以四氢蝶啶为骨架的新型选择性Plk1抑制剂的设计、合成及抗肿瘤活性研究

发布时间：2021-06-28 15:02

　　Polo样激酶（polo-like kinases,Plks）是一类存在于真核细胞中的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,其家族存在五个成员,Plk1-5。其中,Plk1作为确证的癌症治疗靶点得到广泛研究。近年来,研究人员开发的小分子Plk1抑制剂,如BI 2536、BI 6727在临床上都表现出良好的药用效果,但仍然出现耐药性、单一疗效不佳、生物利用度低等诸多问题。因此,开发高活性、高选择性的Plk1小分子抑制剂具有重要意义。本课题采用基于结构的药物设计方法,以在临床研究表现良好的BI 2536和BI 6727为先导化合物,根据Plk1-3 ATP结合位点处氨基酸残基的差异性,设计和合成了具有四氢蝶啶骨架的衍生物,旨在获得高活性、高选择性、物理化学性能得到显著提高的Plk1抑制剂。此外我们对合成的化合物进行了体外激酶活性实验、肿瘤细胞抗增殖活性实验和溶解度测定。测试结果表明:大部分目标化合物对Plk1均表现出较好的抑制活性和选择性。尤其是化合物L34(IC₅₀=3.89 n M),对Plk2和Plk3的选择性达到7.84和5.69,其激酶活性和家族选择性明显优于先导化合物B... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

前十位恶性肿瘤发病率

第一章绪论5图1.2Plk家族结构特征Fig1.2StructuralfeaturesofPlkfamilyPlk1-3结构具有高度同源性，Plk1是其家族中研究最深入的成员，已鉴定和验证的底物超过50种，确证了其参与各种物种的细胞生长和有丝分裂检查点的调节，包括G2/M转换、胞质分裂、中心体成熟、线粒体组装等[17,18]。已观察到Plk1在多种常见癌症，如肺癌、乳腺癌、宫颈癌、结肠癌、胃癌等中过度表达，通常在细胞周期早期表达水平较低，S和G2期开使积累，在M期之前Plk1激酶活性会急剧增加，并且发现抑制Plk1的活性能使肿瘤细胞生存率大幅度下降。Plk1促进G2/M期转换，通过激活CDK1/CyclinB蛋白复合体启动有丝分裂。细胞周期调节蛋白激酶WEE1和MYT1通过磷酸化CDK1/CyclinB蛋白复合体中CDK1上的Tyr14和Tyr15，导致CDK1/CyclinB复合物处于失活状态，使细胞无法顺利完成从G2期到M期的转变，这一转变正是由WEE1和MYT1等多种蛋白激酶的相对活性决定[19,20]。在有丝分裂期，纺锤体微管附着在有丝分裂染色体上，对着丝粒产生一定拉力，而Plk1产生的染色质定位信号保持了针对产生此力的线粒体和着丝粒的完整性，然后通过磷酸化着丝粒下游信号分子，调节着丝粒与微管蛋白连接检查点蛋白，促进纺锤体组装。Myc是与肿瘤细胞活性有关的一种转录因子，在细胞核中的表达产物是一种功能蛋白，能调节细胞生长，增殖和凋亡，Myc的过表达已经成为人类许多癌症标志物[21-23]。Plk1可以通过调控原癌基因Myc的表达来调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。当原癌基因Myc活跃时，会导致人体内环境发生改变，细胞周期紊乱，肿瘤细胞无限增殖，促使机体发生癌变。Plk2（Snk），定位于中心体，通过磷酸化中心体色氨酸589和色氨酸595进而阻滞中心粒形成，正常的哺乳动物中心体周围存在两个?

梗???獾?す羌?位的环戊烷更换为异丙基得到的ATP竞争性抑制剂。它与Plk1的作用机制与BI2536类似，对Plk1的IC50值为0.87nM，对Plk2和Plk3也存在一定的抑制作用，分别达5nM和56nM，是一个高效的Plk1激酶抑制剂，目前正在进行临床III期研究[37]。BI6727的毒副作用、单药疗效、药代动力学参数、生物利用度以及选择性均优于BI2536，并且能很好地抑制异种移植模型中的肿瘤生长，与低剂量阿糖胞苷联合治疗可显著改善AML的疗效。Volasertib在2013年被FDA授予突破性疗法的称号，并在2014年获得了AML的孤儿药物地位。图1.4BI2536与Plk1的NCD端结合作用模式图[36]Fig1.4DindingmodeofBI2536withthePlk1NCDGSK461364是一类噻吩类的高活性Plk1抑制剂，靶向Plk1的激酶结构域，对Plk1的IC50为2nM，多以静脉注射方式进行给药[38]。GSK461364在合成过程中产生两种构型：S型和R型，并且两种构型作用效果差别大，S型在体外对激酶和癌细胞均表现出较差的抑制作用。GSK461364在低剂量纳摩尔范围内能抑制神经母细胞瘤细胞系的增殖，诱导细胞凋亡并导致细胞周期停滞，并且降低了携带高风险神经母细胞瘤细胞系异种移植的小鼠体内的肿瘤生长，延长了其生存期。2009年完成临床I期研究，效果良好。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Targeting autophagy-related protein kinases for potential therapeutic purpose[J]. Honggang Xiang,Jifa Zhang,Congcong Lin,Lan Zhang,Bo Liu,Liang Ouyang.  Acta Pharmaceutica Sinica B. 2020(04)
[2]小分子靶向药物治疗结直肠癌的研究进展[J]. 潘杰,李雪丽,朱方超.  浙江医学. 2019(23)
[3]肿瘤分子靶向治疗的研究进展[J]. 张钰,杜鲁巴,孙浩然,钦伦秀.  复旦学报(医学版). 2016(01)
[4]药物作用靶点研究最新进展[J]. 江振洲,杨婷婷,李晓骄阳,张陆勇.  药学进展. 2014(03)
[5]不同偶氮基取代酞菁化合物的合成及性质研究[J]. 尹彦冰,姜海燕,毛雪,马洁,袁广雪.  昆明理工大学学报(理工版). 2010(02)
[6]乳腺癌的遗传性、危险性及其对策[J]. 万宏伟,勇前.  国外医学.护理学分册. 2001(05)



本文编号：3254543