艾滋病是主要由HIV-1引起的危害人类健康的严重传染性疾病。目前,高效抗逆转录病毒疗法(HAART)是治疗艾滋病的最有效方法,然而,HIV-1耐药突变株的出现影响了 HAART的功效。因此,迫切需要开发具有新机制、新结构的靶向HIV-1复制关键环节的抗艾滋病药物。HIV-1逆转录酶(RT)在HIV-1复制过程中发挥着关键作用。RT通过两种不同的酶功能将病毒单链RNA转化成双链DNA,即合成前病毒DNA的DNA聚合酶活性和选择性降解DNA/RNA异源双链中RNA链的RNase H活性。目前批准上市的逆转录酶抑制剂分为两类:核苷(酸)类逆转录酶抑制剂(N(t)RTIs)和非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTIs),它们均靶向于DNA聚合酶活性。尚无RNase H抑制剂上市,鉴于RNase H在病毒复制中的关键作用及其高度保守的活性位点,以RNase H为靶标进行抗艾滋病创新药物研究具有重要的科学意义与广阔的前景。RNase H抑制剂可分为活性位点抑制剂和变构抑制剂,前者研究更为广泛。活性位点抑制剂通过螯合活性位点必需的两个二价金属离子发挥作用,其药效团元素包括二价金属离子螯合基团、疏水性基团及连接链(Linker)。目前该类抑制剂主要存在透膜活性弱、细胞活性差、毒性大等不足。因此,开发新型高效且具有细胞活性的HIV-1 RNase H抑制剂是需要迫切开展的研究工作。天然产物是抗病毒药物发现的重要源泉。多酚类化合物是具有抗氧化、抗肿瘤、抗心血管疾病及抗病毒等重要生理活性的天然产物。多酚结构中的邻位酚羟基可通过螯合金属依赖蛋白的螯合金属离子,从而发挥广泛的抑酶活性。1,3,4,5-Tetragalloylapiitol 是从植物Hylodendron gabuensis发现的一种多酚类HIV-1 RNase H选择性抑制剂,IC50值为0.24 μM,且对人RNase H和大肠杆菌RNaseH抑制作用较弱,但未能表现出细胞水平的抗病毒活性。因此,本文选取1,3,4,5-tetragalloylapiitol为先导,根据HIV-1RNaseH抑制剂的药效团特征,运用结构简化及基于结构的合理药物修饰策略,提取关键药效基团没食子酰基为螯合骨架,以具有类药性的取代哌啶和哌嗪基团作为疏水性基团及连接链(Linker),设计了含有哌啶(嗪)取代基团的多酚类化合物。并通过生物活性评价探讨构效关系,以期望提高活性,并改善化合物的理化性质。本文首先采用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳法对目标化合物进行了 HIV-1 RNase H抑制活性测试。结果显示,其中大多数目标化合物表现出显著的RNaseH抑制活性。尤其是哌嗪系列,与哌啶系列相比,HIV-1 RNaseH抑制活性有了大幅度的提高(约10倍),且绝大多数化合物的HIV-1 RNaseH抑制活性均优于阳性对照(β-thujaplicinol),其中14个化合物的IC50值达到亚微摩尔水平,化合物Ⅱ-25活性最高(IC50 = 0.72 ± 0.07 μM),约为β-thujaplicinol(IC50 = 1.98 ± 0.22 μM)的2.8倍。另外,本文还利用ELISA法对部分目标化合物进行了 RT(聚合酶)抑制活性测试。在所测化合物中,仅有4个化合物对HIV-1 RT表现出较弱的抑制活性(100 μM),表明本文所设计的多酚类RNaseH抑制剂具有较高的选择性。接着,在MT-4细胞系中测定了化合物抑制野生型HIV-1(ⅢB)、HIV-2(ROD)(MTT法)及野生型HIV-1/NL4-3(萤光素酶报告基因法)的活性与细胞毒性,遗憾的是,该类化合物在待测浓度下并未表现出明显的抗病毒活性。值得一提的是,该类化合物细胞毒性较低(系列I:CC50 = 19.9-178.4 μM;Ⅱ-25:CC5050.8μM),优于对照药奈韦拉平(NVP)和齐多夫定(AZT)。为解释该类化合物细胞活性丧失的原因,本文使用在线软件(Molinspiration Cheminformatics Software)对抑酶活性最好的化合物Ⅰ-5和Ⅱ-25进行了理化性质预测。结果显示,这两个化合物存在极性过大的问题,LogP分别为0.04和-0.48,远低于口服药物的适宜LogP范围(2-3)。可见该类化合物较差的透膜性可能由极性太强所致,进而在细胞活性试验中未能表现出抗病毒作用。另外,本文采用Schrodinger套件的Glide模块进行了分子模拟研究,结果显示本文所设计的多酚类HIV-1 RNaseH抑制剂具有与β-thujaplicinol相似的作用模式,并能与His539、Lys540等氨基酸残基产生额外的相互作用力,因此合理解释了该类化合物活性提高的原因。总之,本文以 1,3,4,5-Tetragalloylapiitol 为先导化合物,根据 HIV-1RNaseH抑制剂的药效团特征,利用结构简化及基于结构的药物设计策略,先后设计合成了两个系列(系列Ⅰ和Ⅱ)共计51个结构新颖的多酚类HIV-1 RNase H抑制剂。生物学评价结果显示,多种化合物具有较高的HIV-1 RNaseH抑制活性,明显优于β-thujaplicinol,可作为先导化合物供进一步研究。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R914
【部分图文】：
图１．２?ＨＩＶ－１生物结构示意图［１２］??ＨＩＶ－１以人类免疫系统中的ＣＤ４＋Ｔ淋巴细胞为主要攻击对象，其特有的结??构为侵入细胞提供了必需的酶和蛋白。如图１．３，?ＨＩＶ－１的生命周期可分为识别??与吸附、融合与穿入、逆转录与整合、转录与翻译、装配、出芽与成熟等过程［１３＿１５］。??识别与吸附、融合与穿入??ＨＩＶ－１侵入宿主体内后，首先其表面的糖蛋白ｇｐｌ２０与免疫细胞表面的ＣＤ４??分子特异性结合完成吸附，然后ｇｐ４１在辅助性受体ＣＣＲ５和ＣＸＣＲ４协助下与??靶细胞膜接触，引起ＨＩＶ－１表面糖蛋白变构，外膜与细胞膜完成融合，使得ＨＩＶ－１??核心物质释放于宿主细胞内。??逆转录与整合??ＨＩＶ－１进入宿主细胞后迅速将核衣壳脱去，释放出病毒ＲＮＡ，在逆转录酶??作用下合成ＲＮＡ／ＤＮＡ杂合双链，经ＲＮａｓｅ?Ｈ作用降解掉ＲＮＡ链而得到病毒??８??
ＲＴ）、整合酶（Ｉｎｔｅｇｒａｓｅ，ＩＮ?）、蛋白酶（Ｐｒｏｔｅａｓｅ，ＰＲ）和核心壳蛋白（Ｎｕｃｌｅｏｃａｐｉｓｄ，??ＮＣ）（图?１．２）?［８－１１］。??图１．２?ＨＩＶ－１生物结构示意图［１２］??ＨＩＶ－１以人类免疫系统中的ＣＤ４＋Ｔ淋巴细胞为主要攻击对象，其特有的结??构为侵入细胞提供了必需的酶和蛋白。如图１．３，?ＨＩＶ－１的生命周期可分为识别??与吸附、融合与穿入、逆转录与整合、转录与翻译、装配、出芽与成熟等过程［１３＿１５］。??识别与吸附、融合与穿入??ＨＩＶ－１侵入宿主体内后，首先其表面的糖蛋白ｇｐｌ２０与免疫细胞表面的ＣＤ４??分子特异性结合完成吸附，然后ｇｐ４１在辅助性受体ＣＣＲ５和ＣＸＣＲ４协助下与??靶细胞膜接触，引起ＨＩＶ－１表面糖蛋白变构，外膜与细胞膜完成融合，使得ＨＩＶ－１??核心物质释放于宿主细胞内。??逆转录与整合??ＨＩＶ－１进入宿主细胞后迅速将核衣壳脱去，释放出病毒ＲＮＡ，在逆转录酶??作用下合成ＲＮＡ／ＤＮＡ杂合双链，经ＲＮａｓｅ?Ｈ作用降解掉ＲＮＡ链而得到病毒??８??
亚基的Ｃ末端，与聚合酶活性位点相隔约１８个碱基对。ＲＮａｓｅＨ结构域早已通??过Ｘ－射线及ＮＭＲ晶体学技术得到解析，包含五个＃折叠和四个《螺旋，其中??第１？４个《螺旋非对称地分列于户４的两侧，焊与其它＃折叠反向平行（图１．５）??［３２＿３４］。ＲＮａｓｅＨ结构的确证为准确认识其作用机制及相应抑制剂的设计提供了依??据。??１２??
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 吴建华;吴志瑰;裴建国;刘婧;孙艳朝;伍国芳;彭水梅;付小梅;;多酚类化合物的研究进展[J];中国现代中药;2015年06期
2 郭宗儒;;化合物效率与先导物优化[J];药学学报;2013年12期
3 农娟;农克良;郑广进;;哌嗪类化合物的研究进展[J];化工技术与开发;2012年02期
4 王雪飞;张华;;多酚类物质生理功能的研究进展[J];食品研究与开发;2012年02期
5 韩生华;温雪山;陈建新;;哌嗪类药物的现状及其研究进展[J];山西大同大学学报(自然科学版);2009年03期
6 贾淑平;曾睿;但卫华;米贞健;;植物多酚药理作用的研究及应用[J];中国药房;2009年12期
7 叶光明,孙青,姜云云,黄晓瑾,赵庆杰,胡宏岗,吴秋业;1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-(2,4-二氟苯基)-3-[(4-取代)-哌嗪-1-基]-2-丙醇的合成及其抗真菌活性[J];第二军医大学学报;2005年10期
8 戈升荣,俞一心,谢更新;丹酚酸的药理作用研究进展[J];中药材;2002年09期
9 杜冠华,张均田;丹参水溶性有效成分——丹酚酸研究进展[J];基础医学与临床;2000年05期
10 宋立江,狄莹,石碧;植物多酚研究与利用的意义及发展趋势[J];化学进展;2000年02期
相关博士学位论文 前1条
1 张建革;含有哌啶环的生物活性分子的研究[D];复旦大学;2005年
相关硕士学位论文 前3条
1 阚洪柱;哌啶衍生物（R）-3-哌啶乙酸乙酯盐酸盐的合成及功能有机分子的合成研究[D];华东师范大学;2011年
2 甘淋玲;唑类哌嗪新化合物的合成及其生物活性研究[D];西南大学;2010年
3 唐巍;含哌嗪环的磺胺类似物的设计、合成及生物活性初步研究[D];西南大学;2008年
本文编号：
2843558
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/yiyaoxuelunwen/2843558.html
