：计算化学在小分子抑制剂设计中的应用小分子抑制剂的研究方法包括传统的生物实验、靶点结构分析等方法，以及统计学、机器学习等计算方法。
其中，计算化学作为一种有力的工具，可以帮助研究人员在小分子抑制剂研究中更快速、准确地寻找合适的化合物。
基于计算化学的小分子抑制剂设计主要包括以下几个方面：（1）分子对接：将小分子化合物与靶点结合来确定它们的相互作用模式，并评估它们的亲和力。
分子对接可以帮助确定靶点的结构信息，寻找与其结合的小分子化合物，并进行化学修饰优化。
（2）分子动力学模拟：通过模拟蛋白质分子的运动和相互作用过程，分析分子间的相对位置和受力情况，预测其互作模式和稳定性，揭示抑制剂如何影响蛋白质结构和功能，并优化抑制剂的性能。
端粒酶的发展word资料7页
抗癌新靶点：端粒及端粒酶抑制剂研究进展端粒酶在绝大多数恶性肿瘤中特异性表达，这使得人们对肿瘤的抗端粒酶疗法产生了特别的关注。
设想以端粒、端粒酶为靶点，通过抑制癌细胞端粒酶活性或直接抑制端粒延长、稳定，而使细胞无法连续增殖，继而进入衰老途径，直至死亡。
同时端粒、端粒酶在肿瘤细胞与正常体组织之间的差别又可以减少端粒、端粒酶抑制剂对机体的毒副作用。
现对端粒、端粒酶抑制剂研究进展予以分类介绍。
1 控制端粒延长靶点的物质目前对端粒的研究表明，端粒是真核生物染色体末端的特殊结构，包含若干的DNA双链重复序列，其末端为含多个G的单链DNA．不同物种端粒的重复序列和长度是不一样的，但每种生物体有其特定的序列和平均长度［如人的端粒为（TTAGGG）n，大约在15kb左右］。
此外，端粒DNA上还结合有蛋白质，有两种结合形式：一种是结合于单链DNA；另一种则与端粒双链进行结合。
前者在端粒末端提供帽状结构以稳定端粒；后者可能直接参与端粒长度平衡的维持，是端粒延伸的负调节因子［1］。
目前所分离到的人端粒结合蛋白hTRF是一种双链结合蛋白，它参与维持端粒长度的稳定［2］。
改变端粒结构和功能的抑制剂介绍如下。
1．1改变端粒结构导致的端粒酶活性失常端粒是由大量串联的重复序列组成的，其中一条链富含G，另一条富含C。
端粒合成时先由端粒酶将端粒重复序列加到富G链上去，再由DNA聚合酶合成富C链。
不同生物的端粒G链一般都采用紧实结构。
而在所有的结构中，G-四联体是理论上最稳定的结构，它除了可在两条DNA分子间形成外，还可以在含四段重复端粒序列单链DNA中形成。
Zahleretal［3］考察了端粒DNA 的不同折叠方式作为引物时对四膜虫端粒酶的影响。
他们发现端粒G－四联体结构启动端粒酶延伸端粒的效率最差，不能作为端粒酶的引物，另外，他们的进一步研究发现，端粒酶所需的引物可能不应有任何折叠。
折叠的端粒DNA结构由于无法作为引物与端粒酶RNA组分碱基配对、结合，或者改变了端粒引物从端粒酶解离的速度而影响端粒的延伸。
端粒酶抑制剂在肿瘤治疗中的进展
复 结 构 的复 合体 ，有 防止染 色 体 降解 丢失 ，端 端融 合 和 重组 建作 用 ，端粒 酶是 一 种逆 转 录 酶 ，以 自身 ＲＮＡ 为 模板 ，逆转 录维 持 染 色 体 的 稳 定 。 目前 肿 瘤 组 织端 粒 酶 检 出率 约 ８ —９ ，而 正 常 组 织 或 ５ Ｏ 良眭肿瘤 端 粒酶 检 出 率 ＜ ，说 明 端 粒 酶 与 恶 性 ５ 肿 瘤 密切 相 关 。端 粒酶 抑制 剂作 为 新 的抗 肿 瘤 策略
［ 图分 类号 ］ Ｒ ３ ． 中 ７０５
［ 献标 识 码］ Ａ 文
端粒 是 真核 细胞 染 色体 末 端 含 有 ＴＴＡＧＧ 重 Ｇ
降解 、易进 人 组 织 细胞 核 内、低 毒 、有利 的 药代 动
力 学特 征 等 优 点 ，Ｍｅａ等 ｜ 发 现 Ｐ ｔ ３ ］ Ｓ— ＯＤ 不 仅 Ｎ
核酶 是 一种 存 在 于细 胞核 中具 有 核 酸 内切 酶活 性 的 小分 子 ＲＮＡ，Ｋａ ａａ 等 ｜设 计 了一 种锤 形 ｎ ｚｗａ ５ ］
核 酶 （ ｌ一Ｒｚ 具有 切 割 ＨＴＲ模 板 区 序列 的功 Ｔｅ０ ）
低 浓 度 下 （Ｃ ０ ０ ９ｎ ｌＩ 即 有 显 著 抑 制 作 Ｉ５ ． ｍｏ／ ） 用 ，ＤＮＡ 抑 制 作 用 有 严 格 的 序 列 特 异 性 ， 并 随 ＤＮＡ 的长 度 增 加 、浓 度 升 高 而 增 强 。具 有 ５ ｄ 一
（ ｒｔ ｒ ｉ ｕ ｓ－ ｆｒ ｎ ｎｔ） 克 隆增 多 ，提示 ｅｙｈ ｏｄｂ ｒｔ ｏｍｉｇ ｕ ｉ ｓ 其在 抑 制端 粒 酶 活性 的同 时有诱 导 肿瘤 细胞 分 化 的
作 用 。Ｗ ｕＮｉｇ等 报 告 ：以端粒 酶 ＲＮＡ 模 板 区 ｎ ］ 为靶 点 ，序 列 为 ＴＡＧＣ Ｔ ￣ ＴＡＧＡＣ ＡＡ 的 硫 代 磷 酸修 饰 的反 义 寡 核 苷 酸 （ Ｓ－ ＯＮ） 及 １ 寡 Ｐ － ＡＳ ３个
小分子抑制剂的设计与发现
小分子抑制剂的设计与发现小分子抑制剂是一种用于治疗各种疾病的药物，它可以通过抑制生物分子的功能来治疗疾病。
在过去的几十年中，随着化学技术的不断发展，越来越多的小分子抑制剂被设计和发现，为人类的药物治疗提供了新的选择。
本文将探讨小分子抑制剂的设计与发现。
一、小分子抑制剂的设计基础小分子抑制剂的设计是基于生物分子的结构和功能的。
换句话说，就是通过对生物分子的结构和功能了解，设计出可以抑制该生物分子功能的小分子化合物。
在这个过程中，需要对生物分子进行分析和解析，了解其在细胞中的作用以及其结构特点。
二、从天然产物中发现小分子抑制剂一种常见的发现小分子抑制剂的方法是从天然产物中筛选。
许多植物和微生物产生的化合物具有具有明显的生物活性，但人们并不知道这些化合物的作用方式。
通过对这些化合物的分离和纯化，可以获得一些具有明显抑制作用的化合物，而这些化合物可以被用于设计和制造小分子抑制剂。
三、计算机辅助设计小分子抑制剂随着计算机技术的不断发展，计算机辅助设计小分子抑制剂成为了一种常见的方法。
计算机模拟可以模拟小分子和生物分子之间的相互作用，从而预测小分子抑制剂的作用。
利用这种方法，可以快速设计出候选化合物，加快了小分子抑制剂的开发速度。
四、结构优化在确定候选小分子抑制剂后，需要对其结构进行优化，以增加其特异性和强度。
这个过程通常包括分子结构的修改和化学反应，以增加化合物和生物分子之间的相互作用力。
优化之后，小分子抑制剂将更加适合作为药物治疗使用。
五、临床实验设计和发现小分子抑制剂后，需要进行临床实验，以评估其药理学特性和毒理学特性。
在这个过程中，需要进行多个阶段的测试，包括药物代谢、药效学、安全性等。
只有通过这些测试，才能够确保新的小分子抑制剂安全有效，可用于疾病治疗。
总结小分子抑制剂的设计和发现是一个长期而复杂的过程，其中需要各种领域的专家进行合作，从生物学和化学两方面进行研究。
随着技术的不断发展，相信未来将会有越来越多的小分子抑制剂可以用于人类的药物治疗。
胶质瘤的端粒酶研究进展
２０％，间变型星形细胞瘤为４０％，胶质母细胞瘤为 ７２．３％。脑组织的端粒末端限制性片段长度一般为
９～１３
ｋｂｐ，且不随年龄而缩短。有ＴＡ的Ⅱ级星形细
胞瘤、间变型星形细胞瘤和胶质母细胞瘤与没有ＴＡ 的此类肿瘤相比，端粒末端限制性片段长度缩短。 有些最初未检测到ＴＡ的上述肿瘤在复发并进展到 胶质母细胞瘤时可检测到ＴＡ和端粒末端限制性片 段缩短。这支持假设：端粒酶再活化是对迅速生长 肿瘤细胞的端粒整合所必不可少的。复发的胶质瘤 患者，端粒缩短和端粒酶再活化同时发生，而且这些 患者肿瘤的恶性程度都向更高的方向发展。因此， 端粒酶与肿瘤的恶性进展是密切相关的，它的高表 达率使之成为恶性肿瘤治疗的重要靶点旧‘４｜。 ３以端粒酶为靶点治疗胶质瘤 ３．１反义寡核苷酸端粒酶ＲＮＡ序列中含有与 ＤＮＡ互补的模板序列，因此可以设计能与之结合的 反义核苷酸来使端粒酶失活，从而阻止端粒的合成。 Ｙａｎｇ等”ｏ通过反义人端粒酶反转录酶（ｈｕｍａｎ
ｃｈｒｏｍｏ—
ｔｅｎ，ＰＴＥＮ）表达的下降和缺失起着重要的作
用。抑癌基因ＰＴＥＮ位于人染色体１０ｑ２３．３上。 Ｆｕｍａｒｉ等旧¨导入野牛型ＰＴＥＮ抑癌基因的神经胶质 瘤细胞，比对照组细胞端粒酶活性下降，凋亡增加１７ 倍。所以，进一步探讨原癌基因、抑癌基因、凋亡相 关基因、衰老与端粒酶之间的关系，相信能为肿瘤的 治疗找到一条突破途径。
缓以及死亡。屈艺等Ⅲｏ向肝癌裸鼠（ＳＭＭＳ－７７２１）体
万方数据
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・１９３１・
步应用，因此有必要针对端粒酶的特殊性研制更多 的高效、低毒的反转录酶抑制剂。 ３．６其他抑制剂对端粒酶活性的影响顺铂是脑 胶质瘤化疗常用药物，以水合离子的形式与ＤＮＡ结 合，形成ＤＮＡ链内、链间交联及ＤＮＡ蛋白交联，从而 引起细胞毒作用。有研究发现顺铂对端粒酶有抑制 作用且呈浓度依赖性，高剂量的顺铂能使细胞停滞 于Ｓ期并可触发细胞凋亡ⅢＪ。国内王建奇等Ⅲ１的 实验发现，顺铂对恶性胶质瘤细胞的化疗作用和反 义寡核苷酸对恶性胶质瘤细胞端粒酶活性的抑制有 协同作用。 榄香烯是一种从莪术中提取的非细胞毒性抗癌 药物。陈春美等口¨发现榄香烯作用人胶质瘤Ｕ２５１ 细胞后即能抑制Ｂｃｌ－２的表达，又能抑制ｈＴＥＲＴ ｍＲＮＡ的表达。 ４问题与展望 随着对端粒酶结构、作用机制、表达调控及其与 肿瘤关系的深入研究，通过抑制端粒酶来抑制胶质 瘤的生长在胶质瘤治疗方面有很广阔的应用前景。 但从目前研究的情况来看，有关靶向端粒酶的胶质 瘤治疗，有几个应该考虑的问题。近年来，大量研究 证实，脑肿瘤干细胞是脑肿瘤的起源细胞，也是胶质 瘤对放化疗产生耐药的根源。然而，国内外关于端 粒酶抑制脑肿瘤干细胞的研究报道不多。端粒酶在 体内某些生殖干细胞、血液干细胞、肠腔腺上皮细胞 有表达。端粒酶抑制剂治疗胶质瘤时对这些组织有 何毒性、如何预防与应用，尚需进一步的深入研究。 目前，端粒酶抑制剂的研究大多局限于体外实验观 察，其近期及远期不良反应需更进一步观察和验证。 相信随着肿瘤分子生物学技术的进步，将会推动端 粒酶对胶质瘤发病机制的研究，为人类攻克胶质瘤 这一难题开辟新视野。 参考文献
端粒＼端粒酶研究及应用进展
端粒＼端粒酶研究及应用进展端粒、端粒酶在维持生命遗传信息稳定、调控细胞生命周期中具有重要作用，端粒酶通过维持端粒的长度，使细胞永生化，为抗衰老提供了光明前景，同时也为肿瘤治疗提供了新的希望。
研究端粒、端粒酶在肿瘤监测中的作用及研发端粒酶抑制剂作为治疗肿瘤的创新药物已成为近年医学研究的热点。
本研究通过查阅相关文献，对端粒、端粒酶研究及应用进展做一综述。
标签：端粒；端粒酶；肿瘤；衰老端粒及端粒酶的研究已成为近年医学领域研究的热点。
这不仅因为它们具有维持生物遗传信息稳定、调控细胞生命周期的重要功能，还由于端粒及端粒酶的行为异常与多种人类肿瘤及遗传性疾病密切相关。
在这些疾病中端粒可表现出缺失、融合及序列缩短等异常，而这些异常又可能受端粒酶的调控。
1端粒、端粒酶的发现上世纪初，著名遗传学家McClintock B[1]与Muller HJ[2]发现：染色体的稳定性和完整性是由染色体的末端来维持的。
基于此发现，Muller HJ将其命名为“telomere”，此定义来源于希腊词根“末端”（telos）及“部分”（meros）的组合。
20世纪60年代，Hayflick研究发现：经过体外培养的正常人成纤细胞的复制过程并非细胞的死亡过程，而只是细胞群中的大部分细胞在经历了数次分裂增殖后停滞在了某个特定状态，仅仅是基因表达方式发生了某些改变，细胞群大部分细胞仍保持其代谢活性，由此，Hayflick在世界上首次提出了细胞衰老的表征：即细胞在一定条件下的“有限复制力”。
同时Hayflick还提出了一个大胆的猜测，即细胞内存在某种控制细胞分裂次数的控制器，类似于我们使用的“时钟”。
为验证自己的猜想，Hayflick做了大量的细胞核移植实验验证了自己的猜想，并发现这种“钟”位于细胞核染色体的末端，于是将其命名为端粒[3]。
20世纪80年代，CW Greider和EH Blackburn 2位科学家在四膜虫的提取物中加入1段单链的末端寡聚核苷酸后，发现端粒的长度增加了，这表明的确存在一种可使端粒延长的酶，根据其特点命名为“端粒酶”（telomerase）[4]。
端粒和端粒酶的研究进展
3
端粒长度和端粒酶活性与多种疾病（如癌症、衰 老相关疾病等）的发生和发展密切相关。
03 端粒酶的类型、分布及调 控机制
端粒酶的类型与分布
端粒酶的类型
根据结构和功能不同，端粒酶主要分为两种类型，即端粒酶逆 转录酶（TERT）和端粒酶RNA（TERC）。其中，TERT具有催 化活性，而TERC则作为模板参与端粒DNA的合成。
基因组学和转录组学分析
通过基因组学和转录组学技术，全面分析端粒和端粒酶相关基因在 细胞中的表达谱和调控网络。
06 展望与未来研究方向
端粒和端粒酶研究的挑战与机遇
挑战
端粒和端粒酶的研究仍面临许多技术 上的挑战，如难以在体内直接观测端 粒长度和端粒酶活性，以及缺乏特异 性高的端粒酶抑制剂等。
机遇
随着基因编辑、高通量测序等新技术的 发展，端粒和端粒酶的研究将迎来新的 机遇，有望更深入地揭示其在细胞衰老 、肿瘤发生等领域的作用机制。
端粒和端粒酶在肿瘤发生和发展中扮演重要 角色，因此针对端粒和端粒酶的靶向药物研 发有望为肿瘤治疗提供新的策略和方法。
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端粒酶在肿瘤细胞中的活性
02 端粒酶在多数肿瘤细胞中被重新激活，以维持端粒长
度，促进肿瘤细胞的无限增殖。
端粒酶抑制剂与肿瘤治疗
03
针对端粒酶的抑制剂已成为潜在的肿瘤治疗策略，通
过抑制端粒酶活性来诱导肿瘤细胞衰老或凋亡。
端粒和端粒酶在衰老相关疾病中的作用
01
端粒缩短与衰老
端粒缩短被认为是衰老的生物标 志物之一，与多种衰老相关疾病 的发生发展密切相关。
03
疗也具有重要意义。
国内外研究现状及发展趋势
小分子抑制剂的研究及其在药物设计中的应用
小分子抑制剂的研究及其在药物设计中的应用药物研究一直是医学界的热门话题。
近年来，随着生物技术的不断发展和分子医学的兴起，小分子抑制剂成为了热门的研究领域之一。
小分子抑制剂通过特定作用于生物分子的结构域，抑制病理反应，从而达到治疗疾病的目的。
本文将从小分子抑制剂的定义、分类及其在药物设计中的应用等方面进行论述。
一、小分子抑制剂的定义和分类小分子抑制剂是指分子量在500Da以下的有机分子，可以特异性地结合目标蛋白的结构域，抑制其功能。
它是现代药物学领域中的一种新型药物。
由于小分子抑制剂分子结构简单、制备方法简便且具有高度的特异性，因此，广受研究者关注。
小分子抑制剂按其作用靶点可分为以下三类：酶抑制剂、受体拮抗剂和信号传导分子抑制剂。
它们的作用机制及应用范围也有所不同。
二、小分子抑制剂在药物设计中的应用小分子抑制剂在药物研发中的重要性越来越被人们所重视。
由于它分子结构的简单和制备的容易性，使得小分子抑制剂在药物设计中应用广泛，可应用于各种疾病的治疗。
1. 抗肿瘤药物小分子抑制剂在肿瘤治疗领域中得到了广泛应用。
例如，伊马替尼和吉非替尼等小分子抑制剂，可以作为Bcr-Abl酪氨酸激酶的抑制剂用于慢性粒细胞白血病的治疗，其疗效不言而喻。
2. 抗炎性药物小分子抑制剂还可以用于治疗与炎症有关的疾病。
例如，Celecoxib是一种选择性的COX-2抑制剂，可以阻止前列腺素合成，从而达到抗炎作用，常用于关节炎和其他疼痛情况。
3. 免疫调节药物除此之外，小分子抑制剂还可以作为免疫调节药物使用，以调节免疫系统的功能，从而达到抵抗某些疾病的目的。
例如，格列美脲是一种PPAR-gamma激动剂，可以用于调节糖尿病患者的胰岛素敏感性，减少血糖水平的升高。
三、小分子抑制剂的工程设计小分子抑制剂的研发需要借助计算模拟、药物化学、结构生物学等技术手段。
在工程设计阶段，小分子抑制剂应该满足以下特点：1. 高度特异性：小分子抑制剂应用于目标分子时，应该具有较高的特异性，以防止在体内出现副作用。
端粒酶抑制剂研究进展
端粒酶抑制剂研究进展作者：左利娟李洪雪来源：《中国实用医药》2010年第05期【摘要】端粒酶是一种特殊的逆转录酶,能以自身的RNA为模板,反转录成端粒的重复单元TTAGGG加到人染色体末端,阻止端粒随细胞分裂而缩短,使细胞绕过衰老途径成为永生化细胞,导致人类肿瘤的发生。
以端粒酶为靶点,可以有多种治疗途径,本文主要介绍了端粒酶抑制剂的研究现状及进展,重点对最新型的寡核苷酸类及G四联体稳定剂类端粒酶抑制剂进行介绍。
【关键词】端粒;端粒酶; G四联体;寡核苷酸近年来,端粒及端粒酶的研究已成为生物学热点,也是人类抗肿瘤药物研究的新“靶点”。
根据目前已经检测出的肿瘤组织标本的统计学分析,恶性肿瘤组织端粒酶活性的阳性率达到85%~95%,而良性肿瘤和正常组织的端粒酶活性检出率仅为4%左右[4]。
因此,端粒酶抑制剂的开发成为了抗肿瘤药物研究的又一热点。
1 端粒及其在DNA复制过程中的作用端粒(Telomere)是由位于真核细胞染色体末端的DNA及蛋白质构成的天然末端,是由富含鸟嘌呤(G)的核苷酸经5’3’方向串联组成。
不同物种端粒的重复序列和长度不一样,但每种生物体都有其特定的序列和平均长度。
人类端粒重复序列是5’TTAGGG3’,端粒长度在5~15Kb之间[5]。
端粒有维持染色体稳定和基因组完整的功能,防止染色体末端被化学修饰或被核酸降解、端端融合和重排,并参与染色体在核内的定位及基因表达调控[6]。
研究证明,端粒与细胞的寿命密切相关。
细胞分裂时,胚系细胞可以重建与延长端粒DNA,而体细胞则随着细胞的分裂,端粒不断缩短,缩短速度为50~200 bp/次分裂。
当其长度减小到一定的临界值时,细胞即趋向于衰老、死亡,因此,端粒被认为是绝大多数体细胞的“生物钟”[7]。
2 端粒酶及其与肿瘤发生的关系端粒酶(Telomerase)是位于细胞核内的一种逆转录酶[9],由人类端粒酶RNA(hTR)、端粒酶相关蛋白1(hTP1)和端粒酶逆转录酶(hTERT)三部分构成。
端粒酶逆转录酶的结构分析和抑制剂发现
端粒酶逆转录酶的结构分析和抑制剂发现端粒酶逆转录酶（Telomerase Reverse Transcriptase, TERT）是一种独特的酶，它包含有催化功能和RNA模板区两个重要部分。
它的生物学功能主要是维持染色体末端的长度稳定性，在几个生命过程中都有重要作用，比如在某些细胞里参与细胞的增殖和肿瘤的生长，还有可能延长人的寿命。
TERT在细胞核中形成凹槽型三级结构，由四个不同的区域组成：催化区（CAT）、RNA模板区（TR）、催化区与TR之间的连接区（CR4/5）和N端蛋白质结构域（N）。
结构域的存在是为了提供TERT活性所必须的配体分子，其中，TR和CAT区域是最重要的部分。
TR位于核酮糖绳中，它的核酮糖环是一个典型的3'-OH端，可以通过磷酸二酯键连接反式嘌呤。
磷酸二酯键被短端序列（named as P6 and P7）固定。
催化区由独特的P-loop、封锁序列和四个高度保守的胺基酸组成，它们在CAT功能中起了至关重要的作用。
由于TERT在肿瘤中具有非常重要的功能，因此TERT已成为肿瘤生物学研究的一个研究热点。
因为如果我们能够寻找到具有选择性抑制TERT功能的小分子抑制剂，那么就会对治疗癌症提供帮助。
近年来，科学家们在TERT的结构理解和抑制剂发现方面取得了重大进展。
例如，一项基于核磁共振分析的研究揭示了人类TERT的结构（TOT1），并提供了TERT催化凹槽中TMS结合位点的谷氨酸残基的详细结构。
另一个研究组，使用物理方法提取了TERT蛋白质中的CAT域，然后结合孪生法发现了TERT催化凹槽与TMS的非共价相互作用。
除此之外，近几年来还发现了许多TERT抑制剂。
例如，模拟TR的人工RNA寡核苷酸可以选择性地抑制催化功能；quindoline作为一种TR抑制剂和TERT的催化抑制剂，表现出良好的细胞外抑制活性；quinacrine被证明可以抑制TERT的催化活性，但对其他整合层次的端粒酶活性不产生影响; Celastrol也可以靶向TERT，在肿瘤的体内和体外模型中表现出较强的抗癌活性。
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小分子端粒酶抑制剂的研究进展肿瘤的发生是多阶段的复杂过程，原癌基因的激活、抑癌基因的失活是肿瘤发生的重要分子基础。
肿瘤细胞获得无限增殖特性而成为永生化细胞，在这个过程中端粒酶起了重要作用，端粒酶的激活使肿瘤细胞的端粒不再进行性缩短而得以维持，避开了细胞正常的复制-衰亡机制的制约。
研究发现，近90% 的肿瘤细胞都有端粒酶活性，而正常细胞或组织中几乎没有检测到端粒酶活性。
端粒酶已成为当今肿瘤新的标志物和肿瘤治疗的新靶点，抑制端粒酶的活性已成为肿瘤治疗的一种新策略。
本文作者就近年来出现的小分子端粒酶抑制剂进行综述。
1 端粒和端粒酶端粒(telomere)位于真核生物染色体3' 末端，是由富含鸟嘌呤的DNA 重复序列和端粒结合蛋白组成的核蛋白复合物，它是染色体末端的一种特殊结构，能防止染色体DNA 降解、末端融合、缺失及非正常重组，维持染色体的完整和稳定，端粒结构对于保持染色体结构的完整性具有重要意义。
研究证明，端粒与细胞的寿命密切相关。
细胞在进行分裂时，由于受DNA 聚合酶的限制，每次分裂，染色体3' 末端将持续丧失50 ～ 200 b 的 DNA，端粒不断缩短，当其长度减小到一定的临界值时，细胞即趋向于衰老、死亡，因此，端粒被认为是绝大多数体细胞的“生物钟”。
端粒酶是一种特殊的DNA 聚合酶，具有逆转录酶活性，它有3 个主要组分: 人端粒酶催化亚单位(the human telomerase reverse transcriptase， hTERT)、人端粒酶核糖核酸(hTR)，以及端粒酶相关蛋白(TP1/TLP1)。
端粒酶能以自身的 RNA 为模板，反转录成端粒的重复单元TTAGGG 加到人染色体末端，使端粒延长，阻止端粒随细胞分裂而缩短，使细胞绕过衰老途径成为永生化细胞，导致人类肿瘤的发生。
一般认为，端粒酶的激活是恶性肿瘤发生过程中的一个后期事件，端粒酶使肿瘤细胞的端粒不再进行性缩短而得以维持，避开了细胞正常的复制-衰亡机制的制约而获得永生性。
端粒酶在大多数肿瘤细胞高表达而在正常细胞却表达很少，这使得端粒酶成为人们热衷研究的药物作用靶点。
近年来，以端粒酶为靶点的抑制剂广被报道，例如: 目前正处于Ⅰ期临床试验的核苷类端粒酶抑制剂 GRN163L等，也有一些小分子抑制剂，如: 非核苷类端粒酶抑制剂BIBR1532、吖啶类端粒酶抑制剂BRAC O19、MST-312、FJ-5002 等。
2 小分子端粒酶抑制剂2.1 小檗碱及其类似物小檗碱(berberine，1)又称黄连素，是中药黄连的主要生物碱。
小檗碱是一种异喹啉季铵生物碱，于1826 年从Xanthoxylon clava 树皮中首次获得。
Naasani 等人用比较分析法对化合物数据库进行虚拟筛选，并采用端粒重复序列扩增 (TRAP)法对端粒酶抑制活性进行评价，结果显示，小檗碱是一种中等强度的端粒酶抑制剂，其抑制活性的L50值约为35 μm ol·L-1。
之后，他们又以小檗碱作为升级探针，采用比较分析法筛选出小檗碱类似物MKT-0 77(2)，它对端粒酶有较强的抑制作用， L50值约为5 μmol·L-1。
MKT- 077 是一种新的含硫花青染料类抗肿瘤抑制剂， Tatsuta 等人研究发现，它提供了一种新的抗癌机制，即它在癌细胞(如结肠、乳腺、胰腺癌等)线粒体上聚集，使得作用在线粒体上的亲脂性离子化合物离域。
在前期研究基础上Naasani 等人又以MKT-077 作为升级探针进行新一轮的筛选，发现了MKT-077 近亲衍生物FJ-5002(3)，其L50值为2 μmol·L-1，为小檗碱的17 倍，具有较强的抑制活性。
研究显示，将白血病细胞U937 和不同浓度的 FJ-5002 共同长时间培养，会引起不同程度的端粒丢失(从约10 b 到近4.0 kb)及染色体不稳定性和老化/危像特征，而且呈现出浓度依赖性，说明FJ-5002 能有效地抑制端粒酶的活性。
近年来，对化合物1 ～ 3 的研究报道很少，Wadhwa 等人进行体内活性研究发现MKT-077 没有表现出良好的端粒酶抑制活性，实验结果显示，对端粒酶抑制作用不是MKT- 077 诱导的癌细胞毒性作用的主要原因，因此已经停止进一步的研究。
2.2 苯乙烯类Kim 等人对化合物库进行虚拟筛选得到 3 个硝基苯乙烯类化合物DPNS (4)、DNS (5)、 NVN(6)，他们均表现出一定的抑制端粒酶活性 (L50值分别为0.4、2.7、2.57 μmol·L-1)，其中化合物DPNS(4)的活性最佳，但它对DNA 聚合酶、 RNA 聚合酶以及逆转录酶没有抑制作用。
一系列的酶动力学实验证明DPNS 是一个混合型的非竞争性抑制剂，与端粒基底物以及三磷酸脱氧核糖核苷(dNTP)的抑制键合位点不同。
在DPNS 的存在下，随着肿瘤细胞株的增殖其端粒显著缺失，最终趋于衰老凋亡。
由此可见，DPNS 是一个高选择性的体外端粒酶小分子抑制剂，具有进一步研究开发的价值。
勃林格殷格翰公司开发的芳基乙烯类端粒酶抑制剂BIBR1532(7)、BIBR1519(8)体外抑制端粒酶活性的L50值分别为93、470 nmol·L-1。
研究表明，BIBR1532(7)能选择性地抑制端粒酶的活性，使端粒缩短，细胞生长阻滞，限制了癌细胞的增殖。
Damm 等人研究发现，B IBR1532 对鞍区生殖细胞瘤(GCT)衍生的细胞株2102EP 细胞有显著的抑制作用。
在10 μm ol·L-1 BIBR1532 条件下培养2102EP 细胞株，当细胞群体倍增值(PDs)达到300 时，端粒的长度从(18.5 ± 0.59)kb 降至(8.9±0.1)kb。
Mueller 等人研究发现，BIBR1532 对颅骨软骨肉瘤细胞端粒酶具有强的抑制作用，可缩短端粒的长度，降低含端粒酶的颅骨软骨肉瘤细胞的生长能力。
Parsch 等人合成了与BIBR1532 构型相反的化合物 221-32(9)，其活性与BIBR1532 相当，研究表明此类化合物的构型不是活性决定因素，这为此类化合物的作用方式研究提供了基础。
2.3 喹啉类多篇文献报道喹啉和异喹啉类化合物显示出良好的生物活性，尤其是在酶抑制剂中得到广泛的应用。
例如: Colangelo 等人报道的铂化合物 ptquin8(10)具有显著的抑制端粒酶活性。
体外肿瘤细胞MCF-7模型试验结果发现，在1×10-9mol·L-1和1 ×10-5 mol·L-1的pt quin8 作用下， 24 h 后端粒酶活性分别降低了12%和46%。
Kim 等人报道了化合物2，3， 7-三氯-5-硝基喹喔啉(TNQX， 11)，它是一个混合型的非竞争性端粒酶抑制剂(L50值为 0.14 μmol·L-1)，它对DNA 聚合酶、RNA 聚合酶以及逆转录酶没有抑制作用。
白叶藤碱(cryptolepine，12)是一种天然的吲哚喹啉类生物碱，此化合物及其盐酸盐在非洲曾经作为抗疟疾药物，分子水平研究证实白叶藤碱能影响DNA 拓扑异构酶Ⅱ的活性。
最新研究发现，一些白叶藤碱结构衍生物能与DNA 的G-四链体结构相互作用并且显示出一定的端粒酶抑制活性。
Zhou 等人设计了一系列喹叨啉(quindoline， 1 3)类似物14 ～ 23，以寻找新型的端粒酶抑制剂。
构效关系研究表明: 在喹叨啉11 位引入供电子基团(如取代氨基等)，其端粒酶抑制活性显著提高(L50值: 喹叨啉大于138 μmol·L-1，衍生物14 ～2 3 为0.44 ～ 12.3 μmol·L-1)，其中化合物21 (SYUIQ-5)的活性最好，其L50值为 0.44 μmol·L-1，在裸鼠中的药动学性质具有剂量依赖性，主要通过Cyp3A1/2 进行代谢。
Lu 等人对SYUIQ-5 进行改造，设计了26 个5-N-甲基喹叨啉化合物(如24 ～ 27)，此类化合物在芳喹啉的5 位带有正电荷。
核磁共振以及分子模拟研究证实，化合物分布在外部G-四链体以及正电荷的引入能够增强化合物的稳定性。
化合物24 在一无细胞体系中能显著抑制端粒酶的活性，其对白血病细胞HL60、淋巴瘤细胞CA46 增殖的长期效应实验显示， 24 能够诱导细胞增长的中断、细胞衰老以及端粒的缩短等过程。
化合物 25 与不同类型的DNA 有强的结合能力，与G-四链体结构的结合尤为突出。
在前期研究的基础上，Tan 等人以SYUIQ- 5 作为参考分子设计合成了4 个依靛蓝酮类化合物28 ～ 31，4 个化合物均表现出端粒酶抑制活性 (L50值分别为7.8、9.3、9.0、15.2 μmol·L-1)，用端粒限制性片段(telomeric restriction fragment， TRF)长度法对化合物28 在白血病细胞HL60、淋巴瘤细胞CA46 中进行端粒酶活性评价，结果显示，在0.9 μmol·L-1时HL60、CA46 细胞端粒长度均发生缩短，浓度达1.8 μmol·L-1时两者端粒分别缩短为1.1 kb 和2.3 kb。
2.4 蒽醌类蒽醌类化合物具有泻下、抗菌消炎作用，其抗癌作用也不断被报道。
自20 世纪60 年代意大利科学家首先研究并证实了柔红霉素及阿霉素的疗效以来，蒽醌类抗肿瘤药物得到了很大的发展，目前，已有多种蒽醌类药物应用于临床。
Huang 等人报道了两类双取代的蒽醌类化合物32、33，这两类化合物具有良好的抑制端粒酶活性。
构效关系研究表明: 当取代基R 为 CH2NHCH2CH3和CH(CH3) NH(CH2)3N(CH3)2时，1， 5 -二氨基取代蒽醌类化合物(32)的活性最好， L50值分别为5.0、2.0 μmol·L-1 ; 氮原子上烷基取代链延长、缩短，或者没有氮原子连接，活性有不同程度的降低，而1 位、5 位被硫原子以及酰氧基取代时，活性保持不变。
当R 基团为 CH2NHCH2CH3时，2 ，6-二氨基取代蒽醌类化合物(33)的活性最佳， L50值为0.1 μmol·L-1 ; 氮原子上烷基链增长，活性略有降低(如R 为 CH2NHCH2CH2CH3， L50值降为2 μmol·L-1)。
在前期构效关系研究的基础上，Huang 等人又对这类化合物做了进一步的结构改造，在蒽醌母核的1、2 位拼上氮杂环结构，得到系列化合物34，该系列化合物虽然只具有中等端粒酶抑制活性，但却显示出良好的细胞毒性。
2.5 黄酮类黄酮类化合物广泛存在于植物界，其生物活性多种多样，近年来其防癌与抗癌活性成为人们研究的热点，含有黄酮结构的端粒酶抑制剂也陆续被报道。