TWI532482B - 阿魏酸用以製備提升血紅蛋白釋放氧氣至人體內各器官及周邊組織能力之藥物的用途 - Google Patents

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Description

阿魏酸用以製備提升血紅蛋白釋放氧氣至人體內各器官及周邊組織能力之藥 物的用途
本發明係關於一種阿魏酸之用途，特別關於一種阿魏酸應用於製備提升帶氧血紅蛋白釋放氧氣至人體內各器官及周邊組織能力之藥物的用途。
血紅蛋白(hemoglobin，簡稱Hb)為紅血球細胞中，用以攜帶、運送氧氣之蛋白質，係可以將氧氣自呼吸道及肺部等呼吸器官，將氧氣輸送並釋放至人體內各器官及周邊組織，使各器官及周邊組織得以獲得足夠之氧氣，以維持各器官及周邊組織之正常生理功能。
成人血紅蛋白係由α1、α2、β1及β2等四個次單元(subunit)所組成之四聚體，各次單元內係藉由次單元內氫鍵(intra-subunit hydrogen bond)等分子間作用力，以穩定各次單元之二級及三級結構(secondary and tertiary structures)，而各次單元之間另可以形成次單元間氫鍵(inter-subunit hydrogen bond)，使前述四個次單元可以共同形成四級結構(quaternary structure)。
血紅蛋白之四級結構存在高氧親合力之R態(relaxed form)及低氧親合力之T態(tensed form)兩種不同之構型，當血紅蛋白經血液循環運送至肺部時，血紅蛋白可以與氧氣結合，進而攜帶氧氣並呈現R態， 並隨著血液運送至各器官及周邊組織，並且受到各器官及周邊組織之低pH、高二氧化碳濃度、高2,3-二磷酸甘油酸濃度等環境異構因子(heterotropic effector)之影響，血紅蛋白則會釋放氧氣至各器官及周邊組織中並轉換為對氧氣親合性較低之T態；此外，血紅蛋白結構中有六個可以穩定血紅蛋白呈低氧親合力之T態之關鍵次單元間氫鍵，其中四氫鍵係與α次單元之Arg141殘基有關。
一般而言，當血紅蛋白之攜氧能力不佳、或釋氧能力不佳時，可能會產生貧血(anemia)、頭暈(dizziness)等病症，患者由於各器官及周邊組織氧氣含量不足，無法正常行使其生物功能導致代謝發生異常，而容易出現疲倦、虛弱、呼吸短促等症狀；然而，習知用於改善貧血症狀之方法為對患者進行輸血，同時對患者投予去鐵劑，以降低血液中之鐵質含量及因其所導致之副作用，並無其他積極之療法，因此確實仍有改善空間。
本發明之主要目的係提供一種阿魏酸之用途，係將阿魏酸作為活性成分，應用於製備提升血紅蛋白釋放氧氣至人體內各器官及周邊組織能力之藥物者。
為達到前述發明目的，本發明所運用之技術手段及藉由該技術手段所能達到之功效包含有：一種阿魏酸之用途，係應用於製備提升血紅蛋白釋放氧氣至人體內各器官及周邊組織能力之藥物，該阿魏酸藉由與血紅蛋白之α次單元的Val1殘基形成氫鍵，以促使帶氧之血紅蛋白穩定處於低氧親合力並容易釋放氧氣之T態。
本發明之阿魏酸之用途，係藉由與血紅蛋白之α次單元的Val1殘基形成氫鍵，使帶氧血紅蛋白穩定於低氧親合力並容易釋放氧氣之 T態，促使血紅蛋白將所攜帶之氧氣有效釋放至各器官及周邊組織細胞，進而改善各器官及周邊組織缺氧所造成之各類相關疾病病狀，例如：貧血、偏頭痛(migraine)、經痛(dysmenorrhea)、高血壓(hypertension)等，可以應用於製備提升帶氧血紅蛋白釋放氧氣至人體內各器官及周邊組織細胞能力之藥物，為本發明之功效。又，本發明之阿魏酸具有預防心血管疾病(cardiovascular disease)、神經退化性疾病(neurodegenerative disease)及癌症(cancer)之功效。
第1圖：係本發明阿魏酸之結構式。
第2a圖：係2,3-二磷酸甘油酸對於R態帶氧血紅蛋白之抑制效果。
第2b圖：係本發明阿魏酸對於R態帶氧血紅蛋白之抑制效果。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明之阿魏酸(ferulic acid，其結構式如第1圖所示)，係可以與血紅蛋白之α次單元的Val1殘基形成氫鍵，並透過α次單元的Val1殘基與同一α次單元的Lys127殘基所形成之次單元內氫鍵(intra-subunit hydrogen bond)，進一步穩定形成於α次單元Lys127殘基及另一α次單元上之Arg141殘基之間的關鍵次單元間氫鍵，使帶氧血紅蛋白穩定處於低氧親合力且容易釋放氧氣之T態，並促使血紅蛋白將所攜帶之氧氣有效釋放至各器官及周邊組織細胞，其中，阿魏酸係可以為經人工合成之合成化合物，或者為萃取自當歸或川芎等中草藥材之天然化合物，於此不加以設限。
為證實阿魏酸係可以促使帶氧血紅蛋白穩定處於容易釋放氧氣之T態，係以2,3-二磷酸甘油酸作為第A0組，及以阿魏酸作為第A1 組，混合不同莫耳比例之各組化合物及血紅蛋白，在充滿純氧氣的環境下進行共振拉曼光譜量測，並分析其R態帶氧血紅蛋白之百分比，其結果分別如第2a~2b圖所示。
請參照第2a圖所示，第A0組之2,3-二磷酸甘油酸可以減少R態帶氧血紅蛋白之相對比例，顯示2,3-二磷酸甘油酸確實可以促進R態帶氧血紅蛋白轉換為T態帶氧血紅蛋白，且轉換率約為二成。又，請參照第2b圖所示，阿魏酸亦可以促使R態帶氧血紅蛋白轉換為T態帶氧血紅蛋白，且轉換率約略可以達到五成，是以，阿魏酸具有較2,3-二磷酸甘油酸為佳之促使帶氧血紅蛋白釋放氧氣之功效。
續以結構模擬分析阿魏酸與血紅蛋白之作用位點，其結果顯示阿魏酸係可以與血紅蛋白α次單元之Val1殘基形成氫鍵，並經由α次單元的Val1殘基與同一α次單元的Lys127殘基所形成之次單元內氫鍵(intra-subunit hydrogen bond)，進一步穩定形成於α次單元Lys127殘基及另一α次單元上之Arg141殘基之間的關鍵次單元間氫鍵，使得帶氧之血紅蛋白穩定處於低氧親合力並容易釋放氧氣之T態，促使血紅蛋白有效將所攜帶之氧氣釋放至各器官及周邊組織細胞。
綜合上述，本發明之阿魏酸之用途，係藉由與血紅蛋白之α次單元的Val1形成氫鍵，使帶氧血紅蛋白穩定於低氧親合力並容易釋放氧氣之T態，促使帶氧血紅蛋白有效將所攜帶之氧氣釋放至各器官及周邊組織細胞，進而改善各器官及周邊組織缺氧所造成之相關疾病病狀，可以應用於製備提升血紅蛋白釋放氧氣至人體內各器官及周邊組織的能力之藥物，以達到改善各器官及周邊組織缺氧所造成之疾病及病症，如貧血(anemia)、偏頭痛(migraine)、經痛(dysmenorrhea)、高血壓(hypertension)等相關疾病病狀之功效。
同時，藉由本發明之阿魏酸提升血紅蛋白釋放氧氣至人體內 各器官及周邊組織之能力，可以確保各器官及周邊組織細胞得到充分氧氣，正常行使其生物功能，係可以避免因功能及代謝異常導致之不正常細胞增生或蛋白質結構變異及功能缺損，具有預防心血管疾病(cardiovascular disease)、癌症(cancer)及神經退化性疾病(neurodegenerative disease)之發生的功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (1)

  1. 一種阿魏酸之用途，係應用於製備提升帶氧血紅蛋白釋放氧氣至人體內各器官及周邊組織細胞能力之藥物，該阿魏酸藉由與血紅蛋白之α次單元的Val1殘基形成氫鍵，以促使帶氧血紅蛋白穩定於低氧親合力並容易釋放氧氣之T態。
TW103130168A 2014-09-01 2014-09-01 阿魏酸用以製備提升血紅蛋白釋放氧氣至人體內各器官及周邊組織能力之藥物的用途 TWI532482B (zh)

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