新型AGT抑制剂的设计、合成及活性评价

发布时间：2017-11-12 06:09

  本文关键词：新型AGT抑制剂的设计、合成及活性评价

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【摘要】：烷化剂类抗肿瘤药物如替莫唑胺(TMZ)、尼莫司汀(ACNU)和卡莫司汀(BCNU)等主要通过导致DNA烷化损伤阻断细胞DNA的复制与转录,进而诱导细胞凋亡,发挥抗肿瘤作用。然而,肿瘤细胞中含有的O~6-烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移酶(AGT)能够修复烷化剂对DNA鸟嘌呤O6位造成的烷化损伤,使肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性。因此,多种AGT抑制剂被应用于临床治疗中以提高化疗药物的疗效,但是不具有靶向性的抑制剂也会抑制正常细胞AGT活性,使其对药物敏感性增加而死亡,影响化疗疗效。本研究开发了一种具有肿瘤细胞靶向性的AGT抑制剂,能够特异性抑制肿瘤细胞AGT活性,达到提高化疗药物药效的目的。肿瘤细胞中存在低氧微环境,利用这一特性,本研究合成了能够在低氧环境中被特异性激活的AGT抑制剂——O~6-(3-硝基苄基)-鸟嘌呤(O~6-3-NBG,化合物d)及其还原产物O~6-(3-氨基苄基)-鸟嘌呤(O~6-3-ABG,化合物h)。以2-氨基-6氯嘌呤(化合物a)为原料,与甲基吡咯烷发生取代反应制得1-(2-氨基-嘌呤-6-)-1-甲基吡咯烷氯化物(化合物b),化合物b与3-硝基苄醇(化合物c)发生取代反应得到目标化合物d;以3-氨基苄醇(化合物e)为原料,与三氟乙酸酐反应制得2,2,2-三氟-氮-(3-羟基-苄基)乙酰胺(化合物f),化合物f与化合物b发生取代反应,制得氮-[3-(2-氨基-嘌呤-6-氧基)-苄基]-2,2,2-三氟乙酰胺(化合物g),化合物g脱氨基保护基得到目标化合物h。目标化合物及各中间体均经过UV、IR、1H NMR和ESI-MS进行了结构确证。对O~6-3-NBG的还原活性进行了研究,以锌粉为还原剂模拟生理条件下(pH7.4)O~6-3-NBG的还原反应。将不同浓度的O~6-3-NBG溶液(50、75和100μM)经不同的反应时间(1、5、10、20和30 min)还原后,使用高效液相色谱法(HPLC)对还原反应体系中的组分进行定量分析;并对各主要组分定量分析方法的合理性进行确证。结果表明,还原体系组分浓度的日内RSD为0.12-2.85%,日间RSD为1.11-8.23%,满足定量分析要求,实验方案可行。同时,还原反应实验表明,Zn/EDTA体系可将O~6-3-NBG还原成O~6-3-ABG,进一步表明O~6-3-NBG能够在低氧条件下生成O~6-3-ABG,因此可能成为具有肿瘤组织靶向性的AGT抑制剂。在确认O~6-3-NBG能够被还原为O~6-3-ABG的基础上,对O~6-3-NBG和O~6-3-ABG与氯乙基亚硝基脲联合用药的肿瘤细胞抑制活性进行了研究。分别在常氧条件和低氧条件下处理人脑神经胶质瘤细胞SF763,设置ACNU组、ACNU与O~6-苄基鸟嘌呤(O~6-BG)联合处理组(实验组1)、ACNU与O~6-3-NBG联合处理组(实验组2)和ACNU与O~6-3-ABG联合处理组(实验组3),采用CCK-8法对细胞存活率进行测定。结果表明,常氧条件下,实验组2与ACNU组无明显差异,说明O~6-3-NBG在常氧环境中不能发挥AGT抑制作用;实验组1和3的细胞存活率明显低于ACNU组,表明O~6-BG与O~6-3-ABG均具有一定的AGT抑制活性。在低氧条件下,实验组3的细胞存活率与常氧条件相比无明显差异,说明O~6-3-ABG无论在常氧或低氧环境中均表现出良好的活性;实验组2的细胞存活率低于其他实验组且明显低于有氧条件,说明O~6-3-NBG能在低氧条件下被特异性激活,发挥AGT抑制活性。同时,使用分子对接方法对O~6-BG、O~6-3-NBG和O~6-3-ABG与AGT蛋白(PDB数据库编号1T39)的相互作用进行了研究,结果显示三种化合物均能够进入AGT活性中心,与蛋白形成氢键数目分别为4、3和5个,表明O~6-3-ABG的AGT抑制活性最强,O~6-BG次之,O~6-3-NBG活性最弱,这一现象与实验结果相符。本课题合成了两种新型的AGT抑制剂O~6-3-NBG与O~6-3-ABG,对O~6-3-NBG在Zn/EDTA体系中的还原反应进行了研究,运用HPLC法对还原反应组分进行了检测,表明O~6-3-NBG能够被还原生成O~6-3-ABG。在此基础上对所合成抑制剂的活性进行了评价,其中,O~6-3-ABG在常氧和低氧条件下均具有较好的AGT抑制活性,而O~6-3-NBG在常氧条件下活性较弱,在低氧环境中却能够被特异性激活,发挥AGT抑制作用。本研究为设计靶向性AGT抑制剂的研究提供了新的思路,并对烷化剂药物与AGT抑制剂联合用药的研究提供了实验支持。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R91;R914.5
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本文编号：1174647