海洋类苯甘氨酸HDAC抑制剂的设计、合成、生物活性评价

发布时间：2020-02-06 20:24

【摘要】：目的:运用计算机辅助设计方法,针对已提取出的天然产物,进行必要的结构修饰与改造,使化合物靶向作用于组蛋白去乙酰化酶(HDAC),以得到新型靶向性的抗肿瘤HDAC抑制剂。方法:运用Sybyl、DS2.5软件构建HDAC3分子模型,运用Gold软件对接设计的化合物与HDAC受体,形成可视化的对接构象,通过Chimara软件作图,分析化合物与受体大分子的对接模型,指导设计HD系列化合物的设计;查阅文献,寻找可行的合成线路;运用Boc保护、酰胺缩合、脱Boc保护、肟化反应等技术合成所设计的化合物;运用薄层色谱法初步确定化合物的纯度以及反应程度,用核磁共振氢谱最终确认化合物结构;运用HDAC酶试剂盒检测待测化合物对HDAC酶的抑制能力,并结合化合物对接结果,讨论苯甘氨酸系列化合物的构效关系,发现与靶点作用的关键结构以及氨基酸残基,指导下一轮的化合物设计;运用CCK8法检测各待测化合物在2.5μM浓度下对肿瘤细胞K562、U937、MDA-MB-231、PC3的抑制能力,初步判断各化合物的体外抗增殖能力;选出活性较好的化合物,检测其对肿瘤细胞PC3、U937、MDA-MB-231、HL60、K562、SK-OV-3的IC_(50)值。结果:计算机模拟结果表明,HD系列化合物的脂肪链linker可进入HDAC口袋,羟肟酸与HDAC3口袋底部的锌离子特异性螯合,苯甘氨酸的Cap结构与HDAC酶表面产生疏水作用;薄层色谱显示所有HD化合物跑板后在紫外灯下呈现单个浓点,存在拖尾现象,加入一滴冰醋酸后拖尾消失,遇三氯化铁溶液变为紫红色,表明所合成终产物均为纯净的异羟肟酸衍生物;核磁共振氢谱结果表明,所有化合物结构正确,苯甘氨酸苯环的五个氢信号约在δ7.2-7.5,而苯甘氨酸的H信号位于δ5.70左右,形成Double峰,羟肟酸上的两个氢出现在δ8.8、δ10.2左右,均为Single峰,linker侧链的三个-CH2分别在δ1.3、δ1.8、δ2.8左右,形成多重峰;酶活结果表明,含有炔烃侧链的先导化合物HD1对HDAC酶的抑制能力较海洋类提取物O1强,但弱于其他HD系列化合物(IC_(50)=13μM);该系列化合物中HD9、HD10的活性最高,IC_(50)分别为76、108 nM,活性好于阳性对照SAHA(IC_(50)=146 nM);引入磺酰Cap结构后化合物的酶结合能力有所下降,说明该结构降低了受体-配体间的作用,而含有叔丁基苯磺酰胺的HD20活性较强,IC_(50)为0.17μM,在苯磺酰胺结构苯环上的对位溴取代可增强化合物的活性,其次为氯取代、硝基取代、氟取代;CCK8结果表明,HD系列化合物均可在低浓度(μM)抑制各种肿瘤细胞的增殖,其抗体外增殖能力与待测化合物的酶抑制能力呈正相关;并且该系列化合物对白血病细胞的抑制能力强于实体瘤细胞,该结论与国内外文献报道一致;HD9、HD10的活性最高,HD9对U937、K562、HL60、MDA-MB-231、PC-3、SK-OV-3的IC_(50)值分别为0.51、0.83、0.76、2.94、3.66、3.17μM,均好于阳性对照SAHA;HD10对肿瘤细胞系的抑制能力强于SAHA,而HD20对肿瘤细胞系的抑制作用弱于SAHA。结论:本实验合成了可靶向于HDAC的苯甘氨酸羟肟酸衍生物,其代表化合物HD9具有优良的抗肿瘤活性。
【图文】：

O1结构

代表性,异羟肟酸,靶点

短链脂肪酸异羟肟酸酰苯胺环四肽图1.1 代表性HDACI结构2003 年，Zhao 等从海洋海绵体生物 Stelletta 中提取出了海洋类苯甘氨酸衍生物O1。该化合物具有较弱的抗肿瘤活性，但并未发现 O1 具有明确的靶点[58]。研究者发现，O1 含有脂肪炔基，具有芳香性，是良好的 HDACI Cap 结构，，故笔者希望通过引入 linker 以及异羟肟酸 ZBG，使先导化合物 HD1 具有明确的靶点，作用于 HDAC。然而
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R914;R96

【参考文献】