新型组蛋白去乙酰化酶抑制剂的设计合成与抗肿瘤活性研究

发布时间：2020-08-31 12:34

　　目的:基于目前已上市及已证实具有选择性的组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACis)的结构,设计具有崭新骨架的HDACis,使化合物能够特异性地作用于组蛋白去乙酰化酶6(HDAC6),以期得到具有抗肿瘤活性的新型HDAC6选择性抑制剂。设计合成的两个系列分别论述于本论文的第一部分和第二部分。方法:通过文献调研,设计合理可行的合成路线;运用偶极化反应(Click反应)、酰胺缩合、亲核取代等一系列化学方法合成设计的目标化合物,并通过计算机辅助设计选定可能具有有效选择性的取代基;采用薄层色谱技术初步确定反应进行的程度及化合物的纯度,再利用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱进行化合物的最终结构确证。对于第一部分基于苄基三氮唑骨架的新型HDACis,首先检测各目标化合物对HDAC混合酶(HDACs)的抑制能力;选出抑制率大于90%的化合物采用HTRF法进行HDAC亚型选择性测试,然后运用MTT法检测化合物对四种人源肿瘤细胞SGC-7901、LoVo、MCF-7、HL-60的IC_(50)值,初步判断所选化合物的体外抗肿瘤细胞增殖能力;选出活性较好的化合物检测其体外肿瘤细胞抗迁移能力;针对选择性较好的化合物进行计算机模拟对接分析。对于第二部分HDAC与微管蛋白双靶点抑制剂,采用MTT法检测化合物Z-9-7S抑制ES-2、SKOV-3细胞的IC_(50)值,初步评价其体外抑制肿瘤细胞增殖的能力。结果:第一部分薄层色谱结果显示所有ZM系列化合物跑板后在紫外灯下均呈现单个荧光斑点,斑点与三氯化铁溶液作用显紫红色,表明所有合成的终产物均为纯异羟肟酸类化合物;核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱结果表明所有化合物结构正确;酶活性显示大多数目标化合物在1μM浓度下对HDACs均表现出良好的抑制活性,结合酶抑制活性结果与化合物的结构分析发现相比酰胺类化合物,磺酰胺类化合物的抑制率均在90%以上,其中ZM-26的抑制率为97.1%,高于阳性对照药SAHA(96.1%),结合分子对接实验证实该系列化合物的连接链可顺利插入到HDAC活性口袋中,且磺酰胺结构更有利于受体-配体间相互作用;选择性测试结果显示化合物ZM-23对HDAC6选择性优于阳性对照药物ACY-1215,而化合物ZM-26能强效抑制HDAC6的活性,其IC_(50)值为8.4 nM;MTT结果表明,化合物ZM-22至ZM-27对HL-60肿瘤细胞的增殖有一定的抑制作用,其中化合物ZM-26表现出最强的体外抗增殖能力,与酶抑制程度具有一致性;化合物ZM-26对MCF-7肿瘤细胞具有明显的抗迁移活性;最后对化合物ZM-23和ZM-26进行了分子对接实验,初步探究两个化合物与HDAC6的结合模式。第二部分Z-9系列化合物为HDAC和微管蛋白双靶点抑制剂,其中一个目标化合物Z-9-7S对两种软巢癌细胞展现出了极强的增殖抑制活性,目前活性工作仍在进行中。结论:设计合成的两个系列化合物均可有效作用于HDACs,且第二部分Z-9系列值得进一步的活性评价和结构优化工作。
【学位单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R943;R96
【部分图文】：

抑制剂,广谱,毒性,效应

图 1 已上市的 HDACis与广谱抑制剂相比，亚型选择性 HDACis 的发现保持了有益的效果，且显示出较低的毒性或有害效应[38]。为了避免不良反应，提高抗实体肿瘤的能力，越来越多的研究集中在亚型选择性 HDACis，尤其是选择性 HDAC6 抑制剂的开发上。HDAC6是一种存在于细胞质中的 HDAC 酶，其独特的特征包括两个串联蛋白去乙酰化酶催

抑制剂,细胞毒性,对正,致死作用

3图 2 HDAC6 选择性抑制剂HDAC6 抑制剂对正常细胞似乎不具有细胞毒性，多项研究也证实 HDAC6抑制剂的副作用小于非选择性 HDACis（如 SAHA 等）和 HDAC 1 3 选择性如 FK-228 等）[4], [50]。与 HDAC1 3 基因消融的致死作用相比，有报道显示 HD

合成路线,丙炔酸,溶剂

RY-1G 熔点仪天津市新天光仪器公司Q-TOF Premier 质谱仪英国 Micromass 公司BrukerAVance 400 核磁共振仪德国 Bruker 公司2.3 化合物的合成2.3.1 化合物合成路线第一步以二甲基亚砜（DMSO）为溶剂，4-硝基溴苄和叠氮钠（NaN3）为原料合成了 4-硝基苄基叠氮（A）。6-氨基己酸甲酯与丙炔酸以二氯甲烷（DCM）为溶剂在三乙胺（TEA）和二环己基碳二酰亚胺（DCC）作用下缩合得到丙炔酸氨基己酸甲酯（B）。接下来，CuI 催化 A 和 B 之间发生 Click 反应得到化合物 C。第四步以甲醇为溶剂在氢气氛围中，5% Pd/C 催化硝基还原成胺基，得到重要的中间体 D。化合物D在干燥DCM 中与TEA催化的各种酰氯或磺酰氯反应生成具有不同取代基的甲酯化合物 E。化合物 E 与 NH2OH 在无水 MeOH 中反应，得到最终产物 F（ZM-1至 ZM-27）。

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