控制肥胖老鼠体内血糖的合成药物证明了依靠DNA的方法开发新的化合物的潜力。
它为何重要
世界卫生组织预测,糖尿病到2030年将是第七大主流死因。
经过几十年的搜索,研究人员可能终于发现了一种化合物,可以用于研究和治疗糖尿病。
研究人员早就知道身体有一种酶,这种酶能分解细胞内胰岛素,有助于调节人体对糖的反应—2型糖尿病中出错的过程。遗传研究表明,患2型糖尿病的患者更可能在基因中有突变,编码一种叫做胰岛素降解酶的蛋白质或IDE。但具体哪些处理酶控制尚不清楚。
哈佛大学的大卫·刘和他的团队已经发现了一种可以抑制IDE的化合物,他们已经证明,该化合物增加了正常小鼠和由不健康饮食引起肥胖的小鼠血液中的胰岛素含量。
刘和他的团队使用新颖的名为DNA模板化合成的方法开发了一种新的化合物。这涉及到连接成千上万的不同化学结构到成千上万的独特的DNA链,然后利用两股DNA之间的相互作用将物质构建块合二为一创建新的化学构建块。
2型糖尿病患者要么血液中的胰岛素不足,要么不适当地回应荷尔蒙来移动身体的主要能量源--葡萄糖—到细胞。研究人员推测了几十年,一种能抑制IDE的药物可以帮助一些2型糖尿病患者。
占据了绝大多数药物的小分子药物,是远小于不太常见的生物药物,如抗体的化合物。他们是用库开发的数以千计甚至数以百万计的已知的化学物质。每个化合物都经过筛选来看在一个生物目标上是否有预期的效果,比如一个酶或参与一种疾病的其他蛋白质。制药公司可能会使用机器人学来测试许多并行的化学反应。
DNA模块化合成允许没有大量昂贵的设备的研究人员更迅速地评估所有可能会出现在构建块库的潜在小分子相互作用。“一个只有最少设备和基础设施的学生可以在一到两周评估数以百万计的潜在小分子蛋白质的交互作用,”刘说。
此外,DNA模块化合成能产生许多制药公司在化学库中往往没有发现的结构,这可能就是为什么当这么多在过去失败时哈佛团队能够识别一种IDE控制的药物。
新发现的IDE抑制剂可能是发展一个强大的2型糖尿病新药的起点。另一个化合物是先前就知道的能抑制IDE,但它有不必要的副作用,且它在人体内只能存活几分钟。新的抑制剂能持续几个小时,刘说。