Suppr超能文献

质子泵抑制剂(PPIs)是治疗酸相关疾病的主要药物,在全球范围内广泛使用。然而,PPIs 存在一些不良反应,包括腹泻、腹胀、恶心、呕吐、头痛、皮疹和味觉障碍等。这些不良反应可能会影响患者的生活质量,甚至导致治疗中断。因此,开发新型、高效、低毒的质子泵抑制剂具有重要的临床意义。 在本研究中,我们采用计算化学方法研究了质子泵抑制剂的作用机制和构效关系。我们首先建立了质子泵抑制剂与质子泵的复合物模型,然后使用分子动力学模拟研究了质子泵抑制剂与质子泵的相互作用。我们发现,质子泵抑制剂通过与质子泵的活性位点结合,抑制质子泵的活性,从而阻断胃酸的分泌。我们还发现,质子泵抑制剂的疏水性和电性对其与质子泵的结合亲和力有重要影响。 综上所述,本研究为质子泵抑制剂的设计和开发提供了理论依据,有助于开发新型、高效、低毒的质子泵抑制剂。

Thermodynamics and Mechanism of the Membrane Permeation of Hv1 Channel Blockers.

机构信息

Department of Chemistry, University of California, Irvine, USA.

Department of Physiology and Biophysics, University of California, Irvine, CA, 92697, USA.

出版信息

J Membr Biol. 2021 Feb;254(1):5-16. doi: 10.1007/s00232-020-00149-8. Epub 2020 Nov 16.

Abstract

The voltage-gated proton channel Hv1 mediates efflux of protons from the cell. Hv1 integrally contributes to various physiological processes including pH homeostasis and the respiratory burst of phagocytes. Inhibition of Hv1 may provide therapeutic avenues for the treatment of inflammatory diseases, breast cancer, and ischemic brain damage. In this work, we investigate two prototypical Hv1 inhibitors, 2-guanidinobenzimidazole (2GBI), and 5-chloro-2-guanidinobenzimidazole (GBIC), from an experimentally screened class of guanidine derivatives. Both compounds block proton conduction by binding the same site located on the intracellular side of the channel. However, when added to the extracellular medium, the compounds strongly differ in their ability to inhibit proton conduction, suggesting substantial differences in membrane permeability. Here, we compute the potential of mean force for each compound to permeate through the membrane using atomistic molecular dynamics simulations with the adaptive biasing force method. Our results rationalize the putative distinction between these two blockers with respect to their abilities to permeate the cellular membrane.

摘要

电压门控质子通道 Hv1 介导质子从细胞内流出。Hv1 整体上有助于各种生理过程,包括 pH 稳态和吞噬细胞的呼吸爆发。Hv1 的抑制可能为炎症性疾病、乳腺癌和缺血性脑损伤的治疗提供新的途径。在这项工作中,我们研究了两种典型的 Hv1 抑制剂,2-胍基苯并咪唑(2GBI)和 5-氯-2-胍基苯并咪唑(GBIC),它们来自于一个经过实验筛选的胍衍生物类。这两种化合物通过结合位于通道细胞内侧面的相同位点来阻断质子传导。然而,当添加到细胞外介质中时,这两种化合物在抑制质子传导的能力上有很大的差异,这表明它们在膜通透性方面有很大的差异。在这里,我们使用基于自适应偏置力的原子分子动力学模拟计算了每个化合物通过膜渗透的平均势能。我们的结果从理论上解释了这两种阻断剂在渗透细胞膜能力方面的差异。

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