近日，上海中醫(yī)藥大學(xué)交叉科學(xué)研究院葛廣波、楊凌團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種全新的膽紅素代謝酶（UGT1A1，又稱尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1A1）特異性熒光探針底物，并將其用于人肝細(xì)胞/組織制備物中UGT1A1的活性檢測以及UGT1A1抑制劑和誘導(dǎo)劑的高通量篩選等研究，相關(guān)工作在線發(fā)表在美國化學(xué)會**學(xué)術(shù)刊物《藥物化學(xué)雜志》Journal of Medicinal Chemistry上（DOI: 10.1021/acs.jmedchem.7b01097，IF 6.3）。該論文通訊作者為葛廣波教授和楊凌教授，**作者為呂俠博士和馮磊博士。

UGT1A1新型熒光探針底物NHPN及其應(yīng)用

UGT1A1是一種重要的Ⅱ相代謝酶和肝臟解毒酶，其在內(nèi)源性毒物膽紅素的代謝清除和外源物（如抗癌藥物依托泊甙及伊立替康的活性代謝產(chǎn)物SN38等）的代謝處置均扮演著非常重要的角色。人體每天會產(chǎn)生250-350 mg的膽紅素（血紅素降解產(chǎn)物），膽紅素需先被UGT1A1轉(zhuǎn)化成其葡萄糖醛酸化產(chǎn)物（又稱間接膽紅素），之后方可經(jīng)膽汁排泄至腸道中。UGT1A1是人體代謝膽紅素的**代謝酶，UGT1A1表達(dá)/功能的異常偏低可導(dǎo)致膽紅素代謝障礙進(jìn)而引發(fā)高膽紅素血癥（俗稱黃疸）；持續(xù)性的膽紅素代謝障礙可引發(fā)膽紅素腦病及肝功能異常等癥狀，嚴(yán)重者會致死。目前已發(fā)現(xiàn)多種臨床藥物和中草藥成分可通過強(qiáng)效抑制UGT1A1引發(fā)膽紅素代謝障礙和藥藥相互作用，因此，在藥物上市前或多藥聯(lián)合使用（包括中西藥聯(lián)用）時(shí)需密切關(guān)注藥品對UGT1A1的抑制作用。

然而，長期以來，生物醫(yī)藥行業(yè)一直缺少UGT1A1抑制劑的高效篩選與評價(jià)方法。膽紅素是行業(yè)中常用的UGT1A1探針底物，但其化學(xué)穩(wěn)定性差（見光易分解）、底物和產(chǎn)物的檢測靈敏度底且無法用于高通量。因此，業(yè)界迫切需要構(gòu)建高效、實(shí)用且適于中草藥等復(fù)雜研究對象的UGT1A1抑制作用的篩選和評價(jià)體系。2015年該團(tuán)隊(duì)基于UGT1A1的底物偏好性和活性空腔多堿性氨基酸等特征，設(shè)計(jì)研發(fā)了**UGT1A1的比率型熒光探針底物NCHN（Biosensors & Bioelectronics, 2015； 72: 261-7）。但后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)UGT1A1具有多個(gè)配體結(jié)合位點(diǎn)，NCHN與膽紅素的結(jié)合位點(diǎn)不同，因此NCHN無法完全替代膽紅素用于UGT1A1-配體相互作用等研究。本研究中，作者通過對UGT1A1底物結(jié)合區(qū)結(jié)構(gòu)特征和底物偏好性規(guī)律的總結(jié)，提出通過拓展底物結(jié)構(gòu)提高目標(biāo)酶特異性的新設(shè)想，同時(shí)采用新的設(shè)計(jì)研發(fā)策略（光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移）設(shè)計(jì)研發(fā)了一個(gè)全新的UGT1A1高特異性、高親和探針底物NHPN。借助該探針底物，作者開發(fā)了基于微孔板的UGT1A1酶活的高通量檢測新方法。該方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）高特異性，可直接用于細(xì)胞及組織制備物中UGT1A1的活性檢測；（2）操作簡單且可實(shí)現(xiàn)高通量檢測；（3）檢測靈敏（檢測下限可達(dá)0.48μg/mL），樣品需求量小。利用該探針不僅可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜生物樣品中目標(biāo)酶活性的精確檢測，還可以肝細(xì)胞制備物為酶源開展UGT1A1調(diào)控劑的高通量篩選與表征。此外，NCHN和NHPN還可作為一對不同類型的UGT1A1探針底物，用于UGT1A1-配體相互作用，尤其是配體結(jié)合位點(diǎn)的鑒定等研究。

上述研究為新藥研發(fā)及臨床藥理學(xué)研究提供了實(shí)用的工具分子和篩選方法，同時(shí)也為UGT1A1的誘導(dǎo)劑和激活劑的高效發(fā)現(xiàn)提供了技術(shù)支撐。上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、“重大新藥創(chuàng)制”國家重大專項(xiàng)及精細(xì)化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題的支持。此外，大連理工大學(xué)崔京南教授團(tuán)隊(duì)以及美國FDA程婕博士等也參與了本研究。