脂肪酸結(jié)合蛋白4/5雙重抑制劑的研究進(jìn)展

韓立帥，吳文珍，袁浩亮，孫宏斌，溫小安

（中國藥科大學(xué) 江蘇省代謝性疾病藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京210009）

近年來，肥胖及相關(guān)代謝性疾病已嚴(yán)重威脅到人類的身體健康和生活質(zhì)量，包括2型糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化、非酒精性脂肪肝炎、高血壓和冠心病等[1]。脂質(zhì)代謝異常及慢性低度炎癥是代謝性疾病發(fā)生發(fā)展的重要原因[2]。當(dāng)人體脂肪過度累積，其沉積在內(nèi)臟脂肪組織和非脂肪組織（如骨骼肌、肝和胰腺等）中進(jìn)而引起脂毒性[3]。在脂質(zhì)代謝紊亂狀態(tài)下，過量的二酰甘油（diacylglycerol，DAG）及游離脂肪酸（free fatty acid，F(xiàn)FA）能夠激活核轉(zhuǎn)錄因子κB抑制蛋白激酶 β（nuclear factor-κB kinases β，IKK-β）、c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）和蛋白激酶R（protein kinases R，PKR）等通路而誘發(fā)炎癥反應(yīng)，并導(dǎo)致胰島素抵抗[4]。脂肪酸結(jié)合蛋白（fatty acidbinding proteins，F(xiàn)ABPs）作為細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)伴侶蛋白，尤其是FABP4在調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝與炎癥通路中發(fā)揮重要作用[5]。小鼠敲除FABP4（FABP4-/-）能夠保護(hù)肥胖引起的胰島素抵抗[6]，改善血脂異常，降低血漿三酰甘油（triglyceride，TG）和膽固醇水平[7]。此外，載脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）缺失的FABP4-/-小鼠也表現(xiàn)出對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的保護(hù)作用[8]。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)FABP5能夠在FABP4-/-的脂肪細(xì)胞中代償性地表達(dá)上調(diào)[6]，而FABP4/5雙敲除（FABP4/5-/-）小鼠對(duì)胰島素抵抗和血管病變的保護(hù)作用更加顯著[9-10]。因此，對(duì)FABP4/5雙重抑制劑的研究逐漸成為熱點(diǎn)。本文綜述FABP4/5雙重抑制劑的最新研究進(jìn)展，以期為設(shè)計(jì)全新結(jié)構(gòu)的FABP4/5雙重抑制劑提供參考依據(jù)。

1 脂肪酸結(jié)合蛋白概述

FABPs是一類低相對(duì)分子質(zhì)量（14 000 ～ 15 000）的脂質(zhì)伴侶蛋白，含126 ～ 134個(gè)氨基酸殘基，在細(xì)胞內(nèi)與脂肪酸可逆結(jié)合，促進(jìn)脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和利用。FABPs對(duì)花生四烯酸、脂多糖、血紅素等疏水性配體也具有很高的親和力[油酸：Ki(FABP4)=（185±35）nmol · L-1，Ki(FABP5)=（248±12）nmol · L-1； 棕 櫚 酸：Ki(FABP4) =（336±164）nmol · L-1，Ki(FABP5)=（802±336）nmol · L-1][11-12]。1972 年 Ockner等[13]首次在大鼠空腸中發(fā)現(xiàn)了脂肪酸結(jié)合蛋白。目前，在哺乳動(dòng)物中至少發(fā)現(xiàn)9種FABPs亞型，根據(jù)其首次被發(fā)現(xiàn)的組織或其高表達(dá)的特定組織分別命名為肝臟型（FABP1，liver-FABP，L-FABP）、 腸 型（FABP2，intestinal-FABP，I-FABP）、心臟型（FABP3，heart-FABP，H-FABP）、脂肪型（FABP4，adipocyte-FABP，A-FABP）、表皮型（FABP5，epidermal-FABP，E-FABP）、回腸型（FABP6，ileal-FABP，Il-FABP）、腦型（FABP7，brain-FABP，B-FABP）、髓磷脂型（FABP8，myelin-FABP，M-FABP）和睪丸型（FABP9，testis-FABP，T-FABP）[14]（見表1）。這些亞型的一級(jí)結(jié)構(gòu)差別很大，同源性僅在15% ～ 70%之間，但它們均有相似的三維結(jié)構(gòu)，由2個(gè)α螺旋和10個(gè)β折疊組成，并以螺旋-卷曲-螺旋的結(jié)構(gòu)域作為帽子結(jié)構(gòu)覆蓋頂部，形成一個(gè)配體結(jié)合口袋。配體由門區(qū)域進(jìn)入蛋白口袋后，與口袋底部的一個(gè)酪氨酸（Tyr）和2個(gè)精氨酸（Arg）殘基形成關(guān)鍵的氫鍵作用（見圖1）[5]。

表 1 脂肪酸結(jié)合蛋白家族Table 1 The FABP family

圖 1 FABP4與棕櫚酸（C16∶0）共晶結(jié)構(gòu)（PDB：2HNX）Figure 1 Co-crystal structure of human FABP4 with palmitic acid（PDB：2HNX）

FABPs在細(xì)胞中與脂質(zhì)結(jié)合，增加脂質(zhì)水溶性并促進(jìn)其轉(zhuǎn)運(yùn)而發(fā)揮生理功能（見圖2），包括將其轉(zhuǎn)運(yùn)至脂滴貯存能量；轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)以及膜結(jié)構(gòu)的形成；轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體和過氧化物酶體進(jìn)行β-氧化；轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)中調(diào)節(jié)酶的活性；轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核與核激素受體（hormone nuclear receptor，NHR）結(jié)合并調(diào)節(jié)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄[14]。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)FABPs還可以作為脂肪因子以自分泌或旁分泌的方式影響周圍組織和器官的生理功能[24]。另外，F(xiàn)ABPs在調(diào)節(jié)糖脂代謝、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)及正常細(xì)胞癌變等生理和病理過程中也發(fā)揮著重要的作用[5]。

圖 2 細(xì)胞內(nèi)脂肪酸結(jié)合蛋白的功能Figure 2 Functions of intracellular FABPs

2 脂肪酸結(jié)合蛋白4/5與疾病的關(guān)系

FABP4又稱A-FABP或aP2，主要分布在脂肪細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中，占脂肪組織蛋白總量的1%。1996年，Hotamisligil等[6]首次報(bào)道FABP4-/-小鼠在正常飲食情況下與野生型小鼠在表型上并無差異，但在高脂飲食等代謝應(yīng)激的條件下表現(xiàn)出良好的胰島素敏感性。與對(duì)照組相比，F(xiàn)ABP4-/-小鼠的脂肪組織中腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor α，TNF-α）表達(dá)顯著下調(diào)。隨著多種FABP4-/-細(xì)胞及動(dòng)物模型的建立[7-8,25-26]，以及大量流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)在2型糖尿病和動(dòng)脈粥樣硬化患者血漿中FABP4高表達(dá)[27-29]，人們逐漸認(rèn)識(shí)到FABP4在代謝性疾病中的重要作用。

FABP5又稱E-FABP、PA-FABP或mal1，其廣泛存在于多種組織中，且在表皮細(xì)胞中表達(dá)最多，在脂肪細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞以及乳腺、腦、腎、肝、肺和睪丸等組織中也有表達(dá)。由于上述組織中同時(shí)有其他FABP亞型的表達(dá)，因此，F(xiàn)ABP5的確切功能仍有待進(jìn)一步闡明[14]。

為了更好地理解FABP4和FABP5在脂質(zhì)代謝中的作用，研究者用FABP4-/-小鼠與FABP5-/-小鼠雜交，獲得了FABP4/5-/-小鼠[9]。FABP4/5-/-小鼠相對(duì)于FABP4或FABP5單敲除小鼠具有更好的代謝表型：其不僅能夠抵抗髙脂飲食誘導(dǎo)的肥胖，增加胰島素敏感性，維持葡萄糖穩(wěn)態(tài)，還能夠增加肌肉組織中腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）的磷酸化水平，減少肝臟硬脂酰輔酶A去飽和酶1（stearoyl-CoA desaturase-1，SCD1）的表達(dá)，改善肝臟的脂質(zhì)浸潤，對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的肝臟脂肪變性具有保護(hù)作用。ApoE-/-/FABP4/5-/-小鼠與ApoE-/-/FABP4-/-小鼠相比，其降低血管病變效果更加顯著，并且在高脂飲食喂養(yǎng)下FABP4/5-/-能提高小鼠存活率[8,10]。分子機(jī)制研究表明，在FABP4-/-巨噬細(xì)胞中，過氧化物酶體增殖物激活受體 γ（peroxisome proliferators-activated receptors γ，PPARγ）活性增強(qiáng)，可能通過PPARγ-肝X受體（liver X receptor，LXR）-α-ATP-結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)體 A1（ATP-binding cassette transporter A1，ABCA1）通路促進(jìn)膽固醇外流，減少細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的沉積，防止泡沫細(xì)胞的形成[30]。但在FABP5-/-巨噬細(xì)胞中，PPARγ活性也會(huì)升高[31]。PPARs和FABPs間的聯(lián)系在不同情況下產(chǎn)生的效應(yīng)也不盡相同。FABP4依賴于脂肪酸與激素敏感性脂肪酶（hormone-sensitive lipase，HSL）結(jié)合并激活HSL，促進(jìn)脂質(zhì)分解，抑制脂肪的生成。在FABP4-/-小鼠的脂肪組織中發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)分解減少[32-33]，其作用與PPARγ相反。PPARγ能增加FABP4的表達(dá)，并受到FABP4的負(fù)反饋調(diào)控。此外，F(xiàn)ABP4能夠提高PPARγ的泛素化水平，加速蛋白酶體對(duì)PPARγ的降解作用[34]。因此，最終表現(xiàn)為FABP4能夠抑制PPARγ的活性。尤其值得注意的是，F(xiàn)ABP4和FABP5能夠介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。在FABP4-/-巨噬細(xì)胞中，核因子 κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信號(hào)通路上游的IKK-β激酶的磷酸化被抑制，環(huán)氧化酶-2（cyclooxygenase 2，COX-2）的表達(dá)降低，前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）分泌顯著減少[30,35]，降低炎癥反應(yīng)。同時(shí)，F(xiàn)ABP4能夠與JNK-AP-1形成正反饋調(diào)節(jié)而加強(qiáng)脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[36]。另外有研究表明，F(xiàn)ABP4和FABP5能夠與白三烯A4結(jié)合，增加其化學(xué)穩(wěn)定性，從而促進(jìn)炎癥發(fā)生發(fā)展[37-38]。這些均表明FABP4/5在脂質(zhì)代謝和炎癥反應(yīng)中扮演重要的角色。FABP4和FABP5還與多種腫瘤包括乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等的發(fā)生發(fā)展以及腫瘤代謝密切相關(guān)[39]。因此，F(xiàn)ABP4和FABP5被認(rèn)為是治療肥胖及相關(guān)代謝性疾病甚至腫瘤的潛在靶標(biāo)。目前，已有多種FABP4小分子抑制劑被報(bào)道。對(duì)于FABP4/5雙重抑制劑的研究報(bào)道也越來越多。另一方面，F(xiàn)ABP3亞型主要在心臟中表達(dá)。研究表明：FABP3-/-小鼠會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不耐受，且在老年時(shí)發(fā)生局部心肌肥厚現(xiàn)象，也就是說，抑制FABP3可能會(huì)導(dǎo)致心臟毒性[40]。因此，開發(fā)具有選擇性的FABP4/5雙重抑制劑更具優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值。

3 脂肪酸結(jié)合蛋白4/5雙重抑制劑

3.1 芳基喹啉類及雙環(huán)吡啶類

2013年，Ceccarelli等[41]在專利中公開了一類以喹啉為母核的化合物（化合物1～6），并用時(shí)間分辨熒光共振能量轉(zhuǎn)移（time resolution fl uorescence resonance energy transfer，TR-FRET）方法檢測了它們對(duì)FABP4和FABP5蛋白的抑制活性（見表2），其中化合物1活性最好，其對(duì)FABP4和FABP5的IC50分別為13和51 nmol · L-1。

表 2 化合物2～6對(duì)FABPs抑制活性（Ki 值）Table 2 The inhibitory activities( Ki value) of compounds 2～6 on FABPs（hFABP3, hFABP4, hFABP5）

2016年，Kühne等[42]報(bào)道了上述喹啉類化合物的研究過程?；衔?是通過虛擬篩選得到的苗頭化合物，具有較強(qiáng)的FABP3抑制活性，且沒有FABP5抑制活性。但化合物2具有較好的水溶性和滲透性，且在人源和鼠源肝微粒體內(nèi)清除率較低，具有進(jìn)一步改造的價(jià)值?；衔?與FABP4的共晶結(jié)構(gòu)（見圖3a）顯示，其占據(jù)疏水口袋，羧酸部分與Arg127形成直接的氫鍵作用，并通過兩分子水與Tyr129形成間接的氫鍵作用，其他部分處于一個(gè)由Phe17、Tyr20、Met21、Val26、Thr30、Ala37、Pro39、Phe58、Ala76、Asp77 和 Ile105等氨基酸殘基圍成的疏水空腔中，并與周圍氨基酸形成多個(gè)π-π 堆積作用和色散作用。將化合物2與FABP4的共晶結(jié)構(gòu)與已知FABP3、FABP4、FABP5的共晶結(jié)構(gòu)（PDB ID: 2HMB、 2HNX、1B56）疊合，比較關(guān)鍵位點(diǎn)氨基酸序列的差異，基于結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)與優(yōu)化，得到一系列化合物。將化合物2的2位甲基換成異丙基或哌啶分別得到化合物3和5，其對(duì)FABP3的抑制活性明顯降低，并提高了對(duì)FABP5的抑制活性。分析蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)（見圖3b）發(fā)現(xiàn)，此位點(diǎn)在FABP4和FABP5蛋白中對(duì)應(yīng)的氨基酸殘基為異亮氨酸、纈氨酸和半胱氨酸，而在FABP3中是3個(gè)體積較大的亮氨酸。推測在FABP3中形成的結(jié)合口袋較小，不利于與大基團(tuán)的結(jié)合。因此，可以通過在喹啉母核2位引入如異丙基或哌啶等體積較大基團(tuán)，以降低對(duì)FABP3的抑制活性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)選擇性。在化合物3的苯環(huán)3位引入異丙基得到化合物4，其對(duì)FABP3的抑制活性顯著降低，對(duì)FABP5的抑制活性也略有降低，而對(duì)FABP4的抑制活性影響不大。在蛋白晶體結(jié)構(gòu)中，此位點(diǎn)在FABP4蛋白上對(duì)應(yīng)54位絲氨酸，而在FABP3和FABP5中則是體積較大的蘇氨酸，因此，當(dāng)引入如異丙基等較大基團(tuán)時(shí)，能夠顯著降低化合物對(duì)FABP3和FABP5的抑制活性，而對(duì)FABP4影響較小；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)異丙基的引入能夠與FABP4氨基酸殘基（Pro39、Thr61）產(chǎn)生色散作用，增強(qiáng)其與FABP4的相互作用（見圖3c）。最后，將化合物5的羧酸部分利用生物電子等排替換成四氮唑得到了化合物6（RO6806051）。在化合物6與FABP5的共晶結(jié)構(gòu)（見圖3d）中，四氮唑不僅能夠與關(guān)鍵氨基酸Arg129及Tyr131形成氫鍵作用，同時(shí)還能與FABP5的Thr56氨基酸殘基的Cγ產(chǎn)生色散作用，增強(qiáng)其對(duì)FABP5的抑制活性?；衔?目前處于臨床前研究階段，主要用于治療動(dòng)脈粥樣硬化，但其成藥性有待進(jìn)一步探究。

圖 3 芳基喹啉類化合物與脂肪酸結(jié)合蛋白共晶結(jié)構(gòu)Figure 3 Co-crystal structures of human FABPs in complex with aryl-quinoline derivatives

2014年，Buettelmann等[43]公開了一類雙環(huán)吡啶類化合物。該類化合物具有較強(qiáng)的FABP4/5雙重抑制活性，其結(jié)構(gòu)與喹啉類較為相似。利用TR-FRET方法測定吡啶類化合物7對(duì)FABP4和FABP5的IC50均達(dá)到20 nmol · L-1，但尚未報(bào)道此類化合物對(duì)FABP3的抑制活性。

3.2 三唑并嘧啶酮類

2011年，Lan等[44]報(bào)道了一類三唑并嘧啶酮類FABP4/5雙重抑制劑（化合物8、9和10）。該類化合物為非羧酸類FABP4/5抑制劑，具有良好細(xì)胞滲透率和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。利用溫度依賴性熒光法（temperature-dependent fl uorescence，TdF）篩出化合物8，經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造得到化合物9和10。相關(guān)化合物蛋白抑制活性見表3。

表 3 化合物8～10對(duì)脂肪酸結(jié)合蛋白抑制活性（Kd或IC50）Table 3 Inhibitory activities (Kd or IC50 ) of compounds 8～10 on FABPs

FABP4能夠促進(jìn)脂質(zhì)分解，而化合物9和10能劑量依賴性地抑制異丙腎上腺素刺激的鼠源3T3-L1脂肪細(xì)胞和人原代脂肪細(xì)胞的脂肪分解。化合物9和10還能抑制THP-1細(xì)胞和人原代巨噬細(xì)胞釋放單核細(xì)胞趨化因子-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1），具有潛在的抗炎作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，化合物10可以降低髙脂飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠血漿中TG和FFA水平，改善肥胖小鼠的脂質(zhì)代謝異常，但并沒有明顯提高其糖耐量，也不能改善胰島素抵抗[44]。

3.3 其他類型的FABP4/5雙重抑制劑

2003年，百時(shí)美施貴寶公司公開了一類芳基化合物。利用8-苯胺-1-萘磺酸（8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid，1，8-ANS）熒光位移法測得其代表性化合物11（BMS-480404）對(duì)FABP4和FABP5的Ki分別為2.5和33 nmol · L-1[45]。此類化合物主要用于抗血脂異常和糖尿病的活性研究。

2012年，默克公司和藥明康德公司公開了化合物12的結(jié)構(gòu)，其對(duì)FABP4和FABP5的IC50分別為455和850 nmol · L-1[46]。在高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖C57小鼠中，化合物12能改善胰島素抗性和葡萄糖耐受，并降低循環(huán)TG的水平，用于治療脂質(zhì)異常和糖尿病，目前處于臨床前研究階段。

Buettelmann等[47-48]分別在2013年和2014年公開了2類噻吩酰胺類化合物。用TR-FRET法測得其代表性化合物13對(duì)FABP4和FABP5的IC50分別為9和34 nmol · L-1，化合物14對(duì)FABP4和FABP5的IC50分別為 13和 16 nmol · L-1。此外，Buttelmann 等[49]還報(bào)道了一種脲類化合物，其具有較強(qiáng)的FABP4/5雙重抑制劑活性，其中活性最好的化合物15對(duì)FABP4和FABP5 的 IC50分別為 50 nmol · L-1和 3.79 μmol · L-1。

4 FABP5小分子抑制劑

目前，關(guān)于FABP5小分子抑制劑的報(bào)道很少。隨著對(duì)FABP5研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)FABP5不僅在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[50-51]，還能夠促進(jìn)包括宮頸癌、乳腺癌、前列腺癌、口腔鱗狀細(xì)胞癌等多種惡性腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移和侵襲[52-55]。因此，對(duì)FABP5抑制劑的開發(fā)也逐漸受到關(guān)注。本節(jié)主要介紹已報(bào)道的FABP5小分子抑制劑，期望對(duì)FABP4/5雙重抑制劑的開發(fā)有所幫助。

2012年，Berger等[56]報(bào)道了一類古柯間酸單酯類化合物（化合物16和17），其中化合物16（SB-FI-26）對(duì) FABP5 的 Ki值 為（0.9±0.1）μmol · L-1， 同 時(shí) 對(duì)FABP3 和FABP7也具有一定的抑制活性，Ki值分別為（3.9±0.7）和（0.4 ± 0.0）μmol · L-1。在人腦中，內(nèi)源性大麻素（endocannabinoid anandamide，AEA）有利于緩解應(yīng)激、疼痛和炎癥；而FABPs能夠與其結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，在脂肪酰胺水解酶（fatty acid amide hydrolase，F(xiàn)AHH）作用下水解失活[56]。因此，抑制FABPs能夠降低細(xì)胞對(duì)AEA的攝取，減少AEA降解，升高腦中AEA水平，產(chǎn)生鎮(zhèn)痛抗炎作用[56]。在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中，化合物16也具有類似作用，可抑制海拉細(xì)胞攝取AEA，并且能夠升高疼痛模型小鼠腦中AEA水平，具有鎮(zhèn)痛抗炎效果[56]。2018年，Bogdan等[50]發(fā)現(xiàn)FABP5能夠激活微粒體前列腺素E合酶-1（microsomal prostaglandin E synthase-1，mPGES-1）， 促 進(jìn) PGE2的生物合成，在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用?；衔?6能夠抑制FABP5，降低mPGES-1和PGE2的表達(dá)，達(dá)到鎮(zhèn)痛抗炎的效果。除了鎮(zhèn)痛抗炎作用外，2017年，Al-Jameel等[57]報(bào)道化合物16能夠通過FABP5-PPARγ-VEGF通路治療去勢(shì)抵抗性前列腺癌。化合物16通過抑制FABP5，減少細(xì)胞對(duì)胞外脂肪酸的攝取以及胞內(nèi)脂質(zhì)降解生成的脂肪酸，逆轉(zhuǎn)過多的脂肪酸引起的PPARγ激活和VEGF產(chǎn)生，來抑制腫瘤的發(fā)展。

為了提高活性、水溶性、選擇性以及體內(nèi)穩(wěn)定性，研究人員對(duì)化合物16進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)改造與構(gòu)效關(guān)系研究[58]?；衔?6與FABP5的共晶復(fù)合物顯示，化合物16的羧基與FABP5的2個(gè)關(guān)鍵氨基酸殘基Arg129和Tyr131形成直接的氫鍵作用，并通過1個(gè)水分子與Arg109形成4個(gè)間接的氫鍵作用（見圖4a）。研究人員還發(fā)現(xiàn)化合物16除了上述與FABP5經(jīng)典配體結(jié)合模式外，還能與蛋白的底物入口門區(qū)域結(jié)合（見圖4b）。化合物16對(duì)FABP7也具有較好的抑制活性。在化合物16與FABP7的復(fù)合晶體結(jié)構(gòu)中，其羧基不僅能夠與相應(yīng)的Arg127形成鹽橋，還通過1個(gè)水分子與Arg127、Tyr129、Arg107及Thr54等關(guān)鍵氨基酸形成氫鍵作用，從而增強(qiáng)其抑制活性。與脂肪酸和FABP7的共晶結(jié)構(gòu)不同，化合物16的羧基部分還能夠通過1個(gè)水分子與FABP7的Gly34和Thr37的羰基氧及Arg127的NH基團(tuán)形成4個(gè)氫鍵，而這在以脂肪酸為配體的共晶結(jié)構(gòu)中并不存在?；衔?6的2個(gè)苯環(huán)位于FABP7的疏水氨基酸Phe17、Met21、Leu24、Val26、Thr30、Pro39、Phe58、Ala76、Phe105、Met116和Leu118形成的疏水空腔中（見圖4c）[59]。通過一系列構(gòu)效關(guān)系研究， Yan等[58]獲得了FABP5選擇性抑制劑化合物 17（對(duì) FABP5 的 Ki為 1.72 μmol · L-1,對(duì) FABP3 和 FABP7 的 Ki均大于 10 μmol · L-1）。在弗氏完全佐劑誘導(dǎo)大鼠炎性痛模型中，化合物17表現(xiàn)出強(qiáng)效的鎮(zhèn)痛作用。

圖 4 化合物16與脂肪酸結(jié)合蛋白共晶結(jié)構(gòu)Figure 4 Co-crystal structures of human FABPs in complex with compound 16

5 結(jié)語

FABPs在脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，與代謝性炎癥疾病密切相關(guān)。過度的能量攝取及長期的能量過剩等多種不良生活方式促進(jìn)了糖尿病、高血脂癥、動(dòng)脈粥樣硬化等代謝性炎癥疾病的發(fā)生發(fā)展。FABP4/5-/-小鼠模型及大量流行病學(xué)的研究均表明，F(xiàn)ABP4/5雙重抑制劑在治療代謝性炎癥疾病方面可能更具優(yōu)勢(shì)，有可能成為代謝性疾病藥物研發(fā)的一個(gè)重要方向。目前，一方面，針對(duì)FABP4/5雙重抑制劑的研究報(bào)道較少，且尚未有化合物進(jìn)入臨床研究，F(xiàn)ABPs的生物學(xué)功能及作用機(jī)制也有待進(jìn)一步闡明。另一方面，F(xiàn)ABPs各亞型之間在三級(jí)結(jié)構(gòu)上相似性較高，這給研制特異性的FABP4/5雙重抑制劑帶來一定的挑戰(zhàn)。總之，研制高活性和高特異性的FABP4/5雙重抑制劑具有重要的理論研究意義和臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。