新型Skp2抑制剂的设计、合成与抗肿瘤活性研究

发布时间：2020-11-04 15:01

　　 小分子化学药物治疗是治疗恶性肿瘤的重要手段之一,寻找和开发新型的小分子抗肿瘤药物是治疗恶性肿瘤的重要举措。S期激酶相关蛋白(S-phase kinase-associated protein 2,Skp2)是近来报导的新基因,在多种恶性肿瘤中高表达,具有原癌基因功能,它能通过调控Cul1-Rbx1-Skp1-F-box ~(Skp2)复合物的活性抑制p27基因和促进癌细胞糖酵解来促进癌细胞的增殖。最新报道表明,Skp2抑制剂通过激活p27和抑制细胞糖酵解抑制癌症干细胞功能,并能控制癌症的进程。综上所述,Skp2在癌症治疗领域是一个极有希望的靶点,对Skp2抑制剂的研究和进一步对其作用机制的研究具有重大意义。本研究旨在通过设计并合成靶向Skp2-Skp1蛋白相互作用的抑制剂,为进一步研究以Skp2为靶标的新型抗肿瘤新药的研发奠定基础。首先,使用Discovery Studio 3.1平台对Skp2-Skp1的结合口袋进行其药效团分析,同时对已报道的Skp2抑制剂SZL-P1-41的晶体结构进行其特征性分析,根据分析得到的药效团和特征性结构分别对含有30万化合物的zinc数据库进行筛选,对筛选出的化合物进行分子对接,选取评分靠前的300个化合物进行ADMET预评估和MM/GBSA再评分,手动观察对接打分排序前30的化合物,选取具有正确作用模式且具有新颖母核结构的化合物。根据结构的新颖性和合成的便宜性选择核心骨架为亚甲基甲酰肼的化合物进行进一步研究。保持亚甲基甲酰肼母核不变,根据蛋白结合位点及Skp2抑制剂SZL-P1-41所构建的药效团特征,设计数十个不同的支链,然后将支链和母核虚拟组合形成新化合物库,再次与Skp2进行分子对接,进行ADMET性质预评估及MM/GBSA结合能再评估,最终筛选出约60个化合物拟进行化学合成。通过对目标化合物的合成路线设计优化,最终选择合成取代芳香酰肼、席夫碱反应等一系列反应进行合成、对其结构进行HRMS和~1H-NMR表征最终得到49个化合物,并合成SZL-P1-41做体外活性筛选的阳性对照。随后选择7个肿瘤细胞株对合成的49个化合物及SZL-P1-41进行了体外肿瘤活性筛选,得到十多个活性达到纳摩尔级的化合物。其中,化合物15k在HGC27细胞中抑制活性达到50nM,而且对其它肿瘤细胞均有很好的抑制效果。预示着化合物15k极有可能是一个具有广谱抗肿瘤活性的优良先导化合物。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R914;R96
【部分图文】：

即可通过蛋白-蛋白酶体途径强大的泛素化功能影响许多蛋白，这反过来强烈影响疾病的进程，从而为药物治疗提供高选择性靶标。1.2 泛素-蛋白酶体系泛素-蛋白酶体系（ubiquitin-proteasome system, UPS）由超过 1000 个蛋白质组成，作为细胞内蛋白质降解的主要途径（见图 1-1），在细胞周期调控、细胞内信号传导、基因转录、代谢调控、免疫监视等基本细胞生命过程中起关键作用，涉及许多重要的生理过程和许多疾病的发病机制[19-21]。泛素介导的蛋白酶体降解是通过蛋白质结构上的选择性翻转来调控众多生物过程的，是一个不可逆转的机制。这种蛋白质降解途经如细胞周期这样的单向过程而被广泛的使用。UPS 参与细胞周期依赖性蛋白激酶（CDKs）、p27、NF-κB 等许多肿瘤相关因子的调控[22]。另外，大量实验研究显示，活跃增殖的恶性肿瘤细胞比正常细胞对蛋白酶体抑制剂更加敏感[23]。蛋白酶体抑制剂硼替佐米成功运用于临床治疗多发性骨髓瘤证实了 UPS作为靶向的有效性。硼替佐米的成功推动了其它用于癌症治疗的蛋白酶体抑制剂的发现和开发[24]。

第一章 绪论过程称之为泛素化。蛋白质泛素化的进行需要依靠一系列的酶促反酶级联的、消耗 ATP 的反应。在人体内有 2 个 E1 泛素激活酶，多种 E3 酶，它们一起控制成千上万蛋白质的降解。在这些酶促反应连续激活连接至底物，E1 酶激活 Ub，再通过 E2 酶转移到 E3s 酶质，并释放泛素，从而完成泛素循环（见图 1-2[25]）[24]。在泛素E3s 负责识别底物并将 Ub 或多聚泛素链从 E2 转移到底物蛋白的者 N 末端的残基上。E3s 对底物的选择性决定了泛素化调控的特异物识别的高特异性、降解过程的迅速性和不可逆性是泛素-蛋白酶征。E3s 依据结构域可分为三大类：HECT（ homologoutedprotein carboxyl terminus）、环指状（Ring finger）和 U-box，在 E3s 的总数达到一千以上，而且新的 E3s 亚家族成员仍不断被发些种类繁多的的 E3s 高度特异性的识别底物蛋白质，才呈现出蛋异性[27-28]。泛素连接酶-底物对的多样性为研究在降解途径和蛋白特异性的的药物提供了研究和发展的潜力[25]。

图 1-3 SCF 泛素连接酶的结构及潜在治疗干预点[25]-box 蛋白可以特异性的识别它们的底物中独特的短的降解序列，使蛋白酶体，进行泛素化降解，从而从而完成泛素化降解循环[32]。尽管量的 F-box 蛋白，只有少数蛋白质，如 Skp2、 β-TRCP 与 FBXW7研究过。Skp2 在泛素化过程中负责对底物蛋白的识别而决定 SCF Sk的特异性。kp2 蛋白作为 SCF 泛素连接酶的 F-box 蛋白，通过特异性识别底物而素介导的细胞周期调控蛋白降解从而调节细胞周期调控，尤其是细 p27Kip1。Skp2 在调节 p27Kip1表达以及其他细胞周期调节蛋白中的为在肿瘤发生中起积极作用[30]。Skp2 通过调控多种靶蛋白的泛素化周期从而影响肿瘤的发生、发展和预后[33]。Skp2 蛋白kp2 蛋白首次由 Zhang[34]等克隆并命名，随后 Skp2 基因由 Demet[35]等
【参考文献】

相关期刊论文 前5条

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相关博士学位论文 前1条

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本文编号：2870246