迈向VDAC药理学:开发受自然启发的小肽通道抑制剂

由 root 提交于 周五, 10/23/2026 - 12:47
摘要

电压依赖性阴离子通道(VDAC)在细胞色素线粒体外膜上形成一条独特通路,供小离子和水溶性代谢物(如 ATP 和 ADP)通过。尽管 VDAC 参与呼吸作用的正常调控,也与多种线粒体相关病理过程有关,但令人惊讶的是,目前尚无已知的 FDA 批准药物以 VDAC 为靶点。此前,我们已证明,VDAC 可通过与细胞质中两种广为人知的蛋白质——二聚体微管蛋白和 α-突触核蛋白(Syn)——相互作用而受到调控;这两种蛋白质能够在纳摩尔浓度下可逆地阻断该通道。我们假设,潜在 VDAC 抑制剂的结构应满足两个主要要求:具有带负电荷的无序多肽 C 端或 N 端,作为孔道阻断结构域;同时具有线粒体膜结合结构域。以 Syn 为模板,我们设计了三种肽,并证实它们均能以可控方式阻断重构于平面脂质膜中的 VDAC,因而模拟了微管蛋白和 Syn 的作用。合成肽诱导的 VDAC 阻断持续时间与 Syn 诱导的阻断相当,但合成阻断剂产生半数效应所需的溶液浓度比 Syn 高 100 倍。本研究可视为一项概念验证研究,为未来开发靶向线粒体的药理学工具提供参考。

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电压依赖性阴离子通道(VDAC)在细胞线粒体外膜上形成了一条独特的通路,可供小离子和水溶性代谢物(如 ATP 和 ADP)通过。尽管 VDAC 参与呼吸作用的正常调节,并与多种线粒体相关病理过程有关,但令人意外的是,目前尚无已知的 FDA 批准药物以 VDAC 为靶点。此前,我们已证明,VDAC 可通过与已知胞质蛋白——二聚体微管蛋白和 α-突触核蛋白(αSyn)——的相互作用受到调节;这些蛋白能够以纳摩尔浓度可逆地阻断该通道。我们假设,潜在 VDAC 抑制剂的结构应满足两项主要要求:具有带负电荷的无序多肽 C 端或 N 端,作为孔道阻断结构域;并具有线粒体膜结合结构域。以 αSyn 为模板,我们设计了三种肽,并证实它们均能以可控方式阻断重构于平面脂质膜中的 VDAC,从而模拟微管蛋白和 αSyn 的作用。合成肽诱导的 VDAC 阻断持续时间与 αSyn 诱导的阻断相当,但合成阻断剂产生半数效应所需的溶液浓度比 αSyn 高约 100 倍。本研究可视为一项概念验证研究,为未来开发靶向线粒体的药理学工具提供参考。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

已声明的资助信息

美国国立卫生研究院(NIH),ZIA HD000072

版权

本预印本的版权所有者为作者/资助方,其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

本文为美国政府作品。根据《美国法典》第17编第105条,本文不受版权保护,并以 CC0 许可协议开放使用。

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发布于 2026年10月19日。

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迈向 VDAC 药理学:受自然启发开发小肽通道抑制剂

Tatiana K

Rostovtseva

,

Philip A

Gurnev

,

David P

Hoogerheide

,

Sergey M

Bezrukov

bioRxiv

2026.10.13.758907;

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.10.13.758907

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Tatiana K

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bioRxiv

2026.10.13.758907;

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关键词:电压依赖性阴离子通道 · 线粒体药理学 · 小肽通道抑制剂 · 仿生药物设计

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.13.758907v1?rss=1