揭示青蒿素强力疟原虫杀灭效果的机制(青蒿素到底是从什么植物中提取的)

揭示青蒿素强力疟原虫杀灭效果的机制

青蒿素被认为是抵御疟疾的最后一道防线，鉴于其耐药性的出现，这些发现可能导向新疗法的设计，从而对抗耐药性寄生虫。

该研究领导者之一、NUS理学院生物科学系助理教授Lin Qingsong解释说：“很多人没有意识到，与凶猛的动物比如狮子和鲨鱼相比，小蚊子和疟原虫每年夺去的人类生命更多。疟原虫感染后，会在人体内快速繁殖并在短时间内消耗高达80%的红细胞，导致一系列致命性症状。”

世界卫生组织认为，大约有32亿人——几乎是世界人口的一半——面临被疟疾侵袭的风险。截至2015年9月，据估计今年就有2.14亿人罹患疟疾，其中43.8万人死亡。

青蒿素及其衍生物是目前最有效的抗疟疾药物。为了承认它在对抗疟疾方面的重要性，青蒿素的发现者——中国科学家屠呦呦女士，获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖。虽然针对青蒿素已经进行了广泛的研究，但人们对该药物的机制依然不是很清楚。

Lin与Wang Jigang博士、Kevin Tan副教授及他们的研究团队发现了超过120个青蒿素的蛋白质靶点和激活它强力杀灭效果的机制。相关结果2015年12月22日发表于《自然通讯（Nature Communications?）》期刊。

青蒿素如何发挥作用

之前的研究仅仅识别出青蒿素的两个靶点，但它们与该药物强力杀灭效果的相关性存在质疑。NUS团队最新的研究识别出青蒿素对抗恶性疟原虫（Plasmodium falciparum，最致病的疟原虫）的124个蛋白质靶点。

“疟原虫对青蒿素的耐药性正在成为新兴问题，特别是在东南亚。我们的研究可能有助于设计更好的抗疟疾药物和治疗策略”Tan说道。

新识别的蛋白质靶点中，有许多会参与疟原虫的基本生物过程，因而解释了青蒿素强力的杀灭效果。通过其混杂性靶向机制，青蒿素针对疟原虫的嗜血属性同时结合广泛的靶点，严重扰乱这种寄生虫的生物化学（过程）。

该研究还表明，青蒿素的主要激活剂是血红素。血红素是一种特定的含铁化合物，由疟原虫在其早期发育环状体期生物合成，或者来自于较后阶段的血红蛋白消化。

在疟原虫环状体期，青蒿素的激活水平要低得多，因为青蒿素激活需要血红素，而这个阶段血红素的丰度较低并且是由疟原虫生物合成的。相比之下，在生命周期的后期阶段，疟原虫会在受感染的血细胞中积极消化血红蛋白作为主要能源来源。这会释放出大量的血红素，青蒿素因此能够特定响应疟原虫感染的细胞并有效攻击这些致病性寄生虫。

为对抗疟疾的新治疗策略铺平道路

Lin补充道：“最新的发现不仅提供了关于青蒿素及其衍生物如何发挥作用的更完整的图景，而且还暗示了使用该药物的新方法。例如，为了增加药物在环状体期的激活，我们可以探索提高疟原虫中血红素生物合成的水平。通过对血红蛋白消化释放大量血红素从而在较后阶段带来有效杀灭机制的理解，我们还可以考虑延长治疗时间，以确保药物能够通过多个周期有效地杀死疟原虫。”

该团队将与NUS化学与生物分子工程系的研究人员建立合作，共同开发具有更特定靶向属性的新型青蒿素类似物。

“向前推进，结构生物学和物理化学研究将帮助我们理解该药物如何精确地结合到其蛋白质靶点以及这些修饰如何影响蛋白质的结构和功能”Wang说道。

青蒿素到底是从什么植物中提取的

青蒿素是从复合花序植物黄花蒿茎叶中提取的有过氧基团的倍半萜内酯的一种无色针状晶体，由中国药学家屠呦呦在1971年发现 。青蒿素是继乙氨嘧啶、氯喹、伯喹之后最有效的抗疟特效药，尤其是对于脑型疟疾和抗氯喹疟疾，具有速效和低毒的特点。

被世界卫生组织称做是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”。

萜类化合物的生物合成途径非常复杂，对于青蒿素这一类低含量的复杂分子的生物合成研究更是如此。用以下三种途径可生物合成青蒿素：

1、通过添加生物合成的前体来增加青蒿素的含量。

2、通过对控制青蒿素合成的关键酶进行调控，或者对关键酶控制的基因进行激活来大幅度增加青蒿素的含量。

3、利用基因工程手段来改变关键基因以增强它们所控制酶的效率 。

扩展资料：

青蒿素的药理作用

与以往的抗疟药物不同，青蒿素抗疟机理的主要作用是通过对疟原虫表膜线粒体等的功能进行干扰，首先作用于食物泡膜、表膜、线粒体，其次作用于核膜、内质网，对核内染色质也有一定的影响，最终导致虫体结构的全部瓦解，而不是借助于干扰疟原虫的叶酸代谢。

其作用机制也可能主要是干扰表膜一线粒体的功能，作用于食物泡膜，阻断营养摄取的最早阶段，使疟原虫较快出现氨基酸饥饿，从而迅速形成自噬泡并不断排出于虫体外，疟原虫最终损失大量细胞质而死亡。

具体药理作用分两步：第一步是活化，青蒿素被疟原虫体内的铁催化，其结构中的过氧桥裂解，产生自由基；第二步是烷基化，第一步所产生的自由基与疟原虫蛋白发生络合，形成共价键，使疟原虫蛋白失去功能死亡。

参考资料来源：百度百科-青蒿素

注射用青蒿琥酯的药理毒理

药理学：本品为青蒿素的衍生物。对疟原虫红内期有强大且快速的杀灭作用，能迅速控制临床发作及症状。青蒿素的作用机制尚不十分清楚，主要是干扰疟原虫的表膜一线粒体功能。青蒿素通过影响疟原虫红内期的超微结构，使其膜系结构发生变化。由于对食物泡膜的作用，阻断了疟原虫的营养摄取，当疟原虫损失大量胞浆和营养物质，而又得不到补充，因而很快死亡。其作用方式是通过其内过氧化物(双氧)桥，经血红蛋白分解后产生的游离铁所介导，产生不稳定的有机自由基及/或其他亲电子的中介物，然后与疟原虫的蛋白质形成共价加合物，而使疟原虫死亡。毒理学：动物毒理实验表明本品有一定的胚胎毒性，表现为胚胎吸收。

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