背景高尿酸血症是一种代谢性疾病https://www.selleck.cn/products/ag-221-enasidenib.html,对人体危害极大,但目前临床上没有一款安全有效的降尿酸药物。URAT1是一种有机阴离子转运体,承担了肾脏90%的尿酸重吸收工作。URAT1抑制剂是当前降尿酸药研发热点。URAT1目前没有蛋白结构,URAT1转运尿酸medical marijuana的分子机制及URAT1抑制剂作用机制尚不清楚,极大的限制了选择性URAT1抑制剂的开发。目的1.阐明URAT1转运尿酸的分子机制及抑制剂的结合模式和构效关系,为选择性URAT1抑制剂的设计提供思路。2.对设计合成的URAT1抑制剂进行药理学及初步安全性评价,获得安全有效的降尿酸化合物。方法1.通过同源模建预测URAT1的三维结构,并进行动力学模拟优化结构。用分子对接、序列比对、定点突变等方法研究尿酸、抑制剂和URAT1的结合位点。2.建立HQSAR和topomer CoMFA模型分析URAT1抑制剂的构效关系,用分子对接预测化合物与URAT1的相互作用,进一步改构化合物。3.构建过表达细胞模型评价化合物对URAT1、OAT1、GLUT9、ABCG2的selleck HPLC抑制能力。通过氧嗪酸钾和次黄嘌呤诱导高尿酸小鼠模型,评价化合物的降尿酸效果。通过MTT法检测化合物的细胞毒性。通过检测小鼠的ALT/AST、肌酐/尿素氮的水平检测化合物的肝肾毒性。用膜片钳电生理的方法评价化合物的hERG毒性。通过检测GSH水平评价苯溴马隆及改构体的肝毒性。结果1.URAT1尿酸转运及抑制剂结合分子机制分子动力学模拟结果表明URAT1的两段loop区(TMD7的L355-F365、TMD11的G483-R487)的柔性较大。位点突变及动力学实验证明该段氨基酸参加了尿酸转运和URAT1结构变构。S35、F241、H245、R477、R487、F241位点为URAT1与尿酸及抑制剂的结合位点。R477、K393在有机阴离子家族高度保守,其酸碱性(电荷性质)与尿酸转运密切相关。2.URAT1抑制剂linker对活性的贡献HQSAR和topomer CoMFA分析结果表明URAT1抑制剂的基团之间连接linker对活性贡献有正面影响。此外,有机阴离子(负电性)基团也对活性有正向贡献。分子对接结果表明linker和阴离子集团可与URAT1产生氢键作用力来增强活性。3.Verinurad与苯溴马隆改构体药理作用评价对通过引入不同linker的策略设计合成的36个Verinurad改构体进行了药理学和初步安全性评价。其中化合物KPH2f抑制URAT1活性最强,IC50为0.24 μM。KPH2f在高尿酸小鼠体内展现出与Verinurad相似的降尿酸活性。药代动力学结果显示,口服化合物KPH2f的半衰期为5.14±1.36 h,KPH2f的绝对生物利用度为30.13%±3.24%。体外MTT、hERG毒性检测表明KPH2f无明显的细胞毒性和心脏毒性。血清ALT/AST、CR/BUN结果表明KPH2f在小鼠体内无明显的肝肾毒性。对通过更换有机阴离子基团的策略合成改构的24个苯溴马隆改构体进行了药理学和初步安全性评价。其中化合物JNS4活性最好,其抑制URAT1的IC50为0.83 μM。JNS4对URAT1选择性抑制作用更强。与苯溴马隆相比,JNS4在高尿酸小鼠模型中展现了更强的降尿酸作用。药代动力学结果表明,JNS4在大鼠体内绝对生物利用度为55.28%。体外MTT、hERG毒性检测表明JNS4无明显的细胞毒性和心脏毒性。血清ALT/AST、CR/BUN及HE染色结果表明JNS4在小鼠体内无明显的肝肾毒性。结论1.URAT1 结构中 TMD7 的 L355-F365 和 TMD11 的 G483-R487 参与了URAT1尿酸转运和结构变构。2.S35、F241、H245、R477、R487、F241 位点为 URAT1 与尿酸及抑制剂的结合位点。R477、K393的酸碱性(电荷性质)与尿酸转运密切相关。3.URAT1抑制剂的基团之间连接linker和有机阴离子基团对活性贡献有正面贡献。4.化合物KPH2f体外抑制URAT1的活性与Verinurad相似。KPH2f体内展现出与Verinurad相似的降尿酸活性和药代动力学性质。KPH2f无明显的肝、肾和心脏毒性。5.化合物JNS4对URAT1选择性抑制作用更强。与苯溴马隆相比,JNS4具有更强的降尿酸作用、更好的药代动力学性质且无明显的肝、肾和心脏毒性。