受体药物筛选设计

Dept.of Biophysics, Peking University School of Basic Medical science
笫一节 受体药物的筛选
一、受体药物体外筛选的放射配基结合分析系统
1.准备受体膜或细胞株或细胞核标本，2.放射性标记配体。 3.要确定结合反应的平衡条件。包括温度、时间、缓冲液（离子强度及pH）等。 调节这些因素可以获得最佳温育条件，以确保温育达到平衡
IC50值与Ki值：表明抑制剂与受体结合作用强弱的指标
IC50值仅有相对意义，因为放射性比活度不同，受体用量不同,IC50值会不一样, 常不能与其它实验室值相比较，它并不能反应外界抑制剂与内源性配基与受体的竞争 是什么性质。
Ki值:抑制常数,它实际上是外界抑制剂与受体的平衡解离常数，不受实验条件的影响， 是个常数，不同实验室的结果可以比较。所以是外界抑制剂最好的指标, 另外，它还能反 映外界抑制剂与内源性配基对受体竞争是什么性质，是竞争结合，非竞争结合或反竞争结合等。
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受体药物筛选与设计
上世纪60年代前受体的研究都用整体动物， 定性的研究，这样的研究效率低，药物用量大， 整个研究工作速度很慢。 上世纪60年代后受体的研究采用放射配基结 合分析，受体研究进入分子和定量时代，研究效 率高 ，药物用量小, 而且开展受体亚型的研究， 大大加快了受体新药发展，因此，受体药物研究 已从盲目的随机筛选进入根据一个已知受体样本 为基础筛选毒副作用更小的新药开发, 是受体药物 进入大发展时期。 1996年有人统计了以生化类分子为靶点的现 代治疗药483种受体药物约占63%,见下表：
GPCRs 217 45 Enzymes 135 28 Hormones and factors 53 11 Unknown 34 7 Ion channels 24 5 Nuclear receptors 10 2 DNA 10 2 -----------------------------------------------------------------------------------------------
二、竞争结合反应和饱和结合反应:
1.竞争结合反应: 竞争结合反应是一定量受体蛋白加一定量的放射配基. 再加不同浓度的竞争结合物,可绘出竞争结合曲线, 可获得IC50值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
拮抗剂的浓度
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Ki值求解：1.双倒数作图法。
求解时,加样方式如同饱和结合反应(I0),同时再做饱和结合管数(除总放射配基,B0,NSB外) 其它各管加一定量抑制剂(I1)，可以求两条双倒曲线，两条曲线相交纵轴即竞争抑制结合曲线，
按(5-24式)求Ki值，按(5-25式)求Ki值
，
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2. 饱和结合反应:饱和结合反应是一定量受体蛋白加递增的配基浓度，直到饱和结合状态。可绘 出饱和结合曲线，并且通过Scatchard直线转换,可获得重要参数Bmax(RT)及Kd。
饱和曲线图
拮拮抗剂的浓度
竞争结合反应，饱和结合反应，这两种结合反应加样方式是不同的.
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对于筛选工作，IC50值,使用非常广泛，有实际意义。 如果对某些老药改进，选译副作用更小的新药，常用所 谓相对结合亲和力（Relative binding affinity)数：
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Biochemical Classes of Drug Targets of Current therapies
------------------------------------------------------------------------------------------------Molecular targets of drug therapy ------------------------------------------------------------------------------------------------Target Number of drugs(n=483) %
竞争抑制结合曲线
非竞争抑制结合曲线
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IC50与Ki关系式(5-27)如下:
Ki I 50 [ L] 1 KD
2.利用(5-27式)求解。用此公式有两点需强调： A.是竞争结合。 B.在反应平衡时.配基浓度[L]是游离配基浓度， 所以[L]是不易取得，如果总结合[RT]远小于 [LT],所以[LT]与[L]是非常接近，可以用[LT]代 [L]。
相对结合亲和力 标准参考药物 IC50 100 % 待试化合物 IC50
以相对结合亲和力来比较众多待试化合物与以老药为标准作参比。
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三. 受体药物体外筛选
1、手工筛选法： 操作过程包括采集, 制备受体制剂, 进行受体结合反应.一次实验只能做几个样品。 对少数含有生物活性的化合物作进一步筛选,最后确定有希望成为所谓先导化合物。 这种方式也可用来筛选副作用小的受体药物.