糖尿病是一个全球性健康问题,被认为是历史上最大的流行病之一。而Ⅱ型糖尿病(T2DM)约占所有糖尿病病例的86%,其特征是由于胰岛素分泌缺陷或胰岛素作用受损导致的高血糖。人体肝脏果糖-1,6-二磷酸酶(Hu-FBPase)是糖异生途径中的一个速控酶,其在内源性葡萄糖过量生产中的作用已被广泛认识,成为治疗Ⅱ型糖尿病的重要靶点。Hu-FBPase是一个同源四聚体,每个单体上均含有一个底物结合位点和一个AMP变构位点。目前针对Hu-FBPase抑制剂的设计主要是结合于AMP变构位点的抑制剂,其作用方式为可逆的非共价结合,因此其抑制效果的有效时长较短;且此类抑制剂大多数是AMP类似物,而AMP广泛参与人体重要的生理调控,因此作用于AMP变构位点的抑制剂往往伴随着选择性差以及毒副作用较大的问题。而开发一个作用于新位点的新药物所需成本高、时间长,所以我们采取老药新用策略设计靶向Hu-FBPase新位点的新降糖药物。本文主要进行了以下研究工作:1.测试了戒酒药物双硫仑对Hu-FBPase的抑制活性,发现双硫仑可以抑制Hu-FBPase,其IC50为2.65±0.31 μM;探求其作用方式为共价结合于Cys128,是Hu-FBPase的时间依赖型抑制剂,与底物FBP之间存在协同关系,与Mg2+之间存在竞争关系;且对大鼠肝脏原代细胞和ICR小鼠均有明显的降糖效果。2、在李剑老师课题组设计合成的基础上,测试了 70个双硫仑衍生物对Hu-FBPase的抑制活性。其作用位点和抑制机制与双硫仑一样:与Cys128共价结合,对Hu-FBPase的抑制活性具有时间依赖性,在大鼠肝脏原代细胞和ICR小鼠上有明显的降糖效果。3、通过晶体学手段探究双硫仑衍生物对Hu-FBPase的抑制机理,使用浸泡法培养得到了衍射率为2 A的Hu-FBPase与71b的复合物晶体,根据晶体结构更加直观地展示了双硫仑衍生物与Hu-FBPase上Cys128结合的共价变构调控机制,这种共价结合使Cys128附近的螺旋结构发生明显的变化,与Hu-FBPase催化活性密切相关的S123残基偏转远离底物,与D74、K71和水分子形成氢键,从而使Hu-FBPase的催化活性降低。