在發(fā)展新的癌癥治療上不論是基礎或轉譯研究上都集中在腫瘤細胞不同功能的作用上，其中一個領域是腫瘤細胞的生與死。細胞凋亡，也稱作細胞計劃性死亡，是細胞包括腫瘤細胞的一個基本作用，細胞凋亡的訊號誘導路徑牽涉到很多不同蛋白質及其交互作用，在凋亡訊號中，蛋白質和蛋白質間的交互作用就像很多其他生物反應過程一樣，通常由蛋白質交互作用的介面上，有重要的構造或功能上的一些片斷或幾個重要胺基酸序列來決定或影響其作用。對于生物醫(yī)學及醫(yī)藥科學家要發(fā)展新穎的分子工具來研究或控制這些小蛋白質片斷的功能，以及它們所參與的生物及病理過程不論在基礎理論及實際應用上都是一個挑戰(zhàn)。
在二月份《實驗生物及醫(yī)學》學(Experimental Biology and Medicine) 期刊刊登的文章， Huang, Zhang, Reed, An 及共同作者發(fā)展出一新的合成分子做為模式探討脯胺酸及四勝肽在XIAP調節(jié)腫瘤細胞凋亡上所扮演的構造及功能的角色。這工作是共同由Ziwei Huang及Jing An，他們的實驗室原來在加州La Jolla的Sanford-Burnham Medical Research Institute，現搬至Cancer Research Institute and Department of Pharmacology of the State University of New York (SUNY) Upstate Medical University in Syracuse, New York，中國北京大學藥學院的Liangren Zhang，及Sanford-Burnham Medical Research Institute的John Reed完成的。
領導這國際研究團隊的Huang博士說明” 研究蛋白質和蛋白質的交互作用以及它們受合成分子的調節(jié)已變成生物醫(yī)學及藥物研發(fā)的尖端科學，我們選擇含脯胺酸的四勝肽做為一個模式發(fā)展新的勝肽模擬分子，研究它們結合XIAP蛋白質的能力，以及抑制XIAP參與腫瘤細胞凋亡訊號時蛋白質和蛋白質交互作用的角色。我們的結果指出這些四勝肽類似劑可以進一步發(fā)展成新的分子工具，做為分析XIAP在腫瘤細胞參與蛋白質和蛋白質交互作用的機制以及參與的訊號傳遞路徑，未來也可能研發(fā)新的抗癌藥物。這研究結合以構造為基礎的藥物設計、化學、及腫瘤生物學，以及美國和中國的專家及資源，它是一個國際合作的例子，運用化學至生物學及醫(yī)學，最終目標是發(fā)展新的治療癌癥的方法。”
這研究團隊利用得自Smac蛋白質的AVPI四勝肽已知的立體構造結合上XIAP蛋白質做為指標，設計一系列的勝肽仿真類似物，它們都含有構造上受限制的脯胺酸類似物exo-2-azabicyclo[2.2.1]heptane-3-carboxylic acid，以核磁共振(NMR) 及分子模型做構造分析顯示有些類似物可以仿真原始四勝肽的立體構造，利用螢光極化分析發(fā)現其中一個類似物在結合上XIAP蛋白質就像原來的四勝肽。這指出一個可能性就是此類似物可以抑制XIAP的抗細胞凋亡作用，XIAP是細胞凋亡的抑制蛋白質，移除死亡訊號路徑的障礙可以造成腫瘤細胞的死亡。
John Reed博士在加州La Jolla領導做這些分子的結合及生物學研究，他說明” 透過和Huang博士及同事合作帶來的進展是我們在Sanford-Burnham Medical Research Institute努力很重要的一部份，就是設計及發(fā)展小分子化合物抑制IAP家族蛋白質做為癌癥有潛力的治療方法，我們迫切需要更進一步發(fā)展成先導藥物，以提供那些受苦的惡性腫瘤患者一個新的希望。”
這研究中所用到的勝肽類似物的設計及合成是長期發(fā)展目標的第一步，我們是要研發(fā)能穿透腫瘤細胞膜到達XIAP目標物，催化能造成腫瘤細胞死亡的訊息路徑，未來需要更多的研究及調整讓這些勝肽類似物能進入細胞做為抗腫瘤的藥物，目前這些類似物的研究是一個基礎的研究，目標在了解脯胺酸以及含脯胺酸勝肽結合鍵立體構造在參與蛋白質生物功能的角色。脯胺酸勝肽鍵結有二種構造異構物(順式 及反式異構物) ，可以參與蛋白質不同的功能，過去很多研究已指出脯胺酸或脯胺酸模擬物可以是順式及反式的混合物，或全是順式異構物。在這研究中所用的脯胺酸模擬物都是反式的構造，這種人工合成非天然的脯胺酸仿真物在構造及功能有趣的發(fā)現也指出在生物學上脯胺酸的異構化也可能發(fā)生，且此種脯胺酸模擬物可用來研究脯胺酸及含脯胺酸序列在其他蛋白質和蛋白質交互作用參與不同生物功能的角色。
《實驗生物及醫(yī)學》期刊主編Steven R. Goodman說：「Ziwei Huang及同事優(yōu)美的研究探討了含脯胺酸的勝肽在抑制XIAP抗細胞凋亡功能上的角色，這可能帶來未來設計新的抗癌藥物。這文章也是一個跨領域及國際合作很好的例子，也是我們期刊的焦點」。 |
