新型刺猬信号通路抑制剂的设计、合成及活性研究
发布时间：2020-10-12 02:56
刺猬(Hedgehog,Hh)信号通路在胚胎发育过程起着很重要的作用,它能够控制细胞的分化,生长和迁移。胚胎发育时期,抑制Hh信号通路会导致动物发育畸形。在成人中,Hh信号通路一般处于失活状态,其功能仅限于修复组织和调节干细胞。很多肿瘤的发生与Hh信号通路的异常活化有关,比如基底细胞癌(BCC)和髓母细胞瘤。因此抑制Hh信号通路可用于治疗肿瘤。Smoothened(Smo)蛋白是Hh信号通路中一个关键的组成部分,属于G蛋白偶联受体(GPCR)。Vismodegib和Sonidegib都是Smo抑制剂,已被美国食品和药品管理局批准上市,用于治疗局部晚期或转移性基底细胞癌。这两个药物的成功上市表明了可以通过靶向Smo蛋白来研发Hh信号通路抑制剂。然而,由于Vismodegib的溶解度比较差,导致其药代动力学性质呈非线性,不能通过提高剂量来增强疗效。此外,已经有患者对Vismodegib和Sonidegib产生了耐药,主要原因是Smo蛋白发生了突变(D473H)。所以我们需要继续研究、开发具有新骨架的小分子Smo蛋白抑制剂,希望这些化合物具有良好的理化性质,并能够解决耐药性的问题。除了末端甲基以外,Vismodegib分子中的所有碳原子都是sp2杂化,所以溶解性差。我们通过引入sp3杂化的碳原子,设计、合成了一系列新化合物。然而,这些化合物在肝微粒体中存在代谢稳定性的问题。我们通过以下两种方法提高代谢稳定性:(1)在可能的代谢位点引入小分子基团;(2)引入酰基从而降低潜在代谢位点的电子云密度,最终减缓代谢。最后,我们得到了多个活性很好的化合物,比如:化合物B3(IC_(50)=8 nM)、化合物B6(IC_(50)=10 nM)和化合物E4(IC_(50)=3.5 nM)。我们将对这些化合物进行肝酶稳定性测试以及药代动力学研究,最后我们还打算研究这些化合物对Smo-D473H突变的Hh信号通路是否有抑制作用。根据已发表的Smo晶体复合物,利用基于分子对接的虚拟筛选从ChemDiv化合物库中寻找有研究价值的Smo抑制剂。使用Schrodinger 9.0的打分功能对这些化合物进行打分,得到1000个排名最高的化合物。对筛选出来的化合物进行“五规则”评价,去除具有毒性基团的分子,再除去具有两个以上手性中心的化合物。最后我们挑选出21个化合物,并将其购买用于生物测试。其中有六个化合物对Hh信号通路有抑制活性(IC_(50)10μM)。特别是化合物V20,它的活性(IC_(50)=47 nM)最好,并进一步被证实是Smo拮抗剂。通过对化合物V20进行构效关系研究,我们得到了一些活性更好的化合物,比如:化合物G2(IC_(50)=7.1 nM)、化合物G25(IC_(50)=7.1 nM)和化合物G26(IC_(50)=8.4 nM)。该骨架可作为一个研究新型Smo抑制剂的起始点,我们将对活性较好的化合物进行肝酶稳定性测试以及药代动力学研究,然后再研究它们能否抑制突变的Smo。
【学位单位】：苏州大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R91;R96
【部分图文】：
图 2-3. 化合物 49 与 50 的峰面积谢稳定性问题，我们提出了两个解决方案：（1）在化低潜在代谢位点的电子云密度从而减缓其被氧化；（羰基来降低酶对化合物的作用（图 2-4）。其中骨架 课题将继续研究骨架 1b, 1c, 1d, 1e 的构效关系。此外架 2b 和 2d 的构效关系[59]，本课题还将继续研究骨架
图 3-2. V20 与 Smo 蛋白的对接方式第二节 先导化合物的结构优化3.2.1 含吡咯结构化合物的构效关系因为先导化合物 V20 的 clogP（其值为 5.5）比较高，且具有两个手型中心，以我们将对其进行优化，合成出了一系列的化合物，它们的活性见表 3-2 所示。首为降低 clogP，我们在苯环上引入氮原子得到化合物 F1 和 F2，与先导化合物 V20比，化合物 F1（IC50= 240 nM）的活性差了 5 倍，但是 F2 的活性（IC50= 58 nM）乎没有变化。然后我们对具有两个手型中心的 2-甲基环己基胺进行优化，先用引入单的乙胺（化合物 F3），活性显著下降（IC50= 5200 nM）。接着用异丙胺代替乙胺（合物 F4），活性（IC50= 1200 nM）虽然有所提高，但是依旧很差。当末端是环丙基时（化合物 F5），活性与 F3 差不多，其 IC50值为 4200 nM。我们在化合物 F4 和
在含有 10% FBS (Hyclone) 的 DMEM (11965, G是经由放大八倍的细胞转录因子 Gli1 响应元素 Sonic 刺猬通路蛋白和小分子激动剂 SAG 验证猬通路信号。火虫素的 NIH3T3 细胞维持在完整的培养液中。6 孔板中，最终每孔含细胞约一万五千。96 孔板对被检测的化合物进行梯度稀释。将 10 nM SA μL 包含有被测化合物和激动剂的分析缓冲液小 37℃下培养 48 小时。后，40 μL 萤火虫荧光素酶被加入到每一个孔光信号由读板器记录，化合物的活性通过其对发2 为例，随着浓度的增加，其对该通路的抑制能 5-1），最后得出 IC50值。
【参考文献】
本文编号：2837529
【学位单位】：苏州大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R91;R96
【部分图文】：
图 2-3. 化合物 49 与 50 的峰面积谢稳定性问题，我们提出了两个解决方案：（1）在化低潜在代谢位点的电子云密度从而减缓其被氧化；（羰基来降低酶对化合物的作用（图 2-4）。其中骨架 课题将继续研究骨架 1b, 1c, 1d, 1e 的构效关系。此外架 2b 和 2d 的构效关系[59]，本课题还将继续研究骨架
图 3-2. V20 与 Smo 蛋白的对接方式第二节 先导化合物的结构优化3.2.1 含吡咯结构化合物的构效关系因为先导化合物 V20 的 clogP（其值为 5.5）比较高，且具有两个手型中心，以我们将对其进行优化，合成出了一系列的化合物，它们的活性见表 3-2 所示。首为降低 clogP，我们在苯环上引入氮原子得到化合物 F1 和 F2，与先导化合物 V20比，化合物 F1（IC50= 240 nM）的活性差了 5 倍，但是 F2 的活性（IC50= 58 nM）乎没有变化。然后我们对具有两个手型中心的 2-甲基环己基胺进行优化，先用引入单的乙胺（化合物 F3），活性显著下降（IC50= 5200 nM）。接着用异丙胺代替乙胺（合物 F4），活性（IC50= 1200 nM）虽然有所提高，但是依旧很差。当末端是环丙基时（化合物 F5），活性与 F3 差不多，其 IC50值为 4200 nM。我们在化合物 F4 和
在含有 10% FBS (Hyclone) 的 DMEM (11965, G是经由放大八倍的细胞转录因子 Gli1 响应元素 Sonic 刺猬通路蛋白和小分子激动剂 SAG 验证猬通路信号。火虫素的 NIH3T3 细胞维持在完整的培养液中。6 孔板中，最终每孔含细胞约一万五千。96 孔板对被检测的化合物进行梯度稀释。将 10 nM SA μL 包含有被测化合物和激动剂的分析缓冲液小 37℃下培养 48 小时。后，40 μL 萤火虫荧光素酶被加入到每一个孔光信号由读板器记录，化合物的活性通过其对发2 为例，随着浓度的增加，其对该通路的抑制能 5-1），最后得出 IC50值。
【参考文献】
相关博士学位论文 前1条
1 马海阔;靶向刺猬通路Smo蛋白的四氢吡啶[4,3-d]嘧啶类化合物的合成及活性研究[D];苏州大学;2016年
相关硕士学位论文 前1条
1 陆文峰;具有SMO蛋白拮抗剂活性的胺基噻唑—吡啶杂环化合物的设计、合成和活性研究[D];苏州大学;2015年
本文编号：2837529
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/yiyaoxuelunwen/2837529.html
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