科学家探索消旋体并提出寻找针对这些重要酶的药物的策略

英国巴斯大学的科学家在享有盛名的《化学会评论》(Chemical Society Reviews)发表的一篇论文中研究了消旋体，消旋体是一种与某些癌症和其他威胁生命的疾病相关的重要酶，同时对细胞功能也至关重要。科学家们还提出了寻找可中和这些酶的药物的新策略。

许多外消旋体和差向异构酶在人和动物细胞以及致病生物中起着至关重要的作用。它们促进适当的神经功能，有毒物质的降解，细菌细胞壁的形成以及某些药物向其活性形式的转化(布洛芬是最著名的转化形式，它是异构体的混合物，并在布洛芬中转化。肝脏中的活性S-异构体)。但是，尽管正常水平的消旋酶和差向异构酶功能通常是有益的，但水平升高可能是有害的。因此，开发影响这些酶的药物引起了极大的兴趣。

在外消旋(和相关的差向异构酶)已被实验药物分子作为靶标的实验室实验中，已经取得了令人鼓舞的结果。这些分子降低了外消旋体的功能活性，并有可能被开发成用于治疗包括前列腺癌，乳腺癌和脑癌在内的多种疾病的新疗法。阿尔茨海默氏病和其他痴呆症;细菌和病毒感染;恰加斯病，以及糖尿病的并发症。

开发对抗消旋酶的分子的显著成功包括鉴定D-环丝氨酸(一种天然产物，于1954年发现)，D-环丝氨酸用于治疗结核病(一种严重的全球性健康威胁)。

到目前为止，尚未有关于如何使用药物阻止这些有效酶起作用的一般综述。新的Bath论文探讨了用于设计或发现此类药物的所有已知策略，包括用于测量消旋酶功能和扩展药物有效性的方法。该论文还调查了针对特定酶的药物开发的最新进展，这些酶包括α-甲基酰基辅酶A消旋酶(一种与前列腺癌相关的酶)，这是该团队自身研究的重点。

此外，巴斯研究人员着手开发一个有关外消旋体和差向异构酶如何发挥功能的连贯模型。他们的希望是使用这种模型来设计和开发更有效的药物。

外消旋体和差向异构酶之所以与众不同，是因为它们能够改变分子的手性，即分子中的基团发生扭曲的方式。许多生物分子表现出手性，给定分子的扭曲方向决定了它的功能：结构完全相同的镜像分子在生物系统中的行为可能有很大不同。这种镜像现象被称为立体化学异构现象，并且镜像分子是异构体。

在生物系统中，两种立体化学异构体之一占主导地位，但有许多例子表明，丰度较低的异构体在细胞中起着特定的，至关重要的作用。例如，氨基酸L-丝氨酸存在于所有细胞的蛋白质和膜中，而其异构体D-丝氨酸在人类和其他高等动物的神经传递中具有特殊作用。外消旋体和差向异构酶催化两个异构体中较不丰富的异构体从较丰富的异构体的形成，从而改变了分子扭曲的方式。他们使用几种不同的化学策略进行反应，但到目前为止，最常见的是从活性碳原子中除去质子，然后从相反的一侧释放质子以淬灭生成的中间体。

消旋体和差向异构酶以及它们在人类健康中所扮演的角色，在绿色和可持续途径生产具有高经济价值的化学药品中具有重要的生物技术应用。这些酶可用于产生难以获得的氨基酸和其他分子的立体化学异构体，这些异构体在食品，化妆品，制药和精细化工行业中很重要。

多年以来，巴斯团队一直致力于α-甲基酰基辅酶A外消旋酶(AMACR)的研究，该酶在前列腺癌和其他癌症中被过度活化。有关这种酶的研究以及寻找可阻止其工作的化合物的研究已得到包括英国前列腺癌​​在内的多个组织的资助。

该论文的主要作者马修·劳埃德(Matthew Lloyd)博士说：“传统上，种族酶和差向异构酶被视为利基酶，但是它们在生物过程中的关键地位意味着它们是出色的药物靶标，可以用于制造具有重要意义的重要化学物质。具有很大的经济价值，因为它们被用于食品，化妆品，制药和其他行业。

“我们对消旋酶的系统分析，它们催化的反应以及阻止它们发挥作用的方法揭示了几个共同的主题，并提出了一些新的研究途径。多亏了我们的详尽审查，我们现在对这些酶是如何工作的，而要使这些酶被正在开发的新药有效地靶向，这些知识必不可少。”

他补充说：“很明显，有几种开发新药的潜在策略，例如基于片段的药物设计和虚拟筛选，已经成熟可供开发。我们希望本文能刺激对这些未被充分认识的酶的新研究。 ”

英国前列腺癌​​研究负责人西蒙·格里夫森(Simon Grieveson)表示：“前列腺癌是男性中最常见的癌症，我们迫切需要更好的治疗方法。这就是为什么我们致力于资助此类研究，以探索解决癌症的新方法疾病。

“劳埃德博士和他的团队通过详细的实验室工作，成功找到了靶向和抑制前列腺癌生长过程中涉及的关键蛋白的方法。我们期待看到这项研究在未来几年中的进展及其在前列腺癌发展中的作用。男性的新疗法。”

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