环氧酮肽及取代苯甲酰胺硼酸类蛋白酶体抑制剂的设计、合成及生物活性评价

发布时间：2018-04-06 22:30

  本文选题：癌症　切入点：蛋白酶体　出处：《浙江大学》2014年博士论文

【摘要】：恶性肿瘤已成为我国居民的第一位死因,开发疗效显著、靶点明确和毒副作用小的新型抗肿瘤药物以适应日益严峻的肿瘤问题具有重要的现实意义。大量研究结果表明,肿瘤细胞内多种与细胞生长、繁殖和凋亡相关蛋白质的水平与功能异常,而这些蛋白质大多是通过蛋白酶体来调节的。同时,蛋白酶体功能抑制可导致与多条信号通路相关蛋白水平的失调,从而引起细胞周期阻滞和细胞凋亡。因此,蛋白酶体与肿瘤的发生发展密切相关,蛋白酶体抑制剂可通过抑制蛋白酶体活性引起细胞凋亡而达到肿瘤治疗的目的。近年来,已有多个小分子蛋白酶体抑制剂被批准上市或进入临床研究,其在肿瘤治疗上的前景值得期待。本文根据文献报道的蛋白酶体抑制剂的结构特征及它们与蛋白酶体的作用模式,以进入临床应用的环氧酮肽类化合物卡非佐米为先导,在保留环氧酮片段的基础上,在肽骨架中并入一个饱和的六元脂杂环形成伪肽以增强化合物对肽酶的稳定性,设计合成了 47个含有饱和六元脂杂环的二肽和三肽环氧酮类衍生物。化合物的蛋白酶体抑制活性结果显示:二肽化合物抑酶活性较弱,而大部分三肽化合物则显示了中等到强的蛋白酶体抑制活性,其中,有14个化合物的IC50值小于10nM。多发性骨髓瘤细胞增殖抑制活性和对血细胞蛋白酶体的抑制活性显示,6个化合物1-218、1-223、1-236-1-237和1-239～1-240与卡非佐米活性相当,并且其对正常及荷瘤小鼠血液及组织蛋白酶体活性有较强的抑制作用。综合上述体内外药效学评价,选取化合物1-236和1-239进行了人骨髓瘤细胞RPMI 8226 NOD/SCID小鼠移植瘤模型的生长抑制作用测试,结果显示,这两个化合物具有显著的抑制多发性骨髓瘤肿瘤组织生长的能力。化合物1-236(5mg/kg)的抑瘤率达到65.61%,且受试动物体重未明显下降,具有比阳性对照卡非佐米更优秀的体内抗肿瘤作用,有成为新型抗肿瘤药物的潜力。化合物1-236在小鼠体内的药代动力学测试结果显示,该化合物比卡非佐米具有更长的半衰期,对发挥其长效作用奠定了基础。为了得到更多结构类型的环氧酮肽类蛋白酶体抑制剂,提高化合物对体内多种蛋白酶和肽酶的稳定性,我们尝试对环氧酮化合物的肽骨架进行进一步改造。基于多种具有生物活性的天然产物都含有β氨基酸结构片段,设计合成了 57个含有β氨基酸的二肽和三肽环氧酮类化合物。该类化合物的蛋白酶体抑制活性与含有饱和六元脂杂环的化合物类似:二肽化合物活性较差,而部分三肽化合物具有中等到强的蛋白酶体抑制活性。初步构效关系显示,β氨基酸在肽骨架中的位置对活性起到了关键作用,具有β-氨基酸-苯丙氨酸-亮氨酸三肽结构的化合物活性最好,而当β-氨基酸处于三肽的中间位置时,化合物活性明显下降。对部分抑酶活性较好的化合物进行了多发性骨髓瘤细胞增殖抑制活性测试,结果显示该类化合物均具有较好的抑制肿瘤细胞生长的能力。其中,化合物2-104对蛋白酶体与受试肿瘤细胞株的增殖抑制活性最好,Western Blot实验结果表明,该化合物具有明显促进多聚泛素累积与PARP剪切的作用,说明其通过抑制细胞中泛素化蛋白的降解并引起细胞凋亡而发挥其抗肿瘤作用。以上实验结果表明,化合物2-104是一个有潜力的蛋白酶体抑制剂。此外,本文根据文献报道的硼替佐米及非肽类萘醌衍生物PI-083与蛋白酶体的作用方式,利用拼合原理,选取PI-083的非肽骨架和硼替佐米的亮氨酸硼酸片段,设计合成了 14个非肽硼酸及硼酸酯类衍生物。该类化合物对蛋白酶体的抑制活性结果表明,化合物3-47和3-59显示了较强的蛋白酶体抑制活性,IC50值分别为161.90±29.46nM和394.68±80.62nM。但这两个化合物对肿瘤细胞的增殖抑制能力较弱,具体原因有待进一步研究。该研究为非肽类蛋白酶体抑制剂的开发提供了新思路。
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【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R914;R96
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本文编号：1719216