以PD-1为靶点的小分子抑制剂的设计、合成及生物活性评价

发布时间：2020-11-17 03:17

　　 肿瘤免疫治疗通过激活机体自身的的免疫系统,识别并杀伤肿瘤细胞,具有治疗多种类型肿瘤的潜力。通过阻断T细胞免疫检查点分子PD-1/PD-L1和CTLA-4进行肿瘤治疗是临床上最为成熟的免疫检查点策略。以PD-1免疫检查点为靶点的药物研发过去二十年里已经在世界范围内取得了广泛而深入的研究。目前针对PD-1免疫检查点的上市单抗药物有五种。它们分别为:巴文西亚(Avelumab),Durvalumab,派姆单抗(Pembrolizumab),纳武单抗(Nivolumab),阿特珠单抗(Atezolizumab)。在临床中,小分子抑制剂相对于抗体具有一些优势,如免疫原性副作用小,用药效果好,可靶向胞内、胞外及膜上抗原,成本低等。因此,开发更安全、更有效的靶向免疫检查点的小分子抑制剂是一种有吸引力的治疗方法。然而,中国目前尚未有针对此靶点的原研药上市。本研究课题为“以PD-1免疫检查点通路为靶点的小分子抑制剂的发现”。该课题旨在利用基于片段的药物设计(FBDD)技术设计、合成靶向PD-1检查点的新型小分子化合物。并通过对化合物的改造,优化其生物活性、提高靶向性及成药性,最终投入临床应用。本文通过对chembridge小分子片段库的虚拟筛选,对每个分子的结合能、配体效率以及结合模式进行了预测及评价,从中筛选出100个潜在活性分子。进而通过叠合分析这100个小分子在靶蛋白上的结合模式,提取出四个潜在活性母核。基于PD-1的三维结构,结合依据空间匹配及能量匹配原则,以片段生长的方法设计出50个化合物。而后基于有机合成中切断法的思路对设计出的化合物进行逆合成分析,找到可行的合成路线。目前共合成成功了39个化合物,并通过~1H-HMR手段近行了结构表征。另外,本文采用Elisa手段对化合物进行了活性评价,并筛选出具有良好抑制活性的分子。此外,本文运行分子对接及分子动力学模拟对活性分子与靶蛋白在微环境下的相互作用模式进行了研究。综上,本文通过设计、合成得到了数余具有PD-1/PD-L信号通路抑制活性的小分子化合物,为以PD-1/PD-L1信号通路为靶点的药物的发现提供依据。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R91;R96
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 肿瘤的定义及特征
    1.2 肿瘤的发生与治疗
        1.2.1 肿瘤的免疫治疗
            1.2.1.1 肿瘤免疫治疗概述
            1.2.1.2 肿瘤免疫治疗的分类
    1.3 PD-1/PD-L1免疫检查点
        1.3.1 PD-1/PD-L1免疫检查点概述
        1.3.2 PD-1/PD-L1免疫检查点与疾病发生
        1.3.3 PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂的研究进展
    1.4 本文的选题意义及目的
第二章 基于PD-1晶体结构的小分子抑制剂的设计
    2.1 基于片段的药物发现
        2.1.1 基于片段的药物发现概述
        2.1.2 基于片段的药物发现的主要过程
    2.2 小分子活性片段的发现
        2.2.1 计算机辅助药物设计概述
        2.2.2 分子对接
            2.2.2.1 分子对接概述
            2.2.2.2 分子对接软件
        2.2.3 重对接
            2.2.3.1 受体与配体准备
            2.2.3.2 配体准备
            2.2.3.3 运行分子对接
            2.2.3.4 实验结果分析
        2.2.4 虚拟筛选
            2.2.4.1 虚拟筛选概述
            2.2.4.2 PD-1/Ligand复合晶体结构分析
            2.2.4.3 虚拟筛选小分子库简介
        2.2.5 实验方法
            2.2.5.1 受体结构准备
            2.2.5.2 配体准备
            2.2.5.3 运行虚拟筛选
        2.2.6 实验结果分析
    2.3 小分子抑制剂的设计
    2.4 本章小结
第三章 小分子抑制剂的合成及表征
    3.1 实验仪器与试剂
    3.2 实验原理与方法
        3.2.1 反应原理
        3.2.2 纯化方法
            3.2.2.1 重结晶简介
            3.2.2.2 重结晶的基本过程
    3.3 实验结果
    3.4 本章小结
第四章 小分子抑制剂的活性评价
    4.1 ELISA
        4.1.1 ELISA概述
        4.1.2 ELISA的分类
    4.2 实验材料与仪器
    4.3 实验原理
    4.4 实验方法与结果
    4.5 本章小结
第五章 分子动力学
    5.1 分子动力学概述
    5.2 实验方法
        5.2.1 同源建模
        5.2.2 分子动力学模拟
    5.3 实验结果
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
附录

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本文编号：2887025