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摘要： 目的合成6个苯甲酰胺类磷酸二酯酶-4抑制剂。方法以异香兰素为原料,经过成醚反应、氧化反应、SchottenBaumann反应等制备目标化合物。结果成功制备了6个目标化合物:Benzoic acid,4-[[3-(isobutoxy)-4-methoxybenzoyl]amino](T1),Benzamide,4-[[3-(isobutoxy)-4-methoxybenzoyl]amino](T2),Benzamide,4-(isobutoxy)-3-methoxy-N-[4-[[(1-methylethyl)amino]sulfonyl]phenyl](T3),Benzoicacid,4-[[3-(cyclopentyloxy)-4-methoxybenzoyl]amino](T4),Benzamide,4-[[3-(cyclopentyloxy)-4-methoxybenzoyl]amino](T5),Benzamide,4-(cyclopentyloxy)-3-methoxy-N-[4-[[(1-methylethyl)amino]sulfonyl]phenyl](T6),收率分别为66.7%、65.7%、18.4%、46.7%、76.8%和12.4%,其中化合物T1、T2、T3、T5、T6为新化合物。结论所得产物的化学结构经1H-NMR、MS谱确证,与目标化合物相符。
关键词: 磷酸二酯酶-4抑制剂 ；苯甲酰胺类 ；设计与合成
摘要： 以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂、K2CO3作为催化剂的,3,4-二羟基苯甲醛与氯二氟乙酸甲酯在70℃反应4小时,得到4-二氟甲氧基-3-羟基苯甲醛,产率为64.06%;以二氯甲烷为溶剂,投料摩尔比(DABD∶Ph3P)=1∶1.2,0℃投料后,室温反应2小时,4-二氟甲氧基-3-羟基苯甲醛和3-羟基四氢呋喃醚化合成4-(二氟甲氧基)-3(四氢呋喃-3-基氧基)苯甲醛,产率为86.25%;4-(二氟甲氧基)-3(四氢呋喃-3-基氧基)苯甲醛用高锰酸钾在丙酮和H2O中反应8小时氧化为4-(二氟甲氧基)-3-(四氢呋喃-3-基氧基)苯甲酸,并且收率为89.64%;用二氯亚砜将酸酰氯化后,不经分离在室温下与相应的胺在四氢呋喃中反应0.5小时生成4-(二氟甲氧基)-N-正丁基-3-(四氢呋喃-3-基氧基)苯甲酰胺类磷酸二酯酶(Ⅵ)的抑制剂。实验过程中通过HPLC,1H NMR等进行定性、定量分析和表征。
关键词: 苯甲酰胺类PDE4抑制剂 ；阿尔茨海默症 ；磷酸二酯酶 ；工艺优化
摘要： 设计并合成磷酸二酯酶(Ⅳ)(PDE4)抑制剂,研究其酶水平的抑制活性,筛选活性较好的化合物进一步研究。通过Discovery Studio 2019设计了系列苯甲酰胺类新型小分子抑制剂;以3,4-二羟基苯甲醛为起始原料,通过醚化、氯化和氨基化等反应,合成得到了11个目标化合物;化合物经初筛后测定了其IC_(50)值。共合成11个衍生物,目标化合物的结构经^(1)H NMR,^(13)C NMR谱图确证。目标化合物的酶水平测试结果表明,化合物Cy01, Cy03, Cy04, Cy06, Cy10和Cy11均显示了微量水平的抑制活性。其中,Cy06的抑制活性IC_(50)值(PDE4)达到0.219μmol/L,值得进一步深入研究。
关键词: 磷酸二酯酶Ⅳ型(PDE4)抑制剂 ；Discovery Studio 2019 ；生物活性检测
摘要： 罗氟司特（roflumilast，1）化学名为N-（3，5-二氯吡啶4-基）-3-环丙甲氧基4-二氟甲氧基苯甲酰胺，是由德国安达（Altana）公司研发，瑞士奈科明公司（Nycomed Pharma GmbH）完成Ⅲ期临床试验的磷酸二酯酶4（PDFA）抑制剂，于2010年7月在欧洲获得批准，随后在德国、英国和西班牙上市，商品名为Daxas。2011年3月又获得美国FDA批准，在美国上市。
关键词: 罗氟司特 ；合成路线图解 ；Ⅲ期临床试验 ；磷酸二酯酶 ；FDA批准 ；苯甲酰胺 ；化学名 ；抑制剂
被引量
3
摘要： 目的设计和合成了6个2-取代-9-苄基-嘌呤-6-酮衍生物并测试了其对磷酸二酯酶-2的抑制活性,进而研究PDE2酶对该类抑制剂的作用方式。方法以2-氨基-2-氰基乙酰胺为原料先合成5-氨基-4-羰酰胺咪唑类衍生物,接着用微波辅助的方法合成了目标化合物。结果与结论微波辅助的方法大大缩短反应时间,从传统的加热回流20 h缩短到目前的30 min。抑制活性结果表明,化合物2b[9-苄基-2-(3,4-二甲氧基苄基)-1,9-二氢嘌呤-6-酮]有非常明显的抑制活性(IC50=1.35μmol.L-1)。配体和蛋白质对接的结果分析表明,嘌呤-6-酮衍生物同磷酸二酯酶-2的催化区域的结合主要通过氢键和π-π堆积作用实现的。
关键词: 合成 ；嘌呤-6-酮衍生物 ；磷酸二酯酶-2抑制活性 ；分子对接
被引量
1
【会议论文】 •
+2位作者
会议时间： 2016-07-01
摘要： 支气管哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD）是常见的呼吸系统疾病,但是现在尚无有效的治疗药物。儿茶酚醚类衍生物作为最早的磷酸二酯酶IV抑制剂被广泛应用,但是经典的PDE4抑制剂rolipram等会引起呕吐、恶心等副作用。本课题组以rolipram等为先导化合物,借助计算机辅助药物设计等手段建立了该类化合物的药效团,然后利用生物电子等排体原理及构象限制等药物设计的基本方法进行骨架越迁,设计合成了系列以四氢异喹啉为骨架的新型选择性PDE4抑制剂。初步构效关系表明酰胺键为活性必需基团,芳香环有助于提高生物活性。
关键词: PDE4抑制剂 ；药物合成 ；构效关系 ；先导化合物
摘要： 第一部分靶向磷酸甘油酸激酶PGK1的新型抑制剂设计、合成及抗肿瘤活性研究与正常细胞相比,肿瘤细胞一个突出的特点是能量代谢异常,具有更高的糖酵解速率。这种与肿瘤密切相关的代谢变化被称作Warburg效应。因此,如果能够关闭肿瘤细胞的能量工厂,就可以有效地抑制肿瘤细胞的生长。磷酸甘油酸激酶PGK1是糖酵解过程中的关键酶,能够催化产生ATP,在肿瘤能量代谢过程中,起着非常重要的作用。因此,PGK1是一类极具临床研究价值的抗肿瘤药物靶标。然而,目前靶向PGK1的抗肿瘤药物研究并不多见,主要由于缺少具有开发前景的先导化合物。在本文第二章,我们根据文献已报道的特拉唑嗪与PGK1蛋白的共晶结构,通过生物电子等排、骨架跃迁、优势片段整合等策略,设计合成了一类具有显著PGK1抑制活性的喹唑啉类化合物。构效关系研究发现:喹唑啉母核4位取代基以吗啉环最优;在2位取代基中,以饱和的2-呋喃甲酰胺取代时PGK1酶活最好;而当6位的取代基是氯原子,PGK1抑制活性显著提高。通过体外分子水平PGK1抑制活性研究,我们发现大部分所合成的喹唑啉类化合物在50μM的浓度下能够明显抑制PGK1活性,在细胞水平能够明显抑制肿瘤细胞的增殖。其中,化合物2-31对PGK1高表达的人肝癌细胞HepG2的增殖抑制活性最好,其IC50值为2.2μM;此外,该化合物对其他多种PGK1高表达的肿瘤细胞同样具有良好的抑制活性。分子对接结果表明:该类化合物相比特拉唑嗪产生了更加明显的疏水相互作用。糖酵解通路实验表明,该类化合物主要通过特异性地抑制PGK1活性来阻断肿瘤细胞糖酵解通路。细胞水平的钙流实验结果显示,相比先导化合物特拉唑嗪,化合物2-31对α-肾上腺素受体的抑制活性降低了196倍。药代动力学实验结果显示,其生物利用度达91.4%。小鼠单次给药急性毒性试验显示,化合物2-31的安全性良好。HepG2移植瘤小鼠体内药效实验结果显示,化合物2-31在80 mg/kg的剂量下,具有良好的肿瘤生长抑制活性,抑瘤TGI达57%。这一结果为筛选得到更高效、更安全的PGK1抑制剂打下基础。第二部分基于C-H和C-C键官能团化的合成方法学研究近年来,过渡金属催化的C-H键和C-C键活化反应是有机化学中构建碳碳键和碳杂键的一类重要方法,也是金属有机化学领域中的研究热点之一。利用这些反应快速地对药物分子进行后期修饰或者进行简洁高效的合成,由此构建具有特定取代或衍生的多样性类药化合物库,必将对活性化合物筛选及药物研发具有重要意义。在本文第四章,我们成功地开发了一类二价钴催化C-H键羰基化来构建邻苯二甲酰亚胺反应。这类反应运用廉价稳定的四水合醋酸钴为催化剂以及安全方便的偶氮二甲酸酯作为新型羰基化试剂来代替原先剧毒危险的一氧化碳。该反应对苯甲酰胺类底物、丙烯酰胺类底物和杂芳环酰胺类底物具有优良的官能团兼容性。这是第一例公开报道的以偶氮二甲酸酯作为安全高效的羰基化试剂,在钴催化下的C-H键官能团化反应。在本文第五章,我们成功地开发了一类一价锰催化C-H键偕二氟烯丙基化反应。这类反应对于具有吡啶酮类底物和吲哚类底物具有良好的官能团兼容性。这是第一例以2-吡啶酮为底物,锰催化下的C-H键官能团化反应。此外,我们开发的方法对生物活性分子色氨酸衍生物和褪黑素衍生物具有良好的适用性,对可能的药物研发提供了一种很好的修饰手段。在本文第六章,我们发展了一类铜催化的O-乙酰基酮肟α位C（sp3）-H键的两次芳硫基化反应。利用廉价绿色的碘化亚铜作为催化剂,碘化钠作为添加剂的简单条件下实现了O-乙酰基酮肟与二芳基二硫醚之间的氧化偶联反应,为偕二芳硫基烯胺类化合物库的合成提供了一种高效高选择性的方法。该方法条件简单,底物使用范围广泛,可以兼容多种类型的取代基。更为重要的是,O-乙酰基酮肟类化合物本身可以作为内氧化剂,避免了其他外加氧化剂的使用,大大降低了反应的成本和副产物的生成。在本文第七章,我们成功发展了一类简单高效的钯催化偕二氟环丙烷的C-C键活化/偶联反应。该方法利用三氟乙酸钯作为催化剂,X-Phos作为配体,磷酸钾作为碱,~nBu4NPF6作为添加剂的条件下实现了二氟环丙烷类化合物与芳基亚磺酸钠之间的偶联反应,为磺酰甲基取代单氟烯烃类化合物库的合成提供了一种高效高选择性的方法。该方法条件简单,底物使用范围广泛,可以兼容多种类型的取代基。更为重要的是,该方法成功运用在生物活性分子的后期官能团化,显示出了其潜在的应用价值。
关键词: PGK1 ；特拉唑嗪 ；抗肿瘤 ；过渡金属 ；C-H活化 ；C-C活化
被引量
3
摘要： 目的:
本课题组在前期研究中设计、合成了一系列6位为吡啶取代的喹唑啉-4（3H）-酮衍生物,并通过抗增殖活性筛选得到了一个先导化合物FLY-187。为了进一步提升该类化合物的抗肿瘤活性,在保留母核之一氨基吡啶的基础上,本课题对喹唑啉酮进行结构改造,将喹唑啉-4（3H）-酮替换为苯甲酰胺类结构,设计、合成了一系列3-（6-氨基吡啶-3-基）苯甲酰胺类衍生物,并对其进行初步的生物学评价,研究其抗癌作用及相关分子机制,以期发现安全有效且理化性质较好的新型抗肿瘤小分子抑制剂。
方法:
1、通过对目标化合物的逆合成分析,设计合成路线:3-溴苯甲酰氯酰化反应得到N-取代-3-溴苯甲酰胺,再进行铃木偶联反应得到母核结构3-（6-氨基吡啶-3-基）苯甲酰胺,最后再次通过酰化反应或者与异氰酸酯类化合物进行加成反应最终得到目标化合物;2、对所合成的目标化合物的分子结构借助HRMS、1H-NMR、13C-NMR等进行表征及结构确认;3、采用CCK-8法评估所有的目标化合物对不同种类肿瘤细胞的体外抗增殖活性,包括A549、SH-SY5Y、MHCC-97H,并通过细胞克隆形成实验检测目标化合物对细胞增殖的影响;4、利用转录组测序（RNA-seq）技术检测活性化合物作用后细胞基因在转录组水平的变化情况,并利用生物信息学手段对差异表达的基因进行富集分析;5、利用实时荧光定量多聚核苷酸链式反应（RT-q PCR）、蛋白免疫印迹法（Western blot）验证活性化合物对相关信号通路的调控作用;5、利用流式细胞术、Western blot等方法检测活性化合物对A549细胞的周期、凋亡的影响;7、建立小鼠A549异种移植瘤模型,评估目标化合物的体内活性。
结果:
1、共设计并合成了31个3-（6-氨基吡啶-3-基）苯甲酰胺类衍生物,其中7a-7p为酰胺类衍生物,9a-9o为含脲类衍生物。2、体外抗增殖活性测试结果表明大部分化合物均表现出一定的抗肿瘤活性,其中化合物7l活性最佳,对A549细胞的IC50为0.04±0.01μM,此外该化合物能够以浓度依赖的方式抑制细胞的克隆形成。3、通过RNA-seq分析共检测出差异基因1859个,其中经过药物处理后1319个基因上调,540个基因下调。并对差异基因进行富集分析,发现化合物7l主要通过作用于细胞周期、DNA复制以及p53信号通路等发挥抗肿瘤作用。4、化合物7l可以下调Aurora B的m RNA水平和蛋白表达水平,从而降低其下游蛋白HH3的磷酸化水平。5、7l可诱导A549细胞出现G2/M期阻滞从而抑制细胞增殖发挥抗肿瘤作用,并且可以降低G2/M期相关调控蛋白CDK1、Cyclin B1、C-Myc的表达,上调p21的表达。6、7l能够诱导p53信号通路介导的细胞凋亡。7、化合物7l能够抑制A549异种移植瘤的生长,高浓度组和中浓度组的肿瘤抑制率分别为76.60%和51.11%,并且对小鼠的体重、心肝脾肺肾等无明显的影响,表明其具有较好体内抗肿瘤活性和安全性。此外化合物7l可以下调小鼠A549瘤体中Aurora B、Cyclin B1、Ki67蛋白的表达。
结论:
本课题合成了一系列3-（6-氨基吡啶-3-基）苯甲酰胺类衍生物具有较好的抗肿瘤活性,其中目标化合物7l在体内外均表现出较强的抗肿瘤活性。通过初步的机制研究发现7l可能通过下调Aurora B的m RNA水平,继而调控Aurora B蛋白水平,并激活p53信号通路导致细胞周期阻滞和细胞凋亡,从而发挥抗肿瘤作用。目标化合物7l的发现为后续新型抗肿瘤小分子抑制剂的设计和开发提供了新的先导化合物。
关键词: 苯甲酰胺 ；抗肿瘤 ；氨基吡啶 ；细胞周期 ；细胞凋亡
摘要： 目的西地那非是由美国辉瑞公司开发的选择性磷酸二酯酶5型抑制剂,用于治疗男性勃起功能障碍。2014年9月西地那非在中国的专利保护到期,由于其市场前景较好,对其合成工艺研究具有重要的社会意义和经济意义。本文对西地那非的合成工艺进行了研究,探索适合工业化生产的合成路线以及合成条件。方法本文参考了吉林金恒制药股份有限公司的合成方法,在查阅文献和实验摸索的基础上,初步确定了西地那非的合成方法,对其合成工艺进行了优化,并对其进行了简单的晶型研究。西地那非的合成方法:以2-乙氧基苯甲酸为原料,通过氯磺酸和氯化亚砜进行磺酰化得到5-磺酰基-2-乙氧基苯甲酸,再与N-甲基哌嗪合成2-乙氧基-5-(4-甲基-1-磺酰哌嗪)苯甲酸,下一步与吡唑环中间体进行偏合,从而得到4-[2-乙氧基-5-(4-甲基-1-磺酰哌嗪)苯甲酰胺基]-1-甲基-3-丙基-1H-吡唑-5-甲酰胺,最后在以叔丁醇为溶剂、加叔丁醇钾的条件下进行环合得到目标产物西地那非。枸橼酸西地那非的合成方法:以西地那非为原料药,分别在丙酮、95%乙醇、甲醇这三种溶剂中与柠檬酸反应,得到不同批次的枸橼酸西地那非。通过在四种不同的有机溶剂中对其进行重结晶,得到的目标化合物经熔点和显微镜下的检测与观察,初步判断其有四种晶型。结果以2-乙氧基苯甲酸为原料合成西地那非,中间体及目标化合物的结构经MS、1H-NMR确证,目标化合物纯度为99.4%。西地那非的枸橼酸盐有四种晶型,分别为:细针簇状结晶;粗针簇状结晶;柱状结晶状态,既有柱状结晶,也有针状簇状结晶,还有一些不规则的结晶。结论本文对西地那非及其中间体的合成条件进行了工艺优化,合成条件温和,总收率为30.84%,与原参考路线产率5%相比有所提高。改进后的合成方法成本较低、收率提高,操作简单,适合工业化生产。
关键词: 西地那非 ；合成路线 ；工艺优化 ；晶型研究
摘要： 在全球范围内,白血病的死亡率长期处于恶性肿瘤前十位,其中急性髓系白血病（AML）发病率最高,给我们的生命健康造成了巨大的威胁。然而目前的治疗手段依然以化疗为主,生物利用度低、毒副作用大以及耐药性等问题严重限制了临床治疗进一步的发展。因此,寻找高效、低毒、克服耐药的小分子抗肿瘤药物具有非常重要的意义。
本论文通过以下两个部分进行用于AML治疗的选择性抑制剂的研究。
（1）FLT3是Ⅲ类受体酪氨酸激酶的成员,主要在各种淋巴造血细胞及组织中表达,对干细胞和免疫系统的正常发育起了重要作用。有临床研究表明,25%～45%的急性髓系白血病患者中存在有FLT3基因突变,并可分为FLT3-ITD突变和FLT3-TKD突变两种形式。
FLT3抑制剂作为急性髓系白血病的单一疗法,由于复杂的病理变化,经常导致耐药性、持续反应期短和临床疗效差,因此研究出新的策略从而开发出新一代FLT3抑制剂在理论及临床上都具有重大意义。我们基于JAK2&FLT3双激酶活性化合物TG101209,通过计算机辅助设计,设计并合成了一系列以嘌呤为母核的化合物。我们以2,6-二氯嘌呤为母核,首先对嘌呤4位进行不同结构的取代基进行修饰,合成化合物B1-B4,并且对这些化合物进行体外抗增殖活性测试。接下来我们对嘌呤6位也进行了不同结构的取代基修饰,其中化合物B7-B25主要以-NH为linker连接嘌呤与不同的取代基基团,化合物B26-B39通过Suzuki反应将嘌呤环与取代基环直接C-C相连。为了提高化合物多样性,我们在嘌呤环6位取代基引入了一些含N五元芳香杂环。我们对合成的46个化合物进行体外肿瘤细胞抗增殖活性测试,结果表明嘌呤6位经过基团替换的化合物在AML细胞系中MV4-11细胞水平上大部分都表现出较好的抗增殖活性,部分化合物活性超过了先导化合物TG101209。化合物B7,B8,B9,B26的IC50值均达到了单位纳摩尔级别,分别为3 n M,7 n M,1 n M,0.43 n M。进一步的酶水平活性测试也表明,经结构修饰的化合物B9(FLT3 IC50:12 n M,JAK2IC50:79 n M)和B20(FLT3 IC50:20 n M,JAK2 IC50:385 n M)对于FLT3的选择性有了很大提高。同时,体外肝微粒体代谢实验表明,化合物具有良好的体外药代动力学性质。这些研究为我们获得更加有效的选择性FLT3抑制剂奠定了良好基础。
（2）磷酸二酯酶（Phosphodiesterases,PDE）作为细胞第二信使c AMP和c GMP的水解酶,在各种生理过程中发挥了重要作用。PDE10作为PDE家族中的一员,对c GMP和c AMP均有降解作用。
PDE10抑制剂已经展示出较好的抑制癌细胞生长的能力。有研究表明,白血病细胞中的PDE活性比正常静止淋巴细胞高10-20倍,因此有学者提出PDES可能是治疗血液系统恶性肿瘤的潜在治疗靶点。我们以中山大学罗海彬课题组通过高通量筛选得到的化合物AF-399/41980954为先导化合物,通过结构修饰设计并合成出一系列以咪唑并嘧啶结构为骨架的化合物。我们以不同的N杂芳香六元环取代嘧啶结构,通过Buchwald反应与咪唑并嘧啶母核进行C-N偶联,并且对化合物末端苯环分别用卤素原子、酰胺等基团进行修饰,得到17个化合物并且进行了体外酶活性测试。令人遗憾的是,经过结构修饰的化合物对PDE10的酶抑制率较低,其中活性相对较好的化合物P16在1μM的浓度下的酶抑制率仅为32%,需要进一步进行修饰。
关键词: 急性髓性白血病 ；FMS样酪氨酸激酶3 ；耐药性 ；磷酸二酯酶10
摘要： 本论文由两部分组成:第一部分是2,3-二氟-5-(酞嗪酮-4-甲基)-苯甲酰胺类PARP抑制剂抗肿瘤活性研究。乳腺癌是中国女性发病率较高的一种癌症。乳腺癌患者中有部分人群是因父母亲的遗传而发生的,这些遗传因子包括乳腺癌易感基因(Breast Cancer 1/2,BRCA1/2)和其他因子。聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)在真核生物中蛋白质的聚腺苷二磷酸核糖化过程中起到重要的作用,它可以通过对多种靶蛋白的修饰,从而达到调节机体生理过程的作用;其中PARP-1在许多癌细胞中过量表达,尤其是在乳腺癌,卵巢癌和BRCA1/2基因缺失的肿瘤中。正常细胞中DNA修复方式优先通过同源重组(HR)进行修复DNA,保持DNA的完整性;而在缺失BRCA等基因患者体内的癌细胞,HR修复不能完成,细胞的遗传信息不完整,将启动细胞凋亡程序,导致细胞死亡。研究表明,当PARP-1的表达被抑制后,受损DNA的碱基切除(BER)修复不能启动,因此,PARP-1抑制剂可以特异性的杀伤BRCA基因缺失的癌症患者体内的癌细胞。本论文基于上市药物Olaparib(AZD22281)的构效关系研究,结合分子对接模拟,设计合成了 40个全新结构的2,3-二氟苯连接的AZD2281类似物作为PARP抑制剂。通过结构优化,发现了最优化合物A40对PARP-1具有强抑制活性(IC500=1.3nM),并能够有效地、选择性地抑制同源重组缺陷细胞增殖(V-C8:IC50 = 0.003 nM,Capan-l:1C50 = 7.1nM和MDDAMB-436:1C50 = 0.2 nM);同时分子模拟结果,也证实了苯环3位氟原子的引入能够增加两个与残基Tyr889连接的氢键作用。通过对化合物A40的水溶性研究和初步的剂型筛选,确定了 A40的体内实验的给药方式(口服,50 mg/kg);动物水平实验表明,A40(50 mg/kg,94.2%)对MDA-MB-436移植瘤的抑制作用优于AZD2281(100mg/kg,65.0%);虽然 A40(40mg/kg,48.1%)对 Capan-1 移植瘤的抑制作用弱于阳性对照BMN673(0.5 mg/kg,80.0%),但A40表现出良好的耐受性,并且动物没有出现死亡或者明显的体重下降。同时,机制研究发现,与AZD2281相比较,A40促进PARP-1-DNAtrapping形成的能力更强,并且对BRCA1和BRCA2缺陷细胞的DNA双链断裂诱导作用更强;A40能够激活细胞周期检查点,使细胞产生G2/M阻滞,诱导caspase-依赖的细胞凋亡;A40的药物代谢动力学研究表明,A40具有较好的跨膜穿透性、血浆稳定性和血浆蛋白结合率:但由于A40的血浆清除速率快,肝微粒体消除半衰期短,其大鼠的口服生物利用率低(F%= 4.7%);肝微粒体代谢产物鉴定结果表明,芳香羟基化是主要的代谢途径,可能是产生快速清除的主要原因,为本论文提供了新衍生物结构修饰的思路。总之,A40是一个潜在的高选择性、强效、靶向PARP-1、用于BRCA缺陷肿瘤治疗的抗肿瘤候选药物。第二部分是FP-2和PfDHFR双靶点抑制剂抗疟疾活性研究。疟疾(Malaria)是当今世界公共卫生中最突出的问题之一,是全球流行最广、危害最大的寄生虫传染病。半胱氨酸蛋白酶-2(Falcipain-2)是以一种在疟原虫生命周期中起重要作用的蛋白酶,疟原虫本身摄取或者合成某些必需的氨基酸的能力有限,因此在血红蛋白降解环节,其只能通过消化宿主红细胞作为其主要的氨基酸来源,以合成自身蛋白质。二氢叶酸还原酶(dihydrofolatereductase,DHFR)在叶酸(FA)代谢过程中起到重要的催化作用,DHFR的主要生物学功能是催化NADPH(还原型辅酶II)依赖的二氢叶酸还原为四氢叶酸;而四氢叶酸的衍生物,通过酶催化添加到5位或10位或者5位和10位,在嘌呤,嘧啶和一些氨基酸的生物合成中作为一碳作用的供体。PfDHFR抑制剂可以通过抑制PfDHFR催化还原的活性,阻碍二氢叶酸转变为四氢叶酸的过程,从而阻断叶酸代谢,干扰疟原虫DNA和蛋白质的体内合成,从而实现杀死疟原虫的抗疟疗效。基于FP-2和PfDHFR在疟原虫生长、繁殖中的重要作用,本论文通过分析第一代FP-2和PfDHFR双重抑制剂的体内外活性结果,结合生物电子等排、药效团拼接和计算机对接模拟,设计并合成了两类全新结构的第二代FP-2和PfDHFR双重抑制剂,2,4-二氨基嘧啶类和2,4-二氨基喹唑啉类,共计41个化合物;测试了所有衍生物对FP-2和PfDHFR的酶抑制活性,并得到了初步的构效关系。接着通过对2,4-二氨基嘧啶类和2,4-二氨基喹唑啉类中具有强效酶抑制活性的双重抑制剂,进行了体外对恶性疟原虫3D7和耐氯喹恶性疟原虫Dd2的生长抑制的评价,发现了体外疟原虫生长抑制活性最强的两个化合物C11和C22;进一步的体内杀虫药效评价实验表明,化合物C22具有较好的体内药效,确定为优选化合物(FP-2酶抑制活性IC50= 10.0 μM,PfDHFR酶抑制活性 IC50= 84.1 nM,P.falciparum 3D7 生长抑制活性 IC50= 53.1 nM,P.falciparumDd2生长抑制活性IC50=1.2μM),C22和乙胺嘧啶组(20mg/kg,减虫率>90%),在15天内均未观察到明显的疟原虫生长。最后,本论文从2,4-二氨基嘧啶类和2,4-二氨基喹唑啉类化合物中分别选择了最优化合物(B18和C22),发现了其针对两株临床恶性疟原虫(Fab9和GB4)同样具有体外生长抑制作用;并通过计算机分子对接模拟分析了两类化合物与FP-2和PfDHFR蛋白的结合模式,发现PfDHFR的药效团(2,4-二氨基嘧啶和2,4-二氨基喹唑啉)的引入是提高PfDHFR酶抑制活性的关键,尤其是2,4-二氨基喹唑啉类衍生物。总之,本论文发现的双重抑制剂C22,具有潜在的抗疟疾应用前景。
关键词: BRCA1/2基因 ；PARP抑制剂 ；疟疾 ；半胱氨酸蛋白酶-2 ；二氢叶酸还原酶
被引量
2
摘要： 神经炎症是多种神经退行性疾病的共同病理机制,靶向神经炎症进行药物研究,可为研发神经退行性疾病药物提供候选策略。作为第二信使的环核苷酸可调节中枢神经系统(central nervous system,CNS)的各种生理过程,其中环单磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,c AMP)和环单磷酸鸟苷(cyclic guanosine monophosphate,c GMP)可通过参与神经炎症调控进而发挥神经保护作用。磷酸二酯酶(phosphodiesterases,PDE)是体内唯一可以催化水解c AMP和c GMP的关键酶,其中PDE4特异性水解c AMP,PDE5特异性水解c GMP。设计合成新型PDE4/5双靶点抑制剂可调控多种相互关联的病理途径,为机制复杂的神经退行性疾病提供个性化治疗方案。因此,本论文的研究内容和具体结果如下:
1、PDE4和PDE5抑制剂联合用药协同抗神经炎症。转录组测序(Transcriptome Sequencing,RNA-seq)分析显示Rolipram(PDE4特异性抑制剂)和Tadalafil(PDE5特异性抑制剂)联合用药调节与c AMP、c GMP以及炎症信号通路相关基因表达。酶联免疫吸附(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)实验对上述结果进行验证,结果表明,Rolipram和Tadalafil的联合用药增加经脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)激活后的BV2细胞中c AMP、c GMP含量、降低白介素(interleukin,IL)-1β、IL-6和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNFα)水平。Chou-Talalay分析结果显示Rolipram和Tadalafil联合用药抑制IL-1β、IL-6和TNFα生成的联用指数(combination index,CI)均小于0.8,说明同时抑制PDE4/5可协同调控炎症反应。水迷宫(Morris water maze,MWM)实验证实Rolipram和Tadalafil联合用药可改善前体蛋白/早老性痴呆基因(amyloid precursor protein/presenilin-1,APP/PS1)小鼠的学习和记忆。ELISA和蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)实验结果显示Rolipram和Tadalafil联合用药增加APP/PS1鼠皮层和海马区c AMP、c GMP含量、降低IL-1β、IL-6和TNFα水平以及促进c AMP反应元件结合蛋白(c AMP-response element binding protein,CREB)磷酸化、上调脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)表达,说明联合用药显著抑制了APP/PS1小鼠大脑中的炎症反应并具有神经保护作用的潜力。据此提出PDE4/5双靶点抑制剂是一种良好的神经炎症治疗药物作为本论文研究假说。
2、新型PDE4/5双靶点抑制剂的设计与合成。通过分析PDE4和PDE5蛋白结构特点并利用骨架跃迁策略,确定苯并咪唑结构为新设计合成的PDE4/5双靶点抑制剂的母核。在支链的改造上选择刚性从强到弱的乙酰胺、甲基到最终的乙基连接链。PDE4/5活性抑制实验结果表明乙基连接链的灵活性提高了化合物对PDE4/5的抑制活性,并结合成药性预测,最终选择此系列中对PDE4/5有着均衡且强抑制活性的B-2-3、C-2-4、C-3-1和F-3-1用于进一步的活性筛选。
3、新型PDE4/5双靶点抑制剂抗神经炎症作用研究。细胞计数(Cell Counting Kit-8,CCK-8)实验结果显示,在10μM和20μM浓度下,C-3-1可显著提高经LPS刺激后的BV2细胞活力。并且C-3-1具有长期给药安全、可透过血脑屏障等特点。MWM实验结果显示C-3-1可显著逆转APP/PS1小鼠的逃避潜伏期、穿越平台次数以及目标象限停留时间,表明C-3-1可改善APP/PS1小鼠学习和认知能力。ELISA、WB、免疫荧光(immunofluorescence,IF)、透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)、脑内神经元苏木精-伊红(Hematoxylineosin staining,HE)染色等实验结果显示C-3-1可增加LPS诱导后的BV2细胞和APP/PS1小鼠脑内c AMP、c GMP含量并显著上调p-CREB和BDNF表达,说明C-3-1通过增加c AMP和c GMP含量,激活下游CREB信号级联通路;C-3-1使得促炎因子IL-1β、IL-6和TNFα水平显著降低,说明C-3-1显著抑制BV2细胞和APP/PS1小鼠脑内的神经炎症反应;C-3-1可显著抑制APP/PS1小鼠脑内小胶质细胞和星形胶质细胞活化;C-3-1可将高度有序的Aβ斑块解聚为无稳定结构且可被正常代谢的聚集体;C-3-1还可增加尼氏小体和神经元数量以及抑制神经元凋亡,表明C-3-1具有神经保护作用。
4、新型PDE4/5双靶点抑制剂抗神经炎症机制研究。RNA-seq分析结果显示C-3-1调节核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)/c-Jun氨基末端激酶(c-Jun Nterminal kinase,JNK)信号通路相关基因表达。采用WB对上述结果进行验证,结果显示,C-3-1可抑制LPS诱导后的BV2细胞和HT22细胞中PDE4和PDE5表达,并导致NF-κB抑制剂α(inhibitor of NF-κB,IκBα)/NF-κB信号通路失活,以及通过抑制c-Jun和JNK的磷酸化,进而阻断c-Jun/JNK信号通路。以上结果表明C-3-1是通过靶向NF-κB/JNK信号通路抑制神经炎症,从而发挥神经保护作用。
综上所述,本论文证明同时抑制PDE4/5可减轻神经炎症,并以阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)作为疾病模型评估抑制PDE4/5减轻神经炎症后的治疗作用。结果显示在调节神经炎症过程中,与单独抑制PDE4或PDE5相比,同时抑制PDE4/5具有协同作用,因此靶向PDE4/5设计先导化合物具有科学价值。据此,本课题设计合成新型PDE4/5双靶点抑制剂,评估其调控神经炎症的有效性及安全性,并使用RNA-seq技术探索新型PDE4/5双靶点抑制剂作用机制网络,为其作为先导化合物开发AD创新治疗药物提供数据支撑。
关键词: 神经炎症 ；PDE4/5双靶点抑制剂 ；NF-κB ；JNK
摘要： 光动力疗法（photodynamic therapy,PDT）是利用光敏剂经特定波长光活化产生活性氧,对肿瘤或特定部位细胞进行杀伤,进而治疗多种疾病的新方法,尤其是在皮肤病及浅表肿瘤的治疗中发挥重要作用。二氢卟吩类光敏剂作为二代光敏剂的典型代表,因其具有吸收波长大、吸光系数高、清除速率快、结构多样等优点,成为新型光敏剂研究的热点。在肿瘤光动力治疗研究中发现,肿瘤组织经光动力治疗后细胞内组蛋白去乙酰化酶（Histone deacetyases,HDAC）活性显著升高,而组蛋白去乙酰化水平下降,进而可能引起肿瘤细胞的快速增殖及导致肿瘤的复发和转移,是目前临床上光动力疗法面临的重要问题之一。如果能够利用药物分子设计或新型载药体系实现HDAC抑制剂（Histone deacetylase inhibitors,HDACis）与光敏剂共同给药,可以结合HDACis与光动力疗法的不同作用机制,有望提升单一治疗模式的抗肿瘤活性,发挥协同增效作用,达到更好的治疗效果。本论文的工作分为两部分内容:（1）首先我们尝试以二氢卟吩类光敏剂焦脱镁叶绿酸a为原料,与经典的HDACis辛二酰苯胺异羟肟酸（SAHA）共价交联合成新型双模小分子药物,以期实现药物的一体多效和不同抗肿瘤机制的协同作用,并初步研究了其对肿瘤细胞的杀伤效果;（2）为克服光敏剂和HDACis两种药物溶解性差、体内半衰期短的缺点和提高二者的共同给药效率和以及增强靶向性,我们设计合成了具有叶酸靶向、肿瘤部位pH敏感释药并共价结合HDACis西达本胺的自组装纳米胶束药物联合递送系统。在胶束形成时通过胶束内部疏水作用实现光敏剂焦脱镁叶绿酸a的共载药,最终达到光敏剂与HDACis靶向共同给药,协同增效等目的,并通过体外细胞实验和荷瘤小鼠体内实验验证了其抗肿瘤作用。一、小分子双模抗肿瘤药物的合成、表征及活性探究本部分首先以叶绿素a为原材料,经过两步酸降解反应得到二氢卟吩类光敏剂焦脱镁叶绿酸a,然后用含有氧化还原响应型二硫键的胱胺将光敏剂与HDACis（SAHA）共价交联,合成了兼具光、化疗抗肿瘤活性的新型Chlorin-SS-HDACis双模小分子化合物。合成的Pha-SS-SAHA化合物与原光敏剂Pha的紫外吸收图谱相比,其最大吸收波长有9 nm的蓝移,组织穿透性有所下降。体外抗肿瘤实验结果显示,Pha-SS-SAHA可有效的杀伤小鼠黑色素瘤细胞B16-F10,根据CCK-8法测定结果计算出未经光照条件下Pha-SS-SAHA、Pha和SAHA的IC50值分别为9.505±0.540μM、7.171±0.400μM和4.576±0.609μM,Pha-SS-SAHA相比原光敏剂其暗毒性有所下降。经10J/cm2光照条件下Pha-SS-SAHA、Pha的IC50值分别为0.821±0.051μM、0.499±0.018μM。当分别给予1μM Pha-SS-SAHA、Pha或SAHA时,经10 J/cm2光照后,对孵育24 h的B16-F10细胞凋亡情况进行检测,细胞坏死的比例分别为65.54%、92.01%、17.12%。与原光敏剂Pha相比,Pha-SS-SAHA对肿瘤细胞的光毒性降低,这可能与SAHA对Pha的卟吩环产生空间位阻,影响ROS的生成有关。更大的可能是共价键的交联影响了光敏剂分子的有效释放,该策略或交联方法不太适合该两种药物的共同给药。因此,这也是我们开展本论文第二部分工作的重要原因。二、叶酸靶向的pH响应型高分子双模抗肿瘤胶束的合成、表征及活性研究西达本胺是一种苯甲酰胺类HDACis,是我国首个自主知识产权的该类原创新药。本部分研究中我们设计了一种具有pH响应性的共载药纳米胶束Pyropheophorbidea@Folate-Polymer polyethylene glycol-b-poly（aspartic acid）-Chidamide（Pha@FPPC）,首先将西达本胺接枝到pH响应型嵌段聚合物PEG-b-PAsp上,同时在聚合物的头部缀合叶酸（FA）作为靶头,增加药物传递系统的靶向性。在该两亲性嵌段共聚物FPPC通过自组装作用形成胶束时,难溶性的光敏剂脱镁叶绿酸a可通过疏水相互作用封装于胶束内部,形成共载药纳米胶束Pha@FPPC。该共载药胶束可实现光敏剂与西达本胺的共同靶向给药和肿瘤部位响应性释放,有望起到不同抗肿瘤作用机制的协同作用。（1）以L-天冬氨酸β苄酯(H-Asp（OBzl）-OH)为原料经过分子内环化反应,分子间聚合反应,水解反应制得FA-PEG-Pasp。然后以2-（7-氧化苯并三氮唑）-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐（HATU）为缩合剂酰胺键共价结合西达本胺,制备得到两亲性嵌段聚合物FPPC。1H-NMR表征表明FPPC同时含有西达本胺与FA-PEG-Pasp的特征吸收峰,证明高分子材料的构建成功。该高分子材料FPPC在PBS溶液中可通过自组装形成胶束,过程中可利用疏水相互作用将Pha封装于胶束内部,完成叶酸靶向pH响应型高分子双模抗肿瘤的胶束Pha@FPPC的构建。（2）分别对载药胶束与空白胶束的载药量、粒径和Pha的pH响应释放进行检测。经测定胶束中Pha的载药量为4.67%,通过透射电镜对空白胶束和载光敏剂胶束的微观形态观察发现空白胶束粒径在83nm左右,载药胶束粒径在91 nm左右,均具有规则的球状形貌。载药胶束在pH 5.2和pH 7.4条件下的72 h释放量分别为60.70%和47.75%,具有较好的pH响应性。（3）利用体外细胞杀伤实验分别测定了Pha@FPPC对A2780、B16-F10和HUVEC三种细胞的体外光动力治疗效果,结果显示,相比于模型光敏剂Pha,Pha@FPPC均具有更低的暗毒性与更高的光毒性(在B16-F10细胞系中,光毒性的IC50值由0.186μM降至0.169μM,暗毒性的IC50值则由4.722μM上升到34.614μM,暗毒性/光毒性提升了8倍)。在细胞水平考察了Pha@FPPC对B16-F10的体外靶向性及细胞摄取能力。利用Pha自身的红色荧光,通过激光共聚焦显微镜对使用相同Pha浓度的Pha@FPPC、Pha@PPC和Pha孵育的肿瘤细胞进行观察,根据红色荧光强度确定三种给药方式的靶向性及摄取能力,结果显示Pha@FPPC>Pha@PPC>Pha。采用流式细胞技术分别从细胞凋亡水平、ROS产率及周期阻滞效果三方面对Pha@FPPC的抗肿瘤活性和机制进行评价。在光照条件下,给药浓度（按Pha计算）为0.1μM时,Pha@FPPC引起B16-F10细胞坏死比例高达95.45%,ROS平均产率为550.16,而单纯Pha诱导细胞坏死比例仅52.36%,ROS平均产率330.35,相比于模型药物Pha,Pha@FPPC将光动力杀伤的效果提升了近一倍。空白胶束FPPC对肿瘤细胞的G1/G0期产生阻滞作用,游离Pha主要将肿瘤细胞的阻滞在G2期,Pha@FPPC对肿瘤细胞的G1/G0和G2期均表现有的阻滞作用,表现出了Pha和西达本胺各自的细胞周期阻滞特征,表明该共载药胶束发挥了PDT与HDACis双重抗肿瘤作用。（4）在动物水平上进一步考察了Pha@FPPC的体内光动力抗肿瘤效果,实验采用C57小鼠,在每只小鼠右后肢接种1×10～5个B16-F10细胞,建立小鼠荷瘤模型。设立对照组（生理盐水）和实验组（Pha@FPPC组、Pha@PPC组、Pha组及FPPC组）五组,每组5只小鼠。各实验组在肿瘤接种第8天按Pha浓度为1 mg/kg进行尾静脉注射,45 min后对小鼠肿瘤部位激光照射360 s（光强度合计90J/cm2）。测量各治疗组小鼠肿瘤体积及小鼠生存情况,结果显示:Pha@FPPC给药组小鼠肿瘤的体积最小,生存时间最长,与对照组（p<0.001）、Pha给药组（p<0.01）和FPPC给药组（p<0.05）的治疗效果相比均具有显著差异。同时对各组死亡小鼠的肺组织切片进行H&E染色观察,结果显示生理盐水组与Pha组均出现多个的黑色素瘤肺部转移灶,而其他接枝有西达本胺的处理组未发现转移,显示出西达本胺对黑色素瘤细胞的转移具有较强的抑制作用。本研究成功合成出一种氧化还原响应性小分子双模抗肿瘤药物Pha-SS-SAHA,表现出一定的抗肿瘤活性,但同时发现光敏剂分子Pha的光动力活性有所下降。同时成功的构建了一种pH响应性共载药纳米胶束Pha@FPPC,该Pha和西达本胺共载药胶束不仅表现出良好的pH响应性和靶向性,还显示出良好的抗肿瘤活性。该共载药体系实现了肿瘤部位的“时空”释放,降低了光敏剂的毒副作用,同时延长了西达本胺的半衰期,提高了其生物利用度。本课题探索了PDT联合用药新模式,显示出Pha@FPPC胶束具有抑制肿瘤复发和转移的潜力,为临床解决PDT后肿瘤复发和转移问题提供重要参考。
关键词: 光敏剂 ；氧化还原响应性 ；pH响应性 ；光动力治疗 ；组蛋白去乙酰化酶抑制剂 ；聚乙二醇-b-聚天冬氨酸
被引量
1
摘要： 糖原合成酶激酶-3(GSK-3)是一种功能多样的丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶,具有GSK-3α(51 KD)和GSK-3β(47 KD)两种亚型,其普遍分布在大多数生物体内。相关研究表明,GSK-3在细胞增殖分化、凋亡及细胞糖原代谢等多种生理过程中扮演着重要的角色,人类许多疾病如阿尔兹海默症、糖尿病、人结直肠癌等多种肿瘤的发展均与其密切相关。由于GSK-3α亚型相对比较稳定,目前针对GSK-3的研究主要集中在GSK-3β上。恶性肿瘤的发病率日益增长,针对恶性肿瘤的小分子抑制剂化合物的研究随之成为研究的热点和难点。相关研究表明GSK-3β在PI3K/AKT、Wnt/β-catenin、NF-κB等多种肿瘤细胞信号通路起着重要的调节作用。在PI3K/AKT通路中,GSK-3β作为关键底物之一,可以直接与AKT作用。其经AKT磷酸化后失活,GSK3β-LKB1-Axin复合物形成受到抑制,导致β-catenin积聚增加,从而加速了细胞的转录,促进c-Jun、cyclinD1等底物蛋白的表达,促进肿瘤细胞增殖。因此,GSK-3β作为抗肿瘤药物研究的热门靶点受到越来越多研究者的关注。计算机技术的发展使得计算机辅助药物设计这样一种新型合理的药物分子设计方法成为热点。通过计算机技术模拟药物分子与靶点蛋白相互作用,探究药物活性的影响因素,对于新药化合物的设计合成具有重要的指导意义。其与传统的药物研发方法相比,具有筛选速度快、效率高的明显优势,逐渐在现代药物研发中发挥着关键性作用。鉴于以上研究背景,为寻求新型安全高效的GSK-3β小分子抑制剂,本论文通过深入分析目前已经报道的部分GSK-3β抑制剂的结构,设计合成了3,5-二氨基-N-(3-(三氟甲基)苯基)苯甲酰胺化合物,并通过计算机分子对接实验验证其与GSK-3β活性位点的结合能力,在此基础上设计合成了以3,5-二氨基-N-取代-苯甲酰胺为母核的一系列衍生物,并进行初步的体外抗肿瘤活性评价。本论文主要研究内容如下:1.目标化合物4a-q的设计本论文通过综合分析目前已报道的部分GSK-3β小分子抑制剂的结构,首先合成了3,5-二氨基-N-(3-(三氟甲基)苯基)苯甲酰胺化合物(化合物4d)。其次,通过分子对接实验验证了化合物4d与GSK-3β活性位点的结合能力。实验结果表明其可以与GSK-3β晶体蛋白结构识别位点的62位的异亮氨酸残基(ILE 62)和识别位点136位的脯氨酸残基(PRO 136)直接作用产生氢键,通过初步抗肿瘤实验也证实其具有一定的抗肿瘤活性(IC50=12.5μM)。鉴于此,本论文设计合成了以3,5-二氨基-N-取代苯甲酰胺为母核的系列苯甲酰胺类衍生物,为相关GSK-3β小分子抑制剂的开发研究奠定基础。2.目标化合物4a-q的合成及结构鉴定本论文以3,5-二硝基苯甲酸和不同取代基取代的胺为原料,通过胺与酰氯的亲核进攻反应得到一系列3,5-二硝基-N-取代苯甲酰胺化合物,再由水合肼还原得到17个未见文献报道的3,5-二氨基-N-取代苯甲酰胺类化合物,并经高分辨质谱HRMS(ESI-MS)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、核磁共振碳谱(13C-NMR)实验确证其结构。3.目标化合物4a-q的初步抗肿瘤活性筛选本论文使用MTT法(噻唑蓝比色法)来测定目标化合物对于人转移胰腺腺癌细胞(AsPC-1)、人结直肠癌细胞(HCT-116)、人神经胶质细胞瘤细胞(U251)这3种肿瘤细胞的抗肿瘤活性。初步的抗肿瘤活性筛选结果显示,化合物4d对于不同种类的肿瘤细胞均具有良好的增殖抑制作用,其作用于胰腺癌细胞的IC50达12.5μM,化合物4f、4c活性仅次于活性最好的化合物4d,化合物4e、4p、4k、4b则具有中等的抑制活性,化合物4o、4a、4g仅对某一种肿瘤细胞具有一定的肿瘤抑制作用,而化合物4h、4j、4l、4m、4n、4q则对于三种肿瘤细胞均未表现出明显的抑制活性。此外,本论文依据17个化合物4a-q的初步抗肿瘤活性结果,并根据其结构,进行相关的构效关系探讨,我们发现:取代基R的不同,各目标化合物之间肿瘤抑制活性差异也较大。R为大基团取代时,其活性明显优于小基团取代;当取代基R母核相同,其上的取代基对肿瘤细胞的增殖抑制作用也有较大差别,间位取代基的增殖抑制活性高于邻对位取代,且吸电子基取代的化合物肿瘤抑制作用强于供电子基取代的化合物。
关键词: GSK-3β ；抗肿瘤 ；小分子抑制剂 ；计算机辅助设计 ；分子对接 ；3,5-二氨基-N-取代苯甲酰胺化合物
被引量
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摘要： 氘代修饰是改良已上市药物、挽救临床失败药物以及研发新型药物的一种有效策略。基于氘原子区别于氢原子的特殊性质,氘代修饰可以改善药物的药代动力学性质,并可进一步设计新型氘代药物。异吲哚啉酮和烯酰胺类似物是药物、天然产物和生物活性分子中的常见化学结构,在药物化学领域占据重要地位。异吲哚啉酮类化合物涵盖抗肿瘤、抗白血病、抗炎、抗菌、抗精神病、抗溃疡及抗焦虑等多重作用,可用于多发性骨髓瘤、神经退行性疾病、水肿性疾病和窦性心动过速等多种疾病的治疗;烯酰胺类似物具有优良的生物和生理特性,可以抑制肾脏脱氢肽酶I、乙酰胆碱酶以及磷酸二酯酶等,可用于口腔癌、肠癌、维生素B1缺乏症和精神分裂症的研究和治疗。异吲哚啉酮的氘代修饰策略已在药代动力学优化方面展现出明确应用价值;然而,氘代烯酰胺的代谢稳定性及其生物活性与氘取代位点的定量构效关系仍有待系统阐明。目前,邻苯二甲酰亚胺的还原氘代是构建氘代异吲哚啉酮的常用合成手段;过渡金属催化是构建氘代烯酰胺的主要策略。当前合成氘代异吲哚啉酮和氘代烯酰胺的方法存在诸多不足,主要包括成本高昂、位点选择性差、氘掺入率低以及底物适用性有限等,这些缺陷限制了氘代异吲哚啉酮和氘代烯酰胺在药物化学领域的应用。 有机电化学合成作为一种新兴的、高效的合成技术,以其独特的电子介导机制展现了显著的原子经济性与环境友好性特征。有机电合成反应条件温和,降低对氧化还原剂的依赖,确保多种敏感性官能团的兼容性,增强方法的实用性;还可以通过精细调控电极电势,实现对反应路径与速率的精准控制,具备高度的可控性与灵活性,为复杂有机分子的精准合成开辟了新的途径。鉴于有机电化学合成在反应条件温和性、官能团兼容性及反应可控性等方面的显著优势,本文拟采用电化学氘代策略合成氘代异吲哚啉酮和氘代烯酰胺类化合物。 电化学介导的氢氘交换方法能够实现异吲哚啉酮亚甲基位置的选择性氘代,高效构建氘代异吲哚啉酮类化合物。首先选用N-苯基异吲哚啉酮2-1a作为反应物,通过系统的条件优化过程从而确定最佳电选择性氢氘交换反应条件:采用包含石墨棒阳极和铝棒阴极的非隔膜电解池装置,在室温空气条件下,以四丁基碘化铵(n-Bu4NI)作为介质,氘代丙酮作为氘源,四丁基四氟硼酸铵(n-Bu4NBF4)作为电解质,N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂,在5 m A下恒流电解1.5小时,成功得到氘代异吲哚啉酮2-2a,其产率高达81%,氘代率为96%。底物适用性考察结果表明,此方法可以耐受烷氧基、烷基、卤素、氰基、酯基以及吡啶基等多种官能团,具有良好官能团耐受性。此外,一系列敏感的N上取代官能团（苄基、呋喃基、噻吩基、醇羟基、胺基、烯基和炔基）也与此电化学方法兼容。异吲哚啉酮的芳环上被烷氧基、卤素和酯基等多种官能团取代的底物以及氮杂异吲哚啉酮也与反应体系兼容。此外,空间位阻较大的3-烷基和3-芳基取代的异吲哚啉酮底物也可顺利反应。此方法的实用性在药物分子的后期修饰、克级合成和有价值的乙醛脱氢酶（ALDH1A）抑制剂673A的氘代产物673A-d2的构建中得到进一步证明。BHT自由基清除实验结果揭示了该电化学方法存在自由基过程,循环伏安法显示四丁基碘化铵与底物存在相互作用。基于文献分析和机理探究实验,推测电化学氢氘交换反应可能依赖于自由基过程进行。 电化学介导N-炔丙基酰胺的还原迁移氘代反应可以选择性合成E构型的氘代烯酰胺类化合物。首先选用N,4-二甲基-N-（丙-2-炔-1-基）苯甲酰胺3-1a为反应物,通过系统的条件优化过程从而确定最佳电还原迁移氘代反应条件:采用包含铝棒阳极和铝棒阴极的非隔膜电解池装置,在室温空气条件下,以三苯基膦（PPh3）作为添加剂,氘代乙腈（CD3CN）作为氘源,四丁基碘化铵作为电解质,N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂,在2 m A下恒流电解7小时,以72%的产率以及每分子4.91个氘的掺入率得到氘代烯酰胺3-2a。底物适用性考察结果表明此方法具有广泛的底物适用性,可以应用于芳基酰胺、脂肪族酰胺、磺酰胺和氨基酸衍生酰胺等多种底物。此方法还可以进一步用于羧酸类药物或酰胺类药物的衍生物的还原迁移氘代,相应的α2μ积累诱导剂的氘代形式也可以顺利构建。该电化学方法的实用性在克级反应得到进一步证明。此外,氘代烯酰胺作为重要的合成中间体,可以参与还原、β-芳基化、烷基化、[2+1]、[2+2]和[4+2]环加成反应来构建结构新颖的氘代酰胺衍生物。TEMPO自由基清除实验结果揭示了该电化学方法存在自由基过程,控制实验显示该反应存在关键联烯酰胺中间体3-1aj,循环伏安法显示三苯基膦与底物无直接相互作用。基于文献分析和机理探究实验,推测氘代联烯酰胺中间体的生成是电化学还原迁移氘代反应的重要步骤。 综上所述,鉴于氘代异吲哚啉酮和氘代烯酰胺两类化合物在药物领域的重要地位以及目前的合成方法存在的局限性,本文开发了一种环境友好且经济高效,具有高选择性和高氘代率的电化学合成策略。该策略不仅为氘代化合物的合成提供了新的技术路径,同时为新型氘代药物的开发奠定良好基础。
关键词: 电化学合成 ；氘代修饰 ；氘代异吲哚啉酮 ；氘代烯酰胺 ；后期修饰
摘要： 阿尔茨海默病（Alzheimer's disease,简称AD）是一类神经退行性疾病,其病变特点是神经元损害、神经细胞炎斑块、神经病理学上的中枢神经纤维缠结,以及认知行为不可逆的下降。AD已成为75岁以上人群死亡的主要原因之一,严重影响人类健康。目前全球约有5000万AD患者,预计到2050年全球将有1.3亿阿尔茨海默氏症患者,这将对公共卫生系统造成巨大的压力。美国FDA目前批准的四个用于治疗阿尔茨海默病的小分子药物,其中三种为胆碱酯酶抑制剂以及N-甲基-d-天冬氨酸受体拮抗剂,这些药物主要用于AD症状的缓解,对患者的治疗效果有限。因此,开发新型抗AD药物仍是医药界待解决的问题。磷酸二酯酶（PDE）可通过水解第二信使环磷酸鸟苷（c AMP）和环磷酸腺苷（c GMP）,调控细胞信号转导和突触信号传递,参与调节各种生理生化活动。其中PDE2广泛分布于前脑,尤其是海马,纹状体,杏仁核等区域具有高水平表达,是治疗AD的潜在新靶点。PDE2抑制剂可通过调控脑内c AMP/c GMP水平,从而调节神经元可塑性,降低Tau蛋白的异常磷酸化和β-淀粉样蛋白的沉聚水平,调控细胞凋亡和炎症因子水平,提高脑源性神经营养因子（BDNF）的水平,调节下丘脑-垂体肾上腺（HPA）途径,达到改善认知障碍、神经保护的作用。然而现有PDE2抑制剂存在结构复杂不易制备、缺乏亚型选择性或成药性差等不足,所以开发新型PDE2抑制剂是重要的科学问题。本论文在课题组的前期研究基础上,结合文献调研,开展了四氢吡唑并[3,4c]吡啶酮类和氟喹啉类新骨架PDE2抑制剂设计、合成及活性评价。主要分为以下三个部分:1、综述AD与PDE的研究现状,重点概述了PDE2与AD的关系、PDE2的分子生物学特征及PDE2抑制剂的研究进展。2、课题组基于高通量筛选（HTS）发现了具有PDE2抑制活性的新骨架化合物（R）-HZY1958,但其存在代谢稳定性不佳和水溶性差等不足,为改善其类药性,本课题基于前期研究和文献调研,优化了母核的结构并改变化合物的侧链取代基及位置,设计合成了四氢吡唑并[3,4-c]吡啶酮类新骨架PDE2抑制剂,其中,目标化合物13a具有一定的PDE2活性（1μM抑制率55.57%）,且水溶性较化合物（R）-HZY1958有所提升（14.7μg/m L→55.46μg/m L）,同时13a还表现出更高的代谢稳定性(T1/2=19.1min);分子对接结果显示,13a母核的酰胺结构与关键氨基酸残基Gln859产生氢键作用,吡唑环与Phe862之间具有π-π堆积作用,同时吡唑环通过水分子介导间接氢键与多个氨基酸残基产生相互作用,酰胺侧链结构顺利进入H-Pockt。通过为本论文设计了四氢吡唑并[3,4-c]吡啶酮类新骨架PDE2抑制剂,并为开发亚型选择性PDE2抑制剂提供理论基础。3、烯基氟是一个不错的弱相互作用的基团,通过生物电子等排设计原理,以武田公司的氧代萘吡啶母核为基础,将其关键酰胺改造成烯基氟结构,将并考察酰胺侧链及芳基取代基对活性的影响,设计合成了一系列氟喹啉类PDE2抑制剂。活性测试结果表明,目标化合物24a具有不错的PDE2抑制活性,100n M浓度下PDE2活性抑制率达到63.68%。无氟取代的化合物26活性急剧下降（100n M抑制率20.62%）。分子对接显示,氟取代基虽未与Gln859产生直接氢键作用,但在距离和方向上有可能与关键氨基酸残基Gln859产生弱相互作用,此外,氟喹啉母核与PDE2的Q-Pocket的Phe862、Phe839氨基酸残基具有π-π堆积作用;同时酰胺侧链进入H-Pocket,增强活性和选择性,羰基通过水分子介导与Tyr655和Gln812产生间接氢键作用。本论文设计了新型氟喹啉类PDE2抑制剂,为开发PDE2抑制剂新型骨架提供了设计思路。
关键词: 阿尔茨海默症 ；磷酸二酯酶Ⅱ ；生物电子等排体 ；构效关系 ；四氢吡唑并[3,4c]吡啶酮 ；弱相互作用 ；烯基氟 ；氟喹啉
摘要： 磷酸二酯酶 (PDE- 4 )主要分布于各类炎性细胞 ,能专一性水解环腺苷酸 (c AMP) ,促进炎症的发展。PDE- 4抑制剂通过选择性抑制 PDE- 4 ,使胞内 c AMP水平升高 ,在抗炎和抗哮喘方面显示了广阔的应用前景。将PDE- 4抑制剂分为儿茶酚醚类、苯甲酰胺类、喹唑啉二酮类、黄嘌呤类、苯并呋喃类等 。
关键词: 选择性磷酸二酯酶Ⅳ抑制剂 ；研究 ；磷酸二酯酶Ⅳ ；作用机制 ；构效关系 ；抗炎 ；抗哮喘 ；药理作用
被引量
12
摘要： 目的:寻找新型磷酸二酯酶抑制剂,设计合成未见文献报道的吡唑并[4,3-d]嘧啶-7-酮类衍生物。方法:以2-甲氧基桂皮酰氯与1-甲基-3-正丙基-4-氨基吡唑-5-甲酰胺反应制得化合物Ⅰ,而后闭环得化合物Ⅱ,化合物Ⅱ经2步反应得到目标化合物Ⅳ。结果:成功合成了目标化合物以及反应过程中的两个中间体。结论:新化合物的结构经IR,1H-NMR和MS进行确证。
关键词: 吡唑并[4 ；3-d]嘧啶酮类衍生物 ；合成 ；磷酸二酯酶抑制剂
被引量
2
【专利/发明】 • CN201610081802.9 • •
申请日：2016-02-05,
公开日：2017-07-18
申请人： 徐江平
公开（公告）号： CN105523954B
摘要： 本发明公开了新型3‑环丙甲氧基‑4‑烷氧基苯甲酰胺类磷酸二酯酶4抑制剂，所述的抑制剂是通式为式I或者式Ⅱ所代表的化合物，其前药，或其可药用盐，或其溶剂化物：；其中R1是独立的甲基(Me‑)或者二氟甲基(CF2H‑)；R2是独立的H、Me或者Et；R3是独立的H、MeO或者Cl；CnH2n+2为烷基，n≥2；为取代苯环或者吡啶环；X为C或者N；Y为C或者N。本发明的优点在于：其具有很高的体外酶抑制活性，能选择性作用于PDE4上，且具有良好的抗炎效果以及抗抑郁效果。
【专利/发明】 • CN201610081802.9 • •
申请日：2016-02-05,
公开日：2016-04-27
申请人： 徐江平
公开（公告）号： CN105523954A
摘要： 本发明公开了新型3-环丙甲氧基-4-烷氧基苯甲酰胺类磷酸二酯酶4抑制剂，所述的抑制剂是通式为式I或者式Ⅱ所代表的化合物，其前药，或其可药用盐，或其溶剂化物：；其中R1是独立的甲基(Me-)或者二氟甲基(CF2H-)；R2是独立的H、Me或者Et；R3是独立的H、MeO或者Cl；CnH2n+2为烷基，n≥2；为取代苯环或者吡啶环；X为C或者N；Y为C或者N。本发明的优点在于：其具有很高的体外酶抑制活性，能选择性作用于PDE4上，且具有良好的抗炎效果以及抗抑郁效果。
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