新型CDK2抑制剂的设计、合成与生物活性评价

发布时间：2020-07-23 03:56

【摘要】：恶性肿瘤的发生是由于细胞内基因组的异常改变及累积而导致其生物学行为上的变化,是各种致癌因素共同作用的结果。据2015年国家统计局数据,我国恶性肿瘤的发病率约占全球恶性肿瘤发病率的21.8%,因其发展迅速、难以根治等特性导致死亡率居高不下。恶性肿瘤细胞周期失常,具有无限增殖的特性。细胞增殖需要有序地经过细胞周期,细胞周期素依赖性激酶2(CDK2)能够与细胞周期素(cyclin)结合,直接参与调控细胞有丝分裂由G1到S期的进程。CDK2靶向抑制剂如Milciclib、Seliciclib和Dinaciclib等已进入临床II/III期研究,表现出极大的抗肿瘤潜力。本论文综述了肿瘤分子的靶向治疗药物及CDK2抑制剂的研究进展。以CDK2抑制剂Milciclib作为先导化合物,在总结其构效关系的基础上,设计并合成了以5,6-二氢-1H-嘧啶并[4,5-f]喹唑啉为母核的32个I系列化合物和以8-环戊基-6-羟基蝶啶-7(8H)-酮为母核的16个II系列化合物。目标化合物均未见文献报道,结构经质谱、核磁共振氢谱和碳谱确认。I系列化合物以1,3-环己二酮(M-1)为原料,经缩合、成环、氧化、加成、水解等反应得到目标产物,在母核2位和8位分别引入氢原子、甲基、对位取代的芳胺等基团,用于探索不同取代基作用于铰链区与核糖结合区时对生物活性的影响。II系列化合物以5-硝基-2,4-二氯嘧啶(N-1)为原料,经取代、缩合、成环、偶联等反应得到目标产物。在母核的3位引入羟基、卤素、氨基等能够产生氢键相互作用的基团;在母核7位引入芳胺,保持化合物与亮氨酸残基Leu 83的氢键作用,同时在芳胺对位引入能够与溶剂区产生相互作用的亲水性侧链。本论文对合成的目标化合物进行体外CDK2激酶活性检测及乳腺癌细胞MCF-7与结直肠癌细胞HCT 116抗增殖实验。激酶抑制实验结果表明:I类化合物中,化合物I-10~I-17对CDK2的抑制效果优于化合物I-1~I-9,即2位引入芳胺类取代基化合物的活性优于8位引入芳胺类取代基化合物的活性,表明I类化合物中8位的芳胺类取代修饰是提高活性的主要策略。化合物I-20、I-23、I-26、I-27、I-28、I-29、I-31、I-32对CDK2的IC_(50)均小于0.2μM,其中化合物I-23、I-28的IC_(50)值分别为0.11μM和0.09μM,与阳性化合物Milciclib的抑制活性(IC_(50)=0.052μM)相近。II类化合物中,母核3位为羟基取代、7位为苯胺取代的化合物(II-1~II-7)对CDK2有较好的抑制活性,IC_(50)值均小于3μM;当母核3位为卤素或氨基取代(化合物II-9~II-11)时,对CDK2的抑制活性不佳,IC_(50)值均大于30μM;母核3位为羟基取代,在7位苯胺的对位引入哌嗪等亲水性基团时活性增强,当取代基为酰胺时活性减弱。体外肿瘤细胞抗增殖实验结果表明:I类化合物I-20~I-32与II类化合物II-4~II-9对两种肿瘤细胞均有不同程度的抗增殖活性。其中,化合物I-23(IC_(50)=1.3μM,0.9μM)、I-28(IC_(50)=1.1μM,1.4μM)、I-31(IC_(50)=1.9μM,1.3μM)、I-32(IC_(50)=1.6μM,1.7μM)、II-5(IC_(50)=5.6μM,8.0μM)和II-6(IC_(50)=4.5μM,6.2μM)对乳腺癌细胞MCF-7和结直肠癌细胞HCT 116显示出一定的抗增殖活性,具有进一步开发为临床前研究的CDK2抑制剂的潜力。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R914;R96
【图文】：

靶器官,靶向,肿瘤细胞,肿瘤血管形成

生物学基础肿瘤的发生发展是一个多阶段、多步骤、涉及多基因的病理过程。正常细胞在致瘤因素的长期作用下演变而来的，这种变化的核心在性的改变，其物质基础主要是 DNA 和遗传密码。癌变后的正常细细胞进一步生长繁殖，发生浸润和转移即发展为恶性肿瘤。肿瘤可概括为：原发瘤增殖、肿瘤新生血管生长；肿瘤细胞侵袭基膜；循环系统中存活，形成瘤栓并转运到远隔靶器官；滞留于靶器官血管并形成微小转移灶；肿瘤血管形成，转移癌灶增殖[26]。肿瘤细胞进展期表现出来的特征可归为 6 大类(图 1-1)，肿瘤分子此展开。例如以肿瘤细胞信号传导通路为靶点开发的表皮生长因子和单克隆抗体药物[28]；针对肿瘤新生血管的形成机制，靶向血管内体(VEGF/VEGFR)[29]开发药物；靶向调控肿瘤细胞周期[30]以改变用基因治疗[31]的方法引入抑癌基因或干扰细胞的转录和翻译从而

细胞周期,有丝分裂,细胞

第一章绪论n)通过与CDK结合以诱导其构象改变，使得C中移开，从而激活 CDK 的激酶活性[57]。T-lDK 与底物的相互作用。直接参与调节细胞周6 和 CDK7。CDK-cyclin 复合物在细胞周期中细胞周期蛋白 cyclin D 结合，主要调控 G1 CDK2-cyclin E 调控细胞由 G1 期进入 S 期合成 DNA 并为有丝分裂做准备；进入 G2/行有丝分裂；CDK7-cyclin H 在整个细胞周op 的苏氨酸进一步促进 CDK 的激活。

序列,抑制因子,多肽,细胞周期

图 1-8 CDKs 调控细胞周期Fig. 1-8 Regulation of cell cycle by CDKs激酶抑制蛋白(CDK inhibitor，CKI)是一可以分为两个家族(图 1-9)。第一类为 I15Ink4b、p18Ink4c和 p19Ink4d。这四个蛋lin D 复合物使 CDK 与 cyclin 分离，或从而阻碍细胞周期的进行[58]。第二类为这几个成员之间大约有 50%的序列是并抑制它们的活性，但在功能上是 CD

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