东方利什曼原虫1.88 ?分辨率磷酸丙糖异构酶晶体结构及其特异性抑制剂的发现

本研究解析了东方利什曼原虫（Leishmania orientalis）磷酸丙糖异构酶（LoTIM）1.88 ?分辨率晶体结构，发现其Cys57和Tyr118位点独特性。通过分子对接筛选出5种特异性抑制剂（如NSC639174，IC50 2.79 μM），为靶向糖酵解途径的抗利什曼病药物开发提供新策略。

　　

利什曼病作为一种被忽视的热带疾病，每年导致全球约7万人死亡，其治疗长期依赖毒性大且易产生耐药性的传统药物。东方利什曼原虫（Leishmania orientalis）是泰国皮肤利什曼病的主要病原体，其糖酵解途径中的磷酸丙糖异构酶（Triosephosphate isomerase, TIM）因在寄生虫能量代谢中的核心作用，成为潜在药物靶点。然而，传统TIM底物结合位点高度保守，难以实现物种特异性抑制。来自泰国高校和研究机构的研究团队通过解析LoTIM晶体结构并筛选特异性抑制剂，为开发新型抗利什曼病药物奠定基础，相关成果发表于《Biochimie》。

研究采用分子克隆技术从泰国南部患者分离的东方利什曼原虫基因组DNA中扩增lotim基因，通过大肠杆菌表达系统获得重组蛋白。利用微批量结晶法获得1.88 ?分辨率的LoTIM apo结构，采用分子置换法解析晶体结构。结合分子对接技术筛选美国国家癌症研究所化合物库，并通过酶抑制实验验证活性。

LoTIM蛋白序列特征
LoTIM基因编码251个氨基酸，与墨西哥利什曼原虫（L. mexicana）和克氏锥虫（T. cruzi）TIM分别具有87%和68%的序列相似性。关键差异在于Cys57和Tyr118位点，这为物种特异性抑制剂设计提供结构基础。

Cys57和Tyr118的独特性
晶体结构显示Cys57的硫原子与沉淀溶液中的砷形成共价键，而Tyr118取代了其他物种常见的Cys118，导致二聚体界面口袋构象差异。尽管Gly174-Val178区域的电子密度缺失，但二聚体整体结构与近缘物种相似。

抑制剂筛选与验证
针对二聚体界面口袋进行分子对接，发现NSC639174等5种化合物对LoTIM具有μM级抑制活性。特异性实验表明NSC639174和NSC110039对LoTIM选择性优于兔肌肉TIM，而NSC58446对两种酶均有抑制作用。

该研究首次揭示东方利什曼原虫TIM的精细结构特征，发现其特有的Cys57/As修饰和Tyr118位点可作为药物设计的分子基础。筛选获得的特异性抑制剂为开发新一代抗利什曼病药物提供先导化合物，尤其NSC639174展现出的物种选择性（IC₅₀ 2.79±0.10 μM）具有重要转化价值。研究同时证实二聚体界面作为药物靶点的可行性，为其他寄生原虫的糖酵解酶抑制剂开发提供范式。晶体结构数据（PDB 8J7C）和基因序列（GenBank JQ684676）的公开将促进全球抗寄生虫药物研究。