阿司匹林抑制环氧合酶的内在机理

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环氧合酶主要有COX-1和COX-2两种同工酶:COX-1是正常的酶;COX-2是诱导酶,由它生成的前列腺素会导致炎症,疼痛,发烧等病症,它是重要的药物靶标。阿司匹林是目前唯一用于临床的共价消炎药,但是它并没有COX-2选择性,它抑制COX-1比抑制COX-2更强,将产生消化性溃疡和消化不良等副作用。然而阿司匹林在整个药物市场都占有很大的比例,所以寻找阿司匹林的替代物是近年来的重要课题之一。我们采用Born-Oppenheimer从头算量子力学/分子力学动力学模拟方法 (QM/MM-MD)研究了阿司匹林抑制环氧合酶的具体机理。计算结果表明阿司匹林之所以抑制COX-1更强主要在于它与COX-1的共价结合的反应速率更快。通过进一步的残基分析,发现了影响抑制能力的重要的残基His(COX1)/Arg(COX2)513,而阿司匹林的羧基与这两个残基的作用不同是抑制能力差异的来源;提出了去除阿司匹林的羧基可能提高药物的选择性,这对于设计具有COX-2高选择性的类阿司匹林药物有着重要的指导意义。
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