青蒿素的结构式是什么? 揭秘青蒿素抗疟疾的3大机制
青蒿素分子式为C15H22O5,分子量282.33,组分含量:C 63.81%,H 7.85%,O 28.33%。
屠呦呦研究的青蒿素不简单 3D解析其罕见化学结构
10月5日,中国中医科学院研究员屠呦呦获得2015年诺贝尔生理学或医学奖,“以表彰她对治疗疟疾新药的发现”。这是中国医学界迄今为止获得的世界最高奖,也是中医药成果获得的世界最高奖。
一时间,各大新闻网站、朋友圈被这位85岁的老太太刷屏。那么,她发现的新药究竟是什么呢?
青蒿素,一种可以显著降低疟疾患者死亡率的药物。
作为一种古老的疾病,人类对疟疾的记载已经有4000多年历史。就在上世纪60年代末,常用治疗疟疾的药物通氯喹或奎宁已经失效,但疟疾患者却在持续增加。在重新寻找新药的浪潮中,传统中药青蒿脱颖而出。
青蒿属菊科一年生草本植物,屠呦呦正是用这一株小草改变了世界。1972年,屠呦呦所在的“523项目”研究组成功提取了高效抗疟成分青蒿素。
当年参与青蒿素结构测定的许杏祥介绍,青蒿素是一个含过氧基团的倍半萜内酯化合物,分子式为C15H22O5,其化学结构中,15个碳有7个是手性碳,罕见的过氧以内型的方式固定在两个四级碳上而成“桥”。
而且,这个药物的分子中不含氮,突破了60多年来西方学者对“抗疟化学结构不含氮(原子)就无效”的医学观念。
青蒿素代表了一种新型的抗疟载体,能够在疟疾寄生虫发展的早期就迅速杀死它们,因此在治疗严重疟疾方面产生了前所未有的疗效。青蒿素类药物可口服、可通过肌肉注射或静脉注射,甚至可制成栓剂,使用简单便捷。
作为“中国神药”,青蒿素在世界各地抗击疟疾显示了奇效。2004年5月,世卫组织正式将青蒿素复方药物列为治疗疟疾的首选药物,英国权威医学刊物《柳叶刀》的统计显示,青蒿素复方药物对恶性疟疾的治愈率达到97%。
据此,世卫组织当年就要求在疟疾高发的非洲地区采购和分发100万剂青蒿素复方药物,同时不再采购无效药。世界卫生组织说,坦桑尼亚、赞比亚等非洲国家近年来疟疾死亡率显著下降,一个重要原因就是广泛分发青蒿素复方药物。仅在赞比亚,由于综合运用杀蚊措施和青蒿素类药物疗法,2008年疟疾致死病例比2000年下降了66%。作用机制
青蒿素抗疟疾的机制主要有三条:
1. 自由基的抗疟作用。
青蒿素及其衍生物化学结构中的过氧桥这一基团是抗疟作用中最重要的结构。改变过氧基团,青
蒿素的抗疟作用消失。青蒿素在体内活化后产生自由基,继而氧化性自由基与疟原虫蛋白络合形成共价键,使蛋白失去功能导致疟原虫死亡。另一种观点认为青蒿素转化为碳自由基发挥烷化作用是疟原虫的蛋白烷基化。目前这一观点被广泛认可。
2. 对红内期疟原虫的直接杀灭作用。
青蒿素选择性杀灭红内期疟原虫是通过影响表膜 - 线粒体的功能,阻断宿主红细胞为其提供营养,从而达到抗疟的目的。同时青蒿素对疟原虫配子体具有杀灭作用。
3. 抑制 PfATP6 酶的抗疟作用。
有研究推测青蒿素及其衍生物对 PfATP6(Plasmodium falciparumcalcium ATPase 6)具有强大而特异的抑制效果。PfATP6 是恶性疟原虫基因组中唯一一类肌浆网 / 内质网钙 ATP 酶(sarco/endoplasmic reticulum calcium ATPase,SERCA)。青蒿素抑制 PfATP6,使疟原虫胞浆内钙离子浓度升高,引起细胞凋亡,从而发挥抗疟作用