微生物制藥PPT

1、潘小翠082200929第一節(jié)：具有抗腫瘤作用的酶抑制劑第二節(jié)：具有抗腫瘤作用的血管生長抑制劑第三節(jié) 微生物來源的作用于細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和周期的生理活性物質(zhì)近年來微生物藥物研究人員主要是以與某種腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移等有關(guān)的酶作為靶來篩選抗腫瘤藥物。 蛋白激酶抑制劑 二?；视痛技っ敢种苿?DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑 法尼基轉(zhuǎn)移酶抑制劑 芳香酶抑制劑 谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶抑制劑 硫氧還蛋白抑制劑蛋白激酶是一種磷酸轉(zhuǎn)移酶，蛋白激酶與細(xì)胞內(nèi)的信使系統(tǒng)有著密切的關(guān)系。 蛋白激酶A(PKA):cAMP依賴性的蛋白激酶 蛋白激酶C(PKC):依賴于Ca2+和磷脂的酶 酪氨酸蛋白激酶(PTK):逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌基因的編碼蛋

2、白人的上皮癌、腦癌、白血病細(xì)胞等均發(fā)現(xiàn)與PTK活性有關(guān)，它與細(xì)胞的惡變和增值也有關(guān)。從微生物中主要是篩選PKC和PTK的抑制劑。星報(bào)菌素(STR)是從微生物Saccharothrix中篩選獲得的，具有抑制PKC的活性，同時(shí)它對多種蛋白激酶如PKA、PKG、PTK、肌球蛋白輕鏈激酶等都有抑制作用，是一種非選擇性的酶抑制劑，因此主要是開發(fā)它的衍生物。從芽枝酶中分離得一暗紅色物質(zhì)UCN1028A，對PKC和PKA的IC50分別為0.19ug/ml和40ug/ml。顯示出強(qiáng)的細(xì)胞毒性，對腫瘤細(xì)胞MCF-7和HeLaS3的IC50分別為0.21ug/ml和0.29ug/ml。從鏈霉菌No.126中分離得

3、一淡黃色針晶物質(zhì)UCN-01，是一個(gè)PKC的選擇性抑制劑，對PKA和酪氨酸轉(zhuǎn)移蛋白激酶的抑制作用較弱。研究表明它對HeLaS3細(xì)胞的生長也顯示細(xì)胞毒性，IC50為4.110-3ug/ml，在體內(nèi)具有抗腫瘤活性，對P388淋巴白血病鼠一次腹腔給藥15mg/kg，24%生存期短期延長。根據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為： 受體酪氨酸蛋白激酶(RTK)： 如EGFR(表皮生長因子)、PDGFR、FGFR、IR等 非受體酪氨酸蛋白激酶(NRTK)： 如Src、Abl、FAK、janus激酶等它們對調(diào)解腫瘤細(xì)胞的生長及分化起到重要的作用，但PTK的過度表達(dá)導(dǎo)致PTK活性增加將嚴(yán)重影響下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，如EGFR及HER-2的

4、過度表達(dá)經(jīng)常在一些癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，PTK的活性已經(jīng)成為細(xì)胞增值惡變的標(biāo)志之一。 酪氨酸蛋白激酶(PTK)是一類可以結(jié)合具有酪氨酸殘基的蛋白并促使其磷酸化的蛋白激酶，它能夠傳導(dǎo)并處理許多胞內(nèi)及胞外信號4,5,7-三羥基異黃酮來源于假單胞菌屬，是PTK的特異性抑制劑，可抑制包括EGFR、pp60v-src等酪氨酸蛋白激酶，以及抑制完整的A431細(xì)胞中PTK活性。近年來對4,5,7-三羥基異黃酮進(jìn)行的體外抑制腫瘤細(xì)胞生長的研究較多，對乳腺癌細(xì)胞株、前列腺癌細(xì)胞株、大腸癌細(xì)胞株等多種細(xì)胞都有明顯的體外抑制活性。但對其誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)制尚不清楚，能否在臨床上用于多種癌癥的治療還需進(jìn)一步研究。BE-2337

5、2M來源于絲核菌屬真菌，是一種ATP和底物雙效的競爭性抑制劑，對于游離的EGFR，IC50值可達(dá)310-5mol左右，選擇性也較好。棒內(nèi)酯是一類苯醌大環(huán)內(nèi)酯類真菌代謝產(chǎn)物，它們具有抗細(xì)菌及真菌活性，包括三種天然產(chǎn)物CA、CB、CD均表現(xiàn)出EGFR酪氨酸激酶抑制活性。XR744是一個(gè)由分生孢子菌屬真菌產(chǎn)生的具有PTK抑制活性的苯并熒蒽類化合物，它對PKA沒有抑制作用，但能通過拮抗ATP對多種PTK產(chǎn)生抑制作用?；衔顰是從馬來西亞植物的腔孢綱絲裂真菌中分離的化合物，對m-CSF受體酪氨酸激酶有較強(qiáng)的抑制作用，是它的特異性抑制劑，在急性髓樣白血病、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、淋巴瘤結(jié)腸癌及卵巢癌中發(fā)現(xiàn)

6、m-CSF及CSF-1受體水平的異常增高。巴覽醇最初是在輪枝孢屬中發(fā)現(xiàn)的特異性絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶抑制劑，然而Masayoshi發(fā)現(xiàn)巴覽醇對cFMS受體酪氨酸蛋白激酶的IC50為110-6mol，是新化合物A的400倍，具有高抑制活性和特異性，應(yīng)此是一種很有潛力的抗腫瘤物質(zhì)。熏草菌素A來源于Streptomyces griseolavendus，是一個(gè)有效的酪氨酸蛋白激酶抑制劑，可抑制EGFR受體酪氨酸蛋白激酶活性，IC50為4.410-9g/ml。制表菌素是來源于Streptomyces sp.競爭性拮抗ATP，非競爭性拮抗肽底物，可抑制EGFR及KC，還可抑制人上皮癌細(xì)胞A431中EGF

7、R的自磷酸化。此外還有一些黏菌來源的或與分子伴侶相關(guān)的PTK抑制劑。研究發(fā)現(xiàn)許多癌變過程與拓?fù)洚悩?gòu)酶的活性異常增加有關(guān)，這類酶抑制劑已經(jīng)成為有效的臨床抗腫瘤藥物。從微生物中帥選的拓?fù)洚悩?gòu)酶的抑制劑主要有：柔紅霉素、多柔比星、喜樹堿?？煞譃閮深悾呵度胄颓度胄秃头乔度胄头乔度胄?柔紅霉素一類的蒽環(huán)類抗生素、環(huán)狀縮肽類化合物BE-22179、棘霉素為嵌入型，近期帥選的一類二貼類化合物如UCT4B、萜烯特星、可樂制菌素為非嵌入型。拓?fù)洚悩?gòu)酶參與DNA的構(gòu)型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變，使DNA得以正常復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，有兩種類型即拓?fù)洚悩?gòu)酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)催化谷胱甘肽基至親電子受體，并作為多功能酶分

8、布于各種哺乳動物中，GST的活力與細(xì)胞對藥物的耐受性成正比，應(yīng)此GST抑制劑的功能可能是消除腫瘤細(xì)胞的耐藥性。從鏈霉菌TA-3037得到一化合物TA-3037A，它對GST抑制活性IC50為8.9mol/L。從鏈霉菌TA-384-DF-12中得到四個(gè)化合物貝那他汀A、B、C和D，他們對GST的抑制活性IC50分別為2.20g/ml、0.15g/ml、24.0g/ml和65.0g/ml。Folkman證實(shí)腫瘤的生長依賴于新血管的生成，大部分腫瘤長至直徑12mm，已不可能靠彌散來提供氧和營養(yǎng)物質(zhì)，必須靠生成新血管來維持，這時(shí)腫瘤細(xì)胞會分泌腫瘤血管生長因子來促進(jìn)腫瘤血管的生成，并通過新生血管向其他組

9、織轉(zhuǎn)移，如果缺乏新生的毛細(xì)血管和小血管生長，實(shí)體腫瘤將發(fā)生退化。因此，抑制腫瘤血管形成，成為重要的抗腫瘤途徑。煙曲霉素早在1949年就有Henson和Elbe從微生物Aspergillus fumigatus中發(fā)現(xiàn)，開始發(fā)現(xiàn)具有體外殺阿米巴蟲的活性，隨后發(fā)現(xiàn)能夠抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增值，但表現(xiàn)出劑量依賴型的副作用，應(yīng)此未能進(jìn)入臨床試驗(yàn)。為減輕該物質(zhì)的毒副作用，1990年Ingber將煙曲霉素水解后產(chǎn)生煙曲霉醇，并合成了近百種衍生物，從而篩選出了高效低毒的煙曲霉醇，稱為TNP-470。偏端霉素A是1962年從Streptomyces distallicus中分離出的具有抗病毒活性的代謝產(chǎn)物，它能夠結(jié)合

10、DNA雙螺旋中富含連續(xù)的AT堿基對的小溝，但它的抗腫瘤活性較弱，因此，抗腫瘤作用集中在其衍生物和類似物上。Suradista(又稱為PNU145156E)是偏端霉素A的萘磺酸化衍生物，它能夠抑制尿囊膜新血管的生成，在一個(gè)無毒的劑量范圍內(nèi)也能夠抑制bFGF誘導(dǎo)的新生血管生成和在裸鼠模型上的一系列腫瘤的生長。蘇拉明(suramin)是偏端霉素的另一種結(jié)構(gòu)類似物，研究發(fā)現(xiàn)其有能抑制血管生成的特性。蘇拉明在許多腫瘤細(xì)胞中表現(xiàn)出抗腫瘤活性，目前正密切研究它對治療早期惡性腫瘤，特別是對常規(guī)化療無效的轉(zhuǎn)移性頑固性腫瘤如惡性膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移性乳腺癌等疾病的作用，它的毒副作用可以通過與長春堿、表柔比星連用減少使用劑

11、量而減輕。蘇拉明能從多方面來抑制血管的生成，它能阻止FGF-2與內(nèi)皮細(xì)胞受體的結(jié)合，抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移酶的活力，抑制尿激酶型纖維蛋白酶原激活劑的產(chǎn)物和蛋白酶活性。推斷蘇拉明可能是影響生長因子及其受體的交互作用，從而抑制了血管的生成。COL-3是一種可以口服的四環(huán)素衍生物，它不僅能抑制膠原酶的活性，也能下調(diào)其產(chǎn)物、抑制酶的激活增加酶的降解。Rose研究表明，當(dāng)COL-3濃度達(dá)到10mol/L時(shí)可以顯著抑制HUVEC模型中微管生成，同時(shí)在此濃度也能抑制HUVEC的增值。目前該化合物由CollaGenex公司進(jìn)行卡波濟(jì)肉瘤和腦瘤期的臨床研究。環(huán)氧內(nèi)毒素是從Streptomyces hygroscop

12、icus中分離得到的，在體外的實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)具有較強(qiáng)的抑制內(nèi)皮細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移的能力，在動物模型系統(tǒng)中具有抑制新生血管生成的作用。目前的研究表明環(huán)氧內(nèi)毒素的抗癌作用是通過選擇性的結(jié)合20S蛋白酶，共價(jià)修飾蛋白酶的催化亞基，特別是-干擾素誘導(dǎo)的亞基LMP2和LMP7，從而引起細(xì)胞在形態(tài)學(xué)上的改變直至細(xì)胞凋亡。CM101是從鏈球菌中分離出的溶血性鏈球菌多糖外毒素，能夠干擾人類腫瘤發(fā)育的病理性血管的生成，而不對人類重要成熟的血管起作用。Hellerqvist通過大鼠模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CM101能有效對抗新生瘤疾病，抑制腫瘤的生長，持續(xù)的給藥也能顯著延長生存時(shí)間。進(jìn)一步的研究表明，CM101在與肺、胸、結(jié)腸、卵

13、巢等部位腫瘤組織脈管中出現(xiàn)的HP59蛋白結(jié)合，從而阻止腫瘤組織的血管生成進(jìn)程。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物技術(shù)研究所從湖北省潛江縣土壤中的一株鏈霉菌的發(fā)酵液中分離出一大分子肽類的抗癌抗生素力達(dá)霉素(LDM)，該物質(zhì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的抑制血管生成的活性。在低劑量時(shí)即可抑制雞胚尿囊膜的血管生成，其IC50為2.310-6g/ml。力達(dá)霉素可抑制內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的VEGF的表達(dá)，從而誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，也可以bFGF的受體為作用靶點(diǎn)抑制血管生成，并阻斷小鼠癌細(xì)胞的自發(fā)性轉(zhuǎn)移，有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，目前正進(jìn)行期臨床。一一. .與細(xì)胞因子活性有關(guān)的生理活性物質(zhì)與細(xì)胞因子活性有關(guān)的生理活性物質(zhì)TGF-轉(zhuǎn)化生長因子-(TGF-

14、)是一種多功能的多肽類細(xì)胞因子，幾乎體內(nèi)所有的細(xì)胞都能產(chǎn)生TGF-并存在其受體，已被證實(shí)在細(xì)胞的生長調(diào)節(jié)中起重要作用。研究顯示它對腫瘤的作用是多樣的，在腫瘤發(fā)生早期可抑制細(xì)胞的增值、啟動細(xì)胞分化誘導(dǎo)凋亡；但在腫瘤的進(jìn)展期可抑制免疫功能、增加血管的生成從而促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。試驗(yàn)表明，人前列腺癌細(xì)胞LNCaP中的TGF-信號傳導(dǎo)的修復(fù)可以通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡抑制腫瘤發(fā)生。因此，可以直接激活TGF-信號傳導(dǎo)的物質(zhì)有潛力成為腫瘤的治療藥物。Masuoka等人利用一系列色譜分離手段從微生物樣品中分離得到一種具有類似TGF-活性的化合物二異孢肽，在MvlLu細(xì)胞中顯示出抑制細(xì)胞生長的活性，IC50為20.

15、3umol/L。Masuoka等人又用相同的方法從Acremonium fusigerum中分離得到了化合物芬尼他汀，該化合物具有增強(qiáng)基因表達(dá)的活性。IGF-1胰島素生長因子1(IGF-1)在人類的腫瘤發(fā)生過程中起著重要的作用，IGF-1與IGF-1受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)對腫瘤細(xì)胞的生長和存活非常重要，對于許多細(xì)胞來說，IGF-1是一個(gè)有效的促細(xì)胞分裂劑及存活因子，包括乳腺癌細(xì)胞，另外，循環(huán)中的IGF-1的含量與乳腺癌或結(jié)腸癌的的發(fā)生率呈正相關(guān)。因此IGF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的選擇行抑制劑有希望成為針對IGF依賴型腫瘤細(xì)胞的新型抗腫瘤藥物。Hayakawa等人在真菌Pseudallescheria.sp.中分

16、離得到一個(gè)可以抑制IGF依賴型細(xì)胞生長或存活的化合物酪雪菌素。在含有30ng/mlIGF的血清培養(yǎng)基中，酪雪菌素可抑制人乳腺癌細(xì)胞MCF-7的生長，IC50為9.7ng/ml。Moro等人在真菌Byssochlamys nivea中分離得到另一個(gè)同樣可以抑制IGF依賴型細(xì)胞生長或成活的化合物氈殼菌醇，研究發(fā)現(xiàn)在含有30ng/mlIGF的血清培養(yǎng)基中，氈殼菌醇抑制MCF-7生長的IC50為20ng/ml。細(xì)胞周期蛋白/周期依賴性激酶（cyclin/CDK）屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族，在細(xì)胞周期的正調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用。在各種腫瘤中細(xì)胞周期蛋白或CDK的過表達(dá)即內(nèi)源性CDK抑制蛋白的丟失或減少均

17、有報(bào)道。flavopiridol是一個(gè)特殊的小分子CDK抑制劑，在一系列腫瘤細(xì)胞模型中都顯示出了抗腫瘤的潛力，目前正處于臨床期試驗(yàn)階段，因此CDK被認(rèn)為是腫瘤治療的一個(gè)新的靶點(diǎn)分子。Asai等人從一株鏈霉菌中分離得到一個(gè)具有作用于細(xì)胞周期蛋白/周期依賴性激酶(cyclin/CDK)介導(dǎo)的細(xì)胞周期調(diào)控的化合物貝內(nèi)酯素A。研究表明貝內(nèi)酯素A在人腫瘤細(xì)胞周期進(jìn)程的G2/M期對細(xì)胞有抑制作作用。Cdc25磷酸酶通過催化CDK中磷酸化的絲氨酸和蘇氨酸去磷酸化來激活CDK。哺乳動物的細(xì)胞中至少有三種Cdc25，分別為Cdc25A、 Cdc25B和Cdc25C，在一些類型的腫瘤中Cdc25A和Cdc25B都

18、有過量表達(dá)，患有這些腫瘤的患者一般預(yù)后都不樂觀，目前從生物所中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)可以抑制Cdc25磷酸酶的化合物：dysidiolide、納新菌素、萘醌結(jié)構(gòu)類似物、nocardiones等。對SV40啟動子有上調(diào)作用的化合物GRP78/BiP下調(diào)因子 一些腫瘤的發(fā)生與GRP78(葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78)的過量表達(dá)有關(guān)，因此，能夠下調(diào)GRP78誘導(dǎo)作用的物質(zhì)有可能應(yīng)用到腫瘤的治療中。腫瘤細(xì)胞絕大多數(shù)是分化異常的細(xì)胞，表現(xiàn)為未分化或低分化的細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞促分化研究是用一定的化合物促進(jìn)腫瘤細(xì)胞繼續(xù)分化并使其轉(zhuǎn)化為成熟的細(xì)胞，從而達(dá)到降低腫瘤惡性程度和治療腫瘤的目的?？股刈鳛榛熕幬镆褟V泛用于臨床，并顯示出良好的療效，近年來具有促分化作用的抗生素也不斷有所報(bào)道，如蒽環(huán)類抗生素、放線菌素、4，5，7-三羥基異黃酮、伊諾霉素、變異霉素、吡咯霉素、醌霉素、星孢菌素等等。來源于微生物的抗腫瘤活性物質(zhì)除了以上綜述的幾個(gè)方面外，近年來，研究者們還從海洋微生物中發(fā)現(xiàn)了許多結(jié)構(gòu)新穎、活性獨(dú)特的物質(zhì)，其中很多具有抗腫瘤活性，它們大多為生物堿類，萜類，大環(huán)內(nèi)酯類化合物。主