NEK2抑制剂MBM-17和MBM-55类似物的设计、合成和活性研究
发布时间：2020-07-08 04:40
【摘要】：NEK2作为一种苏氨酸/丝氨酸型激酶,对细胞的有丝分裂过程起着重要的调控作用,而肿瘤细胞的特征之一就是有丝分裂过程发生紊乱。同时,NEK2的过表达对肿瘤细胞的增殖、耐药性、转移恶化以及有丝分裂的不稳定都有很大的影响。因此,NEK2可以作为用于肿瘤治疗的靶标。尽管对NEK2激酶及其抑制剂做过很多研究,但目前为止,也仅有几类小分子抑制剂的报道,它们只具有激酶及细胞活性,且细胞活性不是很理想,而针对体内抗肿瘤活性的研究,也仅仅只有我组有过相应的报道。其中,化合物MBM-17和MBM-55具有良好的激酶以及细胞活性,但其药代动力学和药效学的结果并不是很理想,从目前的研究结果发现,还没有一类同时满足高活性高选择性,以及兼备良好的药代动力学和药效学的NEK2抑制剂,更不用说具备上临床的先导化合物了。因此,针对NEK2这一激酶,开发出一类高活性高选择性,生物结果优良的抑制剂就显得很有必要性。为此,本论文首先对NEK2的概念、生物学功能以及与肿瘤的关系进行了概述。其次,我们针对之前激酶活性以及肿瘤细胞活性均表现优良的MBM-17和MBM-55这两个化合物进行了分析,认为其增溶基团的N,N-二甲基乙胺基部分对药代动力学和药效学具有不利的影响,同时细胞活性表现得也不是足够优异,因此我们保留了咪唑并[1,2-a]吡啶骨架,运用基于活性设计药物的策略对这一基团进行了修饰和合成,主要改成了含氮杂环,同时对其连接位置也进行了改变,将7位连接改为8位连接。然后,我们运用分子拼合策略,又将芳香连接基团的苯环改成了噻吩环,想进一步提高这类抑制剂的肿瘤细胞抑制活性。最后,通过查阅相关文献,发现Idrees M.等人在设计新型HIV-1 Vif拮抗剂时,采取生物电子等排体策略,将先导化合物的RN-18的酰胺键替换为二VA唑和三氮唑基团。实验结果显示酰胺键替换为生物电子等排体三氮唑之后,化合物的抗病毒活性提高了5倍。另外由于三氮唑在人体内不易被代谢,因而引入三氮唑能提高化合物的代谢稳定性。而在之前NEK2抑制剂的设计研究中,并没有在这一类抑制剂化合物的结构中引入二VA唑和三氮唑基团的先例。受此启发,为了提高化合物的代谢稳定性以及增加结构的多样性,我们也尝试对化合物MBM-55进行结构修饰,引入二VA唑和三氮唑基团。最终,在我们合成的化合物中,有11个化合物的胃癌细胞活性要优于之前细胞活性最好的MBM-55,其中活性最好的CYZ-2002这一化合物细胞活性比MBM-55提高了17倍,达到了38nM。这是目前发现的基于此类咪唑并[1,2-a]吡啶为骨架结构的NEK2抑制剂,对其进行基团修饰的衍生物中胃癌细胞抑制活性最高的化合物,因此具有良好的肿瘤治疗前景。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R914
【图文】：
图 1.1 人 NEK2 基因的基因组信息Cell Cycle.2016 895-9072.2 NEK2 的表达特点NEK2 在细胞中的表达水平随着周期的变化而变化，具体表现为，其在 G表达水平较低，而在 G1/S 期快速增加，然后在 G2 期表达稳定，进入 M 期迅速下降，因而表现为在 G2 和 S 期达到顶峰。同时，NEK2 作为蛋白激酶可被自身或者外源性磷酸化而活化，被 PP1 去磷酸化而失活。而一旦细胞进裂期后，NEK2A 则会快速消失，但是 NEK2B 在 G1 期之前都会保持相对稳表达量[24]。整体而言，由于转录和转录后调控的修饰，NEK2 的蛋白表达处个动态平衡的过程。2.3 NEK2 的生物学功能
华东师范大学硕士研究生学位论文很关键的作用。总之，NEK2 既参与染色质凝缩又参与中心体分离，因此可直接干扰染色体或者间接调节中心体，从而导致肿瘤的诱发[27]、恶化和转移[28]。综上所述，正常细胞内 NEK2 的过表达，可对细胞内环境产生一定程度的致瘤影响
图 1.3 MBM-17 和 MBM-55 对不同细胞株的肿瘤增殖抑制曲线在之前的研究中[40]，我组针对化合物 MBM-17 和 MBM-55 这两个化合物做了进一步的肿瘤细胞活性研究，所选用的五种细胞株如表格 1.1 所示。从图 1.3中我们可以发现，化合物 MBM-17 和化合物 MBM-55 对这五种细胞株均有不同程度的抑制作用，其中对 MGC-803 胃癌细胞株的抑制活性最好，对结肠癌细胞株 Bel-7402 的抑制活性相对差一些，而对其他三个细胞株的抑制活性相当。表 1.1 为化合物 MBM-17 和化合物 MBM-55 在这 5 种不同肿瘤细胞株上的细胞活性值，这有助于我们更直观地发现这两个化合物在这五种不同肿瘤细胞株上的差距。因为这两个化合物在胃癌细胞和结肠癌细胞上的抑制活性相对较好，所以后续针对胃癌细胞和结肠癌细胞又做了进一步的研究。表 1.1 MTT 法检测 MBM-17 和 MBM-55 对不同肿瘤细胞株的增殖抑制活性肿瘤系 细胞株 MBM-17MBM-55
本文编号：2746109
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R914
【图文】：
图 1.1 人 NEK2 基因的基因组信息Cell Cycle.2016 895-9072.2 NEK2 的表达特点NEK2 在细胞中的表达水平随着周期的变化而变化，具体表现为，其在 G表达水平较低，而在 G1/S 期快速增加，然后在 G2 期表达稳定，进入 M 期迅速下降，因而表现为在 G2 和 S 期达到顶峰。同时，NEK2 作为蛋白激酶可被自身或者外源性磷酸化而活化，被 PP1 去磷酸化而失活。而一旦细胞进裂期后，NEK2A 则会快速消失，但是 NEK2B 在 G1 期之前都会保持相对稳表达量[24]。整体而言，由于转录和转录后调控的修饰，NEK2 的蛋白表达处个动态平衡的过程。2.3 NEK2 的生物学功能
华东师范大学硕士研究生学位论文很关键的作用。总之，NEK2 既参与染色质凝缩又参与中心体分离，因此可直接干扰染色体或者间接调节中心体，从而导致肿瘤的诱发[27]、恶化和转移[28]。综上所述，正常细胞内 NEK2 的过表达，可对细胞内环境产生一定程度的致瘤影响
图 1.3 MBM-17 和 MBM-55 对不同细胞株的肿瘤增殖抑制曲线在之前的研究中[40]，我组针对化合物 MBM-17 和 MBM-55 这两个化合物做了进一步的肿瘤细胞活性研究，所选用的五种细胞株如表格 1.1 所示。从图 1.3中我们可以发现，化合物 MBM-17 和化合物 MBM-55 对这五种细胞株均有不同程度的抑制作用，其中对 MGC-803 胃癌细胞株的抑制活性最好，对结肠癌细胞株 Bel-7402 的抑制活性相对差一些，而对其他三个细胞株的抑制活性相当。表 1.1 为化合物 MBM-17 和化合物 MBM-55 在这 5 种不同肿瘤细胞株上的细胞活性值，这有助于我们更直观地发现这两个化合物在这五种不同肿瘤细胞株上的差距。因为这两个化合物在胃癌细胞和结肠癌细胞上的抑制活性相对较好，所以后续针对胃癌细胞和结肠癌细胞又做了进一步的研究。表 1.1 MTT 法检测 MBM-17 和 MBM-55 对不同肿瘤细胞株的增殖抑制活性肿瘤系 细胞株 MBM-17MBM-55
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1 陈云中;NEK2抑制剂MBM-17和MBM-55类似物的设计、合成和活性研究[D];华东师范大学;2019年
本文编号：2746109
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