[发明专利]甲钴胺及结构类似物在蛋白质酪氨酸磷酸酶SHP-1抑制剂中的应用

说明书

技术领域

本发明属于酪氨酸磷酸酶抑制剂技术领域，特别涉及甲钴胺及其结构类似物在蛋白质酪氨酸磷酸酶SHP-1抑制剂方面的应用，进而用于制备治疗及预防与蛋白质酪氨酸磷酸酶SHP-1活力过高或过表达相关疾病的食品、药物或食品及药物组合物。

背景技术

多细胞有机生物体中，由蛋白质激酶和蛋白质磷酸酶介导的蛋白质可逆性的磷酸化是细胞间信号转导的重要组成，虽然体内磷酸化的氨基酸只占极少数，但却涉及机体内大多数生理活动。其中蛋白质酪氨酸磷酸化是一个可逆的动态过程，受作用相反的一对酶即蛋白质酪氨酸激酶(Protein tyrosine kinases，PTK)和蛋白质酪氨酸磷酸酶(Protein tyrosine phosphatase，PTP)所调控，前者催化酪氨酸磷酸化，后者使其脱磷酸化，细胞通过蛋白质酪氨酸磷酸化可调节信号转导。

蛋白质酪氨酸残基的磷酸化作用对于调节生理应答过程起着重要作用，例如细胞增殖和分化、细胞迁移、免疫细胞活化和凋亡等。因此，如果细胞中的酪氨酸磷酸化作用失调会引起严重的后果，包括可能会引起自体免疫、非正常代谢应答和细胞转化等。

蛋白质酪氨酸磷酸酶的作用不仅针对蛋白质酪氨酸磷酸激酶，而且对其介导的下游一系列信号途径均有调控作用，酪氨酸磷酸化过度或不足，是许多与信号转导失调相关疾病的重要特征。酪氨酸磷酸酶种类众多，其调控的信号途径涉及细胞增殖、迁移、凋亡、细胞周期调控等诸多方面，对所调控的信号途径有些酪氨酸磷酸酶有增强作用，而有些酪氨酸磷酸酶则呈现出完全相反的抑制作用。

SHP-1(SH2-containing tyrosine phosphatase 1)是酪氨酸磷酸酶家族中的一员，主要表达于造血细胞的酪氨酸磷酸酶，以前也称造血细胞磷酸酶(HCP)、SHPTP-1、SHP、PTP1C、PTPN6。20世纪90年代初由华盛顿大学等研究组相继分离纯化，并成功克隆其cDNA，现已知shp1基因位于第12号染色体的p12-p13区，含17个外显子，全长17Kb。SHP-1是含有SH2结构域的PTP亚家族中的重要成员，在造血细胞信号转导中发挥负调节作用，与造血细胞的激活、增生、分化、转化和细胞间的信号转导等有关，另外SHP-1在B细胞中也对BCR信号途径有负向的调节作用。近期有研究证明，人体内的SHP-1能够在控制血糖方面发挥作用（Dubois MJ，et al.Nat.Med.，2006，12(5)：549-556），使用先天功能性缺失SHP-1蛋白的Ptpn6me-v/me-v小鼠，发现与其同时出生的野生型小鼠相比，该种小鼠加强了肝脏和肌肉中的对IRS-PI3K-Akt的胰岛素受体信号及增强了CEACAM1的磷酸化，具有明显的葡萄糖耐受性及胰岛素敏感性，这预示着通过抑制SHP-1蛋白在体内的活性，有可能恢复糖尿病人对血糖的控制能力。此外，研究人员还发现，SHP-1在肝脏附近能够抑制胰岛素的分解，这解释了为什么因新陈代谢紊乱而引起的肥胖症患者的胰岛素浓度会升高。

SHP-1是在体内主要起负调节作用的酪氨酸磷酸酶，SHP-1活力的增高或SHP-1基因的过表达会导致很多疾病的发生，因此寻找高效专一的SHP-1抑制剂，将会对SHP-1生理活性的研究以及SHP-1相关疾病的治疗起到重要的促进作用。

发明内容

本发明的目的是提供甲钴胺及其结构类似物在蛋白质酪氨酸磷酸酶SHP-1抑制剂方面的新用途。

因为SHP-1全酶活性很低，因此我们应用SHP-1的催化结构域（△SHP-1，全酶氨基酸序列第213-595位，分子量4.5kD，由美国俄克拉荷马大学健康中心Zhizhuang Joe Zhao博士提供质粒）为靶标，通过体外酶反应动力学实验，筛选出对其有高效专一抑制作用的单体。SHP-1在体内多条信号转导途径中起着重要的负调节作用，因而国内外的很多研究人员一直都在寻找选择性的SHP-1抑制剂，虽然已经发现了一些SHP-1的抑制剂，但大多数为肽类或毒性较强的物质，例如非选择性的PTP抑制剂钒酸盐和过钒酸盐等，无法作为药物进行开发。我们从毒副作用已知的中药单体着手，筛选SHP-1的抑制剂，得到了在体外对SHP-1催化结构域△SHP-1具有较强抑制作用的单体-甲钴胺。