谷胱甘肽-S-转硫酶Mu二价潜抑制剂设计、合成及表征

发布时间：2018-11-22 15:38

【摘要】：谷胱甘肽-S-转硫酶(glutathione-S-transferases, GST; EC2.5.1.18)催化还原型谷胱甘肽(GSH)和亲电配体加合，广泛分布于各种细胞中。其中人胞质GSTs有，μ，ω，π，θ，ζ六大类同工酶。肿瘤细胞胞内GST主要是同工酶π即hGSTP、即hGSTA和μ即hGSTM；这些同工酶催化GSH与各种非营养物质(包括细胞毒性抗肿瘤药物)生物转化。hGSTP在多数耐药实体瘤细胞中高表达，其催化抗肿瘤药物的生物转化及参与细胞凋亡信号转导是肿瘤细胞耐药机制之一，其选择性抑制剂可作为肿瘤化疗增敏剂。在部分耐药肿瘤细胞中，hGSTM被诱导表达，GSTM的选择性抑制剂也有可能是强效的抗肿瘤药物增敏剂。 GST是双底物酶，每个活性中心有结合GSH的G位点及结合疏水底物的H位点。GST的单价产物同步结合在一个活性中心的G位点和H位点，故亲和力常高于GSH或其底物。特别是，其二价抑制剂同步结合于两个活性中心故亲和力远高于单价抑制剂，这对于二价产物型抑制剂理论上应更明显。但GST产物抑制剂亲水性强且难合成，其潜抑制剂疏水性较高而易于透过细胞膜。所以，GST的二价潜抑制剂更有药用潜力。本论文首先基于GST同工酶二聚体的活性中心距离及缝隙结构差异，针对其二聚体的对称双活性中心，选择不同长度柔性链链接双疏水底物构成双价底物型抑制剂，设计一系列GSTM选择性双价底物型抑制剂：此类双价底物型抑制剂分别含有可与GSH生成加合物的结构单位，其自身疏水性较强而能有效透过细胞膜；在GST酶作用下与GSH加合原位生成抑制作用更强但亲水性增大的二价产物型抑制剂，其对应底物型抑制剂为所设计二价潜抑制剂。其次，在广泛报道的GST抑制剂中，依他尼酸是典型的单价抑制剂，其抑制常数可以达到微摩尔级。本论文主要以依他尼酸的对-烷氧基苯丙烯酮结构为基本母核，以线性短链二胺连接对-烷氧基苯丙烯酮结构单元，合成得到对称的二价GST抑制剂，并设计对应的单价抑制剂；分别表达纯化hGSTM、hGSTA和hGSTP并测定抑制常数。酶反应初速度法初步证明所设计二价潜抑制剂原位生成产物对hGSTM表观抑制常数可低于10nM，为hGSTA和hGSTP表观抑制常数的30%以下；动力学研究表明属于缓慢紧密结合型抑制剂。 GST二价抑制剂针对不同底物抑制类型不同，因而针对不同底物用传统的双倒数法所测得的抑制常数不同，不便于确定抑制剂的抑制效力。因此，，本论文建立了两种方法测定二价产物抑制剂的解离常数。非线性拟合酶活性抑制率对抑制剂浓度的响应曲线得抑制剂的解离常数；利用此类抑制剂的结合猝灭GST的荧光信号，非线性拟合分析荧光强度对抑制剂浓度的响应曲线得到制剂与GST的解离常数。上述两种分析方法所得产物抑制剂亲和力基本一致。综上所述，本文所设计的二价潜抑制剂对应的产物，对GSTM有较高选择性，为GSTM的紧密结合型强抑制剂，亲和力为目前报道最强GST二价抑制剂；这些研究为优化设计肿瘤化疗增敏剂奠定基础。
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【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R914

【参考文献】