基于雷公藤红素的PROTAC设计开题报告
1 立题依据
据2018年全球癌症年报统计数据显示，2018年全球预计有1810万癌症新发病例，亚洲占比近50%。全球死亡病例高达960万，亚洲则占了近60%的比例。2014年我国癌症新发病例为380.4万例，死亡病例229.6万，在癌症发病率和死亡率不断上升的情况下，当前中国的癌症发病人数和死亡人数均位居全球第一。因此，从流行病学的角度来说，我国抗肿瘤药的市场空间潜力是非常大的。
雷公藤红素是一种具有多种生物活性的天然产物，来源于卫矛科植物雷公藤的全株或去皮木质部分。研究表明，雷公藤红素具有抗肿瘤、抗炎与抑制免疫、抑制血管生成、抗神经退行性疾病、抗病毒、抗动脉粥样硬化等药理活性。但其具有一定的毒副作用，如对造血系统的损伤、对尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶的抑制、对斑马胚胎的毒性等，雷公藤红素还具有抑制蛋白酶体活性进而诱发癌细胞凋亡，其还具有很强的抗氧化作用，其中就包含雷公藤红素可直接结合一种胃癌细胞里的酶，过氧化物还原酶-2（PRDX2），然后在分子和细胞水平上抑制其酶活性。雷公藤红素抑制PRDX2可导致细胞ROS水平增加，使得胃癌细胞ROS依赖性内质网应激、线粒体功能障碍和凋亡[1]。
传统的小分子抑制剂由于选择性差、生物利用度低以及耐药性而表现出有限的临床效果。近年来，蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC）对目标蛋白表现出特异性降解的优势，成为设计开发靶向PRDX2蛋白抗胃癌药物的新策略。蛋白水解靶向嵌合分子(PROTAC)是一种利用泛素-蛋白酶体降解蛋白的化合物。其由E3泛素连接酶配体和蛋白质配体，通过连接基组合而成。E3泛素连接酶给目标靶蛋白加上泛素化蛋白标签，可以启动细胞内强大的泛素化水解过程，利用泛素-蛋白酶体途径特异性地降解靶蛋白。蛋白质降解可以通过靶蛋白表面上的任何结合位点介导，而不是局限于单个可识别的活性位点，可能更容易开发简单有效和高选择性配体，使没有成药性的蛋白质具有成药价值；同时，降解蛋白不会出现抑制蛋白时的代偿性增加或突变情况，可以有效解决耐药性问题，所以降解靶蛋白的特性使PROTAC分子具有将无法成药蛋白质作为靶蛋白的潜力以及可能在药物耐药中发挥作用的优势。同时，种类较多的E3泛素连接酶也为PROTAC设计提供了多种可能性。通过设计基于PRDX2的PROTAC，希望能得到较好抑制胃癌细胞的化合物。
2 研究的主要内容
为了降低雷公藤红素的毒副作用，我们计划通过化学手段合成一系列雷公藤红素的PROTAC化合物。用MTT法检验药物对细胞增殖影响与细胞毒性、流式细胞术法检验药物对细胞周期与凋亡的影响、WB实验检验PROTAC对PRDX2蛋白水解情况。在WB实验中通过加入MLN4924（E1抑制剂）、MG132(蛋白酶抑制剂)、雷公藤红素检验我们合成的PROTAC是否起到生物降解的作用[2]。
3 研究方案
