羧酸酯酶抑制剂的筛选及其构效关系的测定文献综述

酯酶（Esterase）是人体内一类能催化酯类结构分子的酶，按照Aldridge对酯酶的分类方法，酯酶分为羧酸酯酶（Carboxylesterase, CES, EC 3.1.1.1）、丁酰胆碱酯酶（Butyrylcholinesterase, BChE, EC 3.1.1.8）、乙酰胆碱酯酶（Acetylcholinesterase, AChE, EC 3.1.1.7）、对氧磷酶（paraoxonase ,PON, EC 3.1.1.2）等几类。

羧酸酯酶（Carboxylesterases, CEs, E.C. 3.1.1.1），隶属于alpha;/beta;水解酶超家族,位于多种组织的内质网和胞质, 能有效水解含酯键、酰胺键、硫脂键的外源性前体药物及内源性脂肪酸，参与许多药物、环境毒物和前致癌物的代谢激活或发挥解毒作用。SATOH等根据编码基因的不同，将哺乳动物羧酸酯酶分为五种亚型,而人体中根据氨基酸序列的同源性分为四种亚型，CE1、CE2、CE3和CE4,其中介导药物代谢的主要为羧酸酯酶1(CE1)和羧酸酯酶2(CE2)，同时也是目前主要的研究对象。

羧酸酯酶1，又称胆固醇酯水解酶，在人体内主要分布于肝脏,在心脏、肾脏、肺脏、睾丸、脾脏、结肠和巨噬细胞亦可见少量分布，在胃和小肠道中也有部分分布。其催化水解的多偏向含有较大空间位阻的乙酰基和相对较小的乙醇基结构的底物，对具有相应结构的药物的生物利用度有很大影响，如：可卡因、哌替啶、地拉普利等，是一种很重要的肝药物代谢酶；还有报道指出，羧酸酯酶1也参与了脂质平衡、视黄醇代谢、蛋白质在内质网的储存和保留，以及高脂血症、动脉粥样硬化、肝脂肪变性、肥胖等病理和生理过程。同时发现肝癌患者血清中羧酸酯酶1的含量明显升高，羧酸酯酶1将成为肝细胞肝癌早期诊断的一种良好的血清学标志物。

羧酸酯酶2主要分布于结肠、小肠，在结肠、肾脏、脑组织和心脏中也有分布，但在其余组织中几乎不分布。CE2所催化的酯类结构恰与CE1的相反，主要催化水解含有较小乙酰基结构和较大乙醇基结构的底物，如伊立替康、卡培他滨、海洛因、奥司他韦等；在体内主要负责对口服药物分子进行首过代谢和肠道小分子游离脂肪酸酯代谢。

研究表明，羧酸酯酶1、2作为人体中重要的药物代谢水解酶，被抑制后可以减缓肠道对脂肪的摄取，进而对肥胖症、糖尿病的治疗以及高血脂、脂肪肝等疾病的病理研究具有重要意义；同时也有实验表明，在某些药物的药理毒理作用，会因羧酸酯酶的抑制而得到优化，提升疗效，降低毒性。然而，截止目前，羧酸酯酶1的生理功能虽明确但对其特异性抑制的抑制剂抑制未被报道；羧酸酯酶2缺乏安全、高效的特异性抑制剂。综上所述，针对羧酸酯酶1、2开发其安全、高效的特异性抑制剂并对其构效关系做出研究极为重要。

预期目标：本课题的目的就是利用探针技术，对天然产物进行筛选，对其中抑制作用突出的天然产物进行结构优化，同时对其构效关系进行评估，为药物的开发和疾病的治疗提供理论支持。

实验方法：羧酸酯酶抑制剂筛选试验利用羧酸酯酶水解羧酸酯键的特性，选取具有羧酸酯结构的荧光底物作为探针，在羧酸酯键被水解破坏后因荧光效果改变测量荧光强度的变化来检测酶活性的变化。

羧酸酯酶1抑制剂筛选实验使用的羧酸酯酶来自于人肝微粒体（200微克/升），与PBS、不同浓度的抑制剂（天然产物）混合后于37℃孵育10分钟，加入荧光底物，构建50微升的反应体系，设立空白对照组和完全抑制对照组，于37℃反应10分钟，加入LDR终止反应，20分钟后于酶标仪中测量，利用酶标仪读数，求出加入不同浓度的抑制剂后的反应体系中羧酸酯酶1的残余活性，利用prism软件作图，求出其IC50，并在其IC50值附近选点另测其精确值，最后求出Ki值。

羧酸酯酶2抑制剂筛选试验原理与方法相同，酶源仍然使用是肝微粒体，不过有些细微的调整：荧光底物改变，与羧酸酯酶1使用的不同；反应体系从50微升调整至200微升，并对抑制剂、酶。底物浓度做出调整；终止反应时不再使用LDR而是使用冰乙腈等。数据处理、作图求IC50、Ki等原理相同。