吡咯并嘧啶类Akt抑制剂的合成及抗肿瘤活性

发布时间：2017-05-17 12:13

  本文关键词：吡咯并嘧啶类Akt抑制剂的合成及抗肿瘤活性，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：恶性肿瘤以其发病率高、致死率高、治愈率低等特点对人类的健康和生存构成严重的威胁,成为人类最重要的致死因素。人们对肿瘤发生与发展机制的深入研究使得靶向治疗肿瘤成为可能。当前,作用于细胞信号转导通路的药物越来越引起研究者的关注。磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinosi-tol 3-kinase, PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B, PKB/Akt)信号通路在细胞生长与存活中起着关键作用。PI3K/Akt通路的过度激活在急、慢性白血病、淋巴瘤、骨髓瘤以及卵巢癌、胰腺癌、子宫内膜癌、肝癌、前列腺癌、结肠直肠癌、滤泡状甲状腺癌和肺癌等多种肿瘤中常见,阻断该通路的持续活化为靶向治疗癌症提供了新策略。Akt是PI3K/Akt信号通路的关键激酶,随着对PI3K/Akt信号通路以及Akt研究的不断深入,Akt抑制剂的研究已成为抗肿瘤药物的热点。文献中已报道众多针对该靶点的抑制剂,根据抑制剂与激酶的结合部位及作用机制的不同可分为ATP竞争性抑制剂、变构抑制剂、磷脂酰肌醇类似物抑制剂及假底物抑制剂,目前,ATP竞争性抑制剂和变构抑制的研究较为广泛。GDC0068、AZD5363、GSK2110183和GSK2141795等多种ATP竞争性抑制剂正处于临床Ⅰ期或Ⅱ期研究；变构抑制剂MK2206也正进行Ⅱ期临床实验。本文中,我们通过对GSK690693、AZD5363、GDC0068与Akt蛋白结合位点作用模式分析,通过片段拼接的方式设计了一系列吡咯并嘧啶类化合物(E系列),并测定了Akt1激酶抑制活性和PC-3细胞、LNCaP细胞生长抑制活性；为进一步提高E系列化合物活性,在其羰基α位引入GSK690693分子结构中的哌啶环片段,又设计了K系列,并进一步测定了Akt1激酶抑制活性和PC-3细胞生长抑制活性。我们以4-氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶为起始原料,经氯化、溴化、甲基化反应得到相应的5-取代-4-氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶,其经亲核取代反应,脱Boc保护反应得到5-取代-4-(哌嗪-1-基)-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶盐酸盐(中间体C),其与取代苯乙酸经酸胺缩合反应得E系列目标化合物。K系列目标化合物以取代苯乙腈为原料,经成哌啶环反应、腈水解反应、与中间体C的酸胺缩合反应,脱Boc保护反应所得。本实验中我们共合成38个化合物,其中E系列化合物23个,K系列化合物15个,并通过核磁氢谱、碳谱或质谱确证结构。经文献查阅和Scifinder结构查询,所合成化合物为新化合物。活性结果表明,E系列目标化合物均具有一定的Akt1激酶抑制活性和PC-3细胞、LNCaP细胞生长抑制活性,其中化合物E-19对Akt1激酶的IC50为18 nM,对PC-3细胞的半数生长抑制浓度为21 uM。K系列目标化合物相比E系列目标化合物,对Akt1激酶的抑制活性和对PC-3细胞的生长抑制活性均有较大程度的提高,其中化合物K-9、K-13对Akt1的抑制率(40nM)分别为91%、94%,对PC-3细胞的半数生长抑制浓度分别为6 uM、26 uM,活性要好于阳性药GSK690693。利用Sybyl进行对接研究分析,K系列化合物中的哌啶环结构能够进入Akt激酶Acid hole部位与Glu234氨基酸形成氢键作用,而E系列化合物没有与Acid hole部位形成氢键作用,这可能是K系列化合物活性要优于E系列化合物的原因。在以后的工作中,我们将对活性较好的化合物进行激酶选择性检测,并进一步结构优化,为筛选抗肿瘤药物奠定基础。
【关键词】：Akt抑制剂 合成 抗肿瘤
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R914;R96
【目录】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 符号说明12-14
• 第一章 前言14-27
• 1.1 概述14
• 1.2 Akt简介14-15
• 1.3 Akt与肿瘤15-16
• 1.4 Akt抑制剂16-26
• 1.4.1 ATP竞争性抑制剂16-23
• 1.4.2 变构抑制剂23-24
• 1.4.3 磷脂酰肌醇类似物抑制剂24-25
• 1.4.4 假底物抑制剂25-26
• 1.5 结语26-27
• 第二章 目标化合物的设计与合成27-38
• 2.1 Akt的结构27-29
• 2.2 化合物设计29-35
• 2.2.1 E系列化合物的设计30-33
• 2.2.2 K系列化合物的设计33-35
• 2.3 目标化合物的合成路线35-38
• 2.3.1 中间体C的合成路线35-36
• 2.3.2 E系列目标化合物的合成路线36
• 2.3.3 K系列目标化合物的合成路线36-38
• 第三章 目标化合物的化学合成38-54
• 3.1 实验仪器与试剂38-39
• 3.1.1 试剂及其规格和生产厂家38-39
• 3.1.2 试剂的预处理39
• 3.2 合成实验操作步骤39-53
• 3.2.1 中间体C的合成39-41
• 3.2.2 目标化合物E的合成41-47
• 3.2.3 目标化合物K的合成47-53
• 3.3 合成实验讨论53-54
• 第四章 目标化合物的生物活性评价54-64
• 4.1 体外抑酶实验54-55
• 4.1.1 实验材料和仪器54
• 4.1.2 实验方法54-55
• 4.2 细胞生长抑制活性实验55-56
• 4.2.1 实验材料和仪器55
• 4.2.2 实验方法55-56
• 4.3 活性测试结果和讨论56-63
• 4.3.1 E系列目标化合物活性结果和讨论56-61
• 4.3.2 K系列目标化合物活性结果和讨论61-63
• 4.4 总结63-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 总结64
• 5.2 展望64-66
• 参考文献66-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士期间发表的学术论文74-75
• 附录Ⅰ 化合物的结构与中英文名称对照75-88
• 附录Ⅱ 目标化合物的~1H-NMR、~(13)C-NMR和MS图谱88-126
• 附件126

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