一种蛋白抑制剂在抗生育中的应用
【技术领域】
[0001 ]本发明属于生物医学领域，更具体地，本发明涉及一种蛋白抑制剂在抗生育中的 应用。
【背景技术】
[0002] 目前男性生育调节是人口控制的薄弱环节，有效节育方法仅有体外排精、避孕套 和输精管绝育术。目前临床没有安全可用的男性抗生育药物。
[0003] 男性抗生育药物的研究已经有十几年的历史，目前已经发现一些激素类药物和非 激素类药物。激素类药物主要为雄激素，非激素类药物较多，主要作用机制为干扰支持细胞 功能、抑制睾丸溴结构域特异性蛋白（BRDT)产生、抑制顶体酶活性、阻滞离子通道及影响精 子活力表达等，但目前除了进入临床研究的药物一睾酮类似物和gamendazol之外尚无一种 可以应用于临床的口服抗生育药物。
[0004] BRDT是一种组织特异性的与核染色质相关联的蛋白质，它参与了睾丸中精子生成 的染色质重组过程。BRDT在粗线期精母细胞、双线期精母细胞和圆形精子细胞中表达。在减 数分裂之后，BRDT通过成对的乙酰-赖氨酸识别模块或者溴结构域使高度乙酰化的组蛋白 重组，调节精母细胞中的基因表达，并能促进减数分裂之后圆形精子细胞染色质核仁的形 成和维持核仁的结构状态。
[0005] 随着2012年美国贝勒医学院的科学家Matzuk等发现了一种以人含溴结构域的蛋 白为靶点的噻烯杂卓类小分子化合物( + )_JQ1，人们开启了对BRDT的研究抑制剂的研究，但 是目前并无太多关于BRDT抑制剂的研究的报道，以BRDT作为男性抗生育药物的靶标具有很 大的潜在价值，因此寻找有效的BRDT蛋白抑制剂对于男性抗生育具有重要的意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种BRDT蛋白的抑制剂在男性抗生育中的应用，以弥补现 有技术存在的缺陷。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 本发明提供了一种睾丸特异性蛋白抑制剂在制备抗生育药物组合物中的应用。
[0008] 进一步，所述睾丸特异性蛋白为BRDT蛋白。
[0009] 进一步，所述蛋白抑制剂与BRDT的溴结构域相结合，以阻断BRDT与乙酰-赖氨酸的 结合，扰乱染色质的重组。
[0010]所述蛋白抑制剂可以是BRDT小分子抑制剂。
[0011] 进一步，所述小分子抑制剂为T272。
[0012] 本发明公开了一种抗生育药物组合物，所述抗生育药物组合物包括T272、其药学 上可接受的盐、其异构体或者其水合物或溶剂化物。
[0013] 进一步，所述药学上可接受的盐包括但不限于无机酸盐如盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘 酸盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐等;有机酸盐如甲酸盐、醋酸盐、丙酸盐、草酸盐、丙二酸盐、琥 珀酸盐、富马酸盐、马来酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、碳酸盐、苦味酸盐、甲 磺酸盐、乙磺酸盐、谷氨酸盐;碱金属盐或碱土金属盐如钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、铝盐;有机 碱盐如甲胺盐、乙胺盐、单乙醇铵盐、二乙醇铵盐、三乙醇铵盐、环己基胺盐、赖氨酸盐、鸟氨 酸盐等。在一些情况下，本发明化合物或其药学上可接受的盐可形成水合物、溶剂合物或多 晶型。
[0014] 进一步，所述抗生育药物组合物还包括药学上可接受的载体、赋形剂和/或稀释 剂。所述载体、赋形剂或稀释剂包括(但并不限于）：稀释剂如乳糖、氯化钠、葡萄糖、尿素、淀 粉、水等;粘合剂如淀粉、预胶化淀粉、糊精、麦芽糖糊精、蔗糖、阿拉伯胶、明胶、甲基纤维 素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯比咯烷酮、海藻酸及海藻酸盐、 黄原胶、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素等;表面活性剂如聚氧化乙烯山梨聚糖脂肪酸 酯、十二烷基硫酸钠、硬脂酸单甘油酯、十六烷醇等;致湿剂如甘油、淀粉等;吸附载体如淀 粉、乳糖、斑脱土、硅胶、高岭土和皂粘土等；润滑剂如硬脂酸锌、单硬脂酸甘油酯、聚乙二 醇、滑石粉、硬脂酸钙和镁、聚乙二醇、硼酸粉末、氢化植物油、硬脂富马酸钠、聚氧乙烯单硬 脂酸酯、单月桂蔗糖酸酯、月桂醇硫酸钠、月桂醇硫酸镁、十二烷基硫酸镁等;填充剂如甘露 醇(粒状或粉状）、木糖醇、山梨醇、麦芽糖、赤藓糖、微晶纤维素、聚合糖、偶合糖、葡萄糖、乳 糖、鹿糖、糊精、淀粉等;崩解剂如交联乙烯吡咯烷酮、羧甲基淀粉钠、低取代羟丙基甲基、交 联羧甲基纤维素钠、大豆多糖等。
[0015] 所述抗生育药物组合物还包括药学上可接受的包衣材料。所述包衣材料包括但不 限于明胶、阿拉伯胶、海藻酸盐、壳聚糖、羧甲基纤维素盐、醋酸纤维素酞酸酯、乙基纤维素、 甲基纤维素、羟丙甲基纤维素、丙烯酸树脂类、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇。
[0016] 所述抗生育药物组合物还包括矫味剂，所述矫味剂包括但不限于甘露醇、木糖醇、 甜菊甙、乳糖、果糖、蔗糖、蛋白糖、麦芽糖醇、甘草甜素、环己氨基磺酸钠、明胶、阿斯巴甜、 香蕉香精、菠萝香精、香兰素、香橙香精、桔子香精、薄荷香精、人参香精、草莓香精、枸橼酸、 柠檬酸。
[0017] 所述抗生育药物组合物还包括泡腾剂，所述泡腾剂包括但不限于苹果酸、柠檬酸 或枸橼酸与碳酸氢钠或碳酸钠。
[0018] 所述抗生育药物组合物可以使用不同的添加剂进行制备，例如抗氧化剂、稳定剂、 杀菌剂、缓冲剂、等渗剂、螯合剂、PH控制剂、表面活性剂、生物利用度剂等。
[0019] 进一步，所述抗生育药物组合物的受体人。
[0020] 所述抗生育药物组合物可以通过任何途径给予受体，只要能达到目标，其可通过 口服或非口服的多种途径，如腹腔内给药、静脉内给药、肌内给药、皮下给药、皮内给药、口 服给药、鼻内给药、肺内给药、直肠内给药。
[0021 ] 优选的，所述抗生育药物组合物以口腔途径给药，更优选地，口腔途径为口服用 药。口服用药包括固体药物组合物和液体药物组合物。所述固体药物组合物，可以采用片 剂、粉末剂、丸剂、散剂、胶囊剂等，这种固体药物组合物，将活性物质与至少一种惰性稀释 剂如乳糖、甘露醇、葡萄糖、羟丙基纤维素、微晶纤维素、淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、硫酸铝镁等 混合，另外，组合物可包含除惰性稀释剂之外的添加剂，例如润滑剂如硬脂酸镁、崩解剂如 淀粉或纤维素羟乙酸钙、稳定剂如乳糖、以及增溶剂如谷氨酸或天冬氨酸，片剂或丸剂可具 有糖衣或胃溶性膜衣。所述液体药物组合物，可以采用悬浊剂、内用液剂、乳剂、糖浆剂等， 除了作为经常使用的单纯稀释剂的水、液体石蜡以外，还可包含多种赋型剂，例如湿润剂、 甘味剂、芳香剂、保存剂等
[0022] 本发明抗生育药物组合物的单位剂型可以使用多种形式包括(但不限于）固体剂 型如散剂、片剂、丸剂、粉剂、干粉剂、颗粒、胶囊等;液态剂型如悬浊剂、内用液剂、乳剂、酏 剂、糖浆剂等。
[0023] 本发明提供了一种筛选上述睾丸特异性蛋白抑制剂的方法，其特征在于，筛选步 骤如下：
[0024] (1)构建人BRDT小分子抑制剂药效团模型
[0025]从PDB数据库下载人BRDT与JQl共结晶活性构象的三维立体结构文件，输入到 Discovery Studio 3.0的药效团构建模块，利用Discovery Studio 3.0对BRDT活性构象立 体结构进行加氢和除水分子的处理，设置各参数，根据乙酰-赖氨酸结合口袋JQl和BRDT的 相互作用方式识别活性位点，然后依据和受体的相互作用模式对所有的作用位点进行聚 类，得到可用于虚拟筛选的药效团模型；
[0026] (2)使用利平斯基五规则和ADMET预测对化合物库进行类药性预测；
[0027] (3)基于药效团模型对化合物进行虚拟筛选
[0028]将构建好的药效团模型作为3D定位输入对大型化合物数据库进行高通量虚拟筛 选，以期得到靶向BRDT活性位点的小分子抑制剂;保留匹配一半以上药效特征元素的化合 物，然后再次通过利平斯基五规则进行过滤；
[0029] (4)基于分子对接对化合物进行虚拟筛选
[0030 ] 利用L i bdock进行研究，采用相同的BRDT的活性构象的三维结构和Charmm力场，对 接位点定义为一个以活性位点为中心的直径9A的球形，这个球形足以覆盖BRDT与JQl结合 位点的关键氨基酸残基，将JQl对接到BRDT活性位点，以对接构象是否满足催化机制为依据 进行打分函数的选择和参数优化。
[0031] (5)体外蛋白水平的筛选
[0032] 使用BRDT Bromodomain TR-FRET Assay试剂盒进行化合物的体外检测；
[0033] (6)对阳性化合物与BRDT蛋白进行量效关系检测；
[0034] (7)对阳性化合物进行分子对接；
[0035] (8)对阳性化合物进行ADMET预测。
[0036]进一步，上述步骤(1)中的参数设置为:最小结构特征的参数设置为4，最大参数特 征设置为6;亲脂性位点密度参数设为15,极性位点参数设置为20。
[0037]本发明的优点和有益效果：
[0038] 本发明首次发现了针对睾丸特异性蛋白BRDT的一种小分子抑制剂T272,该小分子 抑制剂能特异的结合BRDT蛋白的溴结构域，安全、有效、可逆的实现男性抗生育的目的。
[0039] 本发明首次建立了理性化筛选男性抗生育药物的平台，该平台综合运用靶向药物 筛选、计算机辅助虚拟筛选等现代技术，以BRDT蛋白为靶标，克服了成本高，实验周期长的 缺陷。
[0040] 本发明为开发结构新颖、活性好、毒副作用低的新型男性抗生育药物提供了一种 先导化合物。
【附图说明】
[0041 ]图1显示了BRDT的结构和JQl的结构;其中，图A显示了BRDT的结构域图解；
[0042]图B显示了活性化合物JQl的对映异构体。
[0043]图2显示了BRDT抑制剂的最终药效团模型，其中，图A显示了实验计算得到的最佳 药效团模型；图B显示了药效团模型的3D空间关系和几何参数。
[0044]图3显示了药效团模型的结构特征，其中，图A显示了药效团模型和起作用的氨基 酸残基，图B显示了药效团模型与JQl的匹配结果；图C显示了药效团模型同BRDT-JQl晶体复 合物的匹配结果。
[0045]图4显示了BRDT的活性位点，其中条带代表BRDT蛋白链。
[0046]图5显示了 JQl和BRDT的对接图，其