基于亲电修饰策略设计荜茇酰胺和姜黄素导向的谷胱甘肽-S-转移酶抑制剂和抗癌试剂
发布时间：2023-12-09 09:39
癌细胞与正常细胞相比,呈现出许多不同的生化特征,例如过度表达的谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)和升高的活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。一方面,癌细胞可利用高表达的GSTs实现其耐药性,因此,发展GSTs抑制剂作为敏化剂是一种克服癌细胞多药耐药性的有效策略。另一方面,癌细胞利用提高水平的ROS来维持其恶性表型,同时也更加依赖于一种还原适应的机制控制ROS水平的进一步提高,避免达到“ROS死亡阈值”。也正因为如此,癌细胞更加容易受损于进一步ROS的生成。癌细胞既依赖又受损于ROS生成的矛盾角色被称之为“成也萧何,败也萧何”(live by the sword,die by the sword)(Cancer cells,2006,10,175)。癌细胞的这一特征衍生出一种与传统的抗氧化治疗完全相反的促氧化抗癌策略:通过促进胞内ROS的生成,实现选择性杀死癌细胞。亲电性和亲核性的概念是有机化学的基础理论之一。一个亲核体的亲核中心进攻另一个亲电体的亲电中心构筑了一个新共价键。然而,在自然界中,亲电体和亲...
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
缩略语表
第一章 研究背景
1.1 癌症-世界性难题
1.2 癌症及其耐药性
1.2.1 GSTs的分类
1.2.2 GSTs的结构
1.2.3 GSTs的功能
1.2.4 GSTs抑制剂研究进展
1.3 癌症与氧化应激
1.3.1 ROS—生命过程中的“两面性”物质
1.3.2 ROS与氧化应激
1.3.3 ROS的产生
1.3.4 促氧化策略
1.4 癌症与自噬
1.4.1 自噬的机制
1.4.2 自噬与癌治疗
1.4.3 自噬激活剂/抑制剂研究进展
1.5 课题设计依据及其意义
参考文献
第二章 基于亲电修饰的策略设计荜茇酰胺导向的谷胱甘肽-S-转移酶抑制剂
2.1 引言
2.2 结果与讨论
2.2.1 荜茇酰胺及其类似物的合成
2.2.2 荜茇酰胺及其类似物对马肝GST的抑制活性及构效关系
2.2.3 测定荜茇酰胺及其类似物对马肝GST抑制的IC50值
2.2.4 荜茇酰胺及其类似物的亲电性贡献于它们的GST抑制的活性
2.2.5 化合物的几何构象影响了它们的GST抑制活性和亲电性
2.2.6 PL-13 通过抑制马肝GST的G-位点导致其失活
2.2.7 PL-13 以Michael受体单元依赖的方式实现对顺铂耐药的肺癌A549细胞的敏化
2.2.8 PL-13 凭借其Michael受体单元抑制A549细胞内的GSTs来克服细胞对顺铂的耐药
2.3 小结
2.4 材料与方法
2.4.1 仪器与试剂
2.4.2 荜茇酰胺及其类似物对马肝GST抑制活性筛选
2.4.3 测定荜茇酰胺及其类似物与半胱胺反应的速率常数k2值
2.4.4 PL-13 对马肝GST抑制机理及抑制常数(Ki)的测定
2.4.5 GSTs荧光探针DNs-CV的合成
2.4.6 化合物细胞毒活性评价
2.4.7 可视化细胞内GSTs活性
2.4.8 数据统计分析
参考文献
第三章 基于亲电性的促氧化策略设计荜茇酰胺导向的细胞自噬性死亡激活剂
3.1 引言
3.2 结果与讨论
3.2.1 细胞毒性及其构效关系
3.2.2 化合物的亲电性在一定程度上影响了它们的细胞毒性
3.2.3 PL-13 以Michael受体单元依赖的方式诱导U2OS自噬性细胞死亡
3.2.4 PL-13 以Michael受体单元依赖的方式激活MAPKs通路从而激活U2OS细胞自噬
3.2.5 PL-13 以Michael受体单元依赖的方式诱导H2O2的富集
3.2.6 PL-13 激活U2OS细胞中MAPKs通路是通过H2O2的富集来实现的
3.2.7 PL-13 诱导的H2O2的富集导致U2OS细胞自噬性死亡
3.3 小结
3.4 材料与方法
3.4.1 材料与试剂
3.4.2 化合物合成
3.4.3 细胞培养
3.4.4 化合物的细胞毒活性评价
3.4.5 测定胞内ROS的含量
3.4.6 蛋白印迹法测定胞内蛋白的表达水平
3.4.7 数据统计分析
参考文献
第四章 姜黄素导向的谷胱甘肽-S-转移酶抑制剂的设计和构效关系研究
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 化合物合成
4.2.2 姜黄素及其类似物作为GST抑制剂的构效关系
4.2.3 GST抑制活性的影响因素：亲电性和几何构型
4.2.4 NC-3 对顺铂耐药的A549细胞的敏化
4.2.5 NC-3 与顺铂以协同作用的方式诱导A549细胞凋亡
4.2.6 NC-3凭借其Michael受体单元抑制顺铂耐药的A549细胞内的GSTs来实现敏化效果
4.2.7 NC-3 能够通过抑制A549细胞内的GSTM1来活化ASK1-JNK/p38信号通路从而增强顺铂诱导的细胞凋亡
4.3 小结
4.4 材料与方法
4.4.1 仪器与试剂
4.4.2 CP和CH系列姜黄素类似物的合成及其谱图数据
4.4.3 姜黄素及其类似物对马肝GST抑制活性的测定
4.4.4 姜黄素及其类似物亲电性的评价(k2值的测定)
4.4.5 姜黄素及其类似物和顺铂在A549细胞内的协同作用
4.4.6 可视化细胞内GSTs活性
4.4.7 Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡
4.4.8 蛋白印迹法测定胞内蛋白的表达水平
4.4.9 数据统计分析
参考文献
第五章 基于亲电性的促氧化策略设计姜黄素导向的细胞凋亡诱导剂和自噬性死亡激活剂
5.1 引言
5.2 结果和讨论
5.2.1 单羰基姜黄素类似物的合成
5.2.2 单羰基姜黄素类似物对NCI-H460细胞的毒性和构效关系
5.2.3 稳定性和亲电性的提高贡献于CNH-3 的细胞毒性
5.2.4 CNH-3 以Michael受体单元依赖的方式诱导NCI-H460细胞凋亡
5.2.5 CNH-3 以Michael受体依赖的方式诱导NCI-H460细胞自噬性死亡
5.2.6 CNH-3 凭借其Michael受体单元诱导NCI-H460细胞内ROS的富集从而导致细胞死亡
5.2.7 CNH-3 以ROS依赖的方式诱导线粒体介导的NCI-H460细胞凋亡
5.2.8 CNH-3 以ROS依赖的方式诱导p38的磷酸化从而导致NCI-H460细胞自噬
5.2.9 CNH-3 诱导的细胞自噬并没有作用于它所诱导的细胞凋亡
5.3 小结
5.4 材料与方法
5.4.1 材料与试剂
5.4.2 单羰基姜黄素类似物的合成及其谱图数据
5.4.3 细胞培养
5.4.4 化合物的细胞毒活性评价
5.4.5 化合物稳定性评价
5.4.6 化合物亲电性评价
5.4.7 Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡
5.4.8 测定胞内ROS的含量
5.4.9 蛋白印迹法测定胞内蛋白的表达水平
5.4.10 数据统计分析
参考文献
第六章 通过促氧化策略设计姜黄素导向的细胞周期阻滞试剂
6.1 引言
6.2 实验结果
6.2.1 单羰基姜黄素类似物的合成
6.2.2 单羰基姜黄素类似物对NCI-H460细胞毒性的评价
6.2.3 CP-5 稳定性的提高贡献于它的细胞毒性
6.2.4 CP-5 以Michael受体单元依赖的方式诱导NCI-H460细胞内ROS的富集
6.2.5 CP-5 凭借其Michael受体单元促进胞内ROS的富集，从而诱导NCI-H460细胞G2/M周期阻滞
6.2.6 CP-5 在NCI-H460细胞中对有关G2/M期蛋白的调控
6.3 讨论
6.4 小结
6.5 材料与方法
6.5.1 材料与试剂
6.5.2 细胞培养
6.5.3 化合物的细胞毒活性评价
6.5.4 化合物稳定性测定
6.5.5 化合物诱导的细胞周期阻滞的测定
6.5.6 Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡
6.5.7 测定胞内ROS的含量
6.5.8 蛋白印迹法测定胞内蛋白的表达水平
6.5.9 数据统计分析
参考文献
第七章 全文总结
代表性化合物谱图
化合物表征一览表
在学期间的研究成果
致谢
本文编号：3871310
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
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中文摘要
Abstract
缩略语表
第一章 研究背景
1.1 癌症-世界性难题
1.2 癌症及其耐药性
1.2.1 GSTs的分类
1.2.2 GSTs的结构
1.2.3 GSTs的功能
1.2.4 GSTs抑制剂研究进展
1.3 癌症与氧化应激
1.3.1 ROS—生命过程中的“两面性”物质
1.3.2 ROS与氧化应激
1.3.3 ROS的产生
1.3.4 促氧化策略
1.4 癌症与自噬
1.4.1 自噬的机制
1.4.2 自噬与癌治疗
1.4.3 自噬激活剂/抑制剂研究进展
1.5 课题设计依据及其意义
参考文献
第二章 基于亲电修饰的策略设计荜茇酰胺导向的谷胱甘肽-S-转移酶抑制剂
2.1 引言
2.2 结果与讨论
2.2.1 荜茇酰胺及其类似物的合成
2.2.2 荜茇酰胺及其类似物对马肝GST的抑制活性及构效关系
2.2.3 测定荜茇酰胺及其类似物对马肝GST抑制的IC50值
2.2.4 荜茇酰胺及其类似物的亲电性贡献于它们的GST抑制的活性
2.2.5 化合物的几何构象影响了它们的GST抑制活性和亲电性
2.2.6 PL-13 通过抑制马肝GST的G-位点导致其失活
2.2.7 PL-13 以Michael受体单元依赖的方式实现对顺铂耐药的肺癌A549细胞的敏化
2.2.8 PL-13 凭借其Michael受体单元抑制A549细胞内的GSTs来克服细胞对顺铂的耐药
2.3 小结
2.4 材料与方法
2.4.1 仪器与试剂
2.4.2 荜茇酰胺及其类似物对马肝GST抑制活性筛选
2.4.3 测定荜茇酰胺及其类似物与半胱胺反应的速率常数k2值
2.4.4 PL-13 对马肝GST抑制机理及抑制常数(Ki)的测定
2.4.5 GSTs荧光探针DNs-CV的合成
2.4.6 化合物细胞毒活性评价
2.4.7 可视化细胞内GSTs活性
2.4.8 数据统计分析
参考文献
第三章 基于亲电性的促氧化策略设计荜茇酰胺导向的细胞自噬性死亡激活剂
3.1 引言
3.2 结果与讨论
3.2.1 细胞毒性及其构效关系
3.2.2 化合物的亲电性在一定程度上影响了它们的细胞毒性
3.2.3 PL-13 以Michael受体单元依赖的方式诱导U2OS自噬性细胞死亡
3.2.4 PL-13 以Michael受体单元依赖的方式激活MAPKs通路从而激活U2OS细胞自噬
3.2.5 PL-13 以Michael受体单元依赖的方式诱导H2O2的富集
3.2.6 PL-13 激活U2OS细胞中MAPKs通路是通过H2O2的富集来实现的
3.2.7 PL-13 诱导的H2O2的富集导致U2OS细胞自噬性死亡
3.3 小结
3.4 材料与方法
3.4.1 材料与试剂
3.4.2 化合物合成
3.4.3 细胞培养
3.4.4 化合物的细胞毒活性评价
3.4.5 测定胞内ROS的含量
3.4.6 蛋白印迹法测定胞内蛋白的表达水平
3.4.7 数据统计分析
参考文献
第四章 姜黄素导向的谷胱甘肽-S-转移酶抑制剂的设计和构效关系研究
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 化合物合成
4.2.2 姜黄素及其类似物作为GST抑制剂的构效关系
4.2.3 GST抑制活性的影响因素：亲电性和几何构型
4.2.4 NC-3 对顺铂耐药的A549细胞的敏化
4.2.5 NC-3 与顺铂以协同作用的方式诱导A549细胞凋亡
4.2.6 NC-3凭借其Michael受体单元抑制顺铂耐药的A549细胞内的GSTs来实现敏化效果
4.2.7 NC-3 能够通过抑制A549细胞内的GSTM1来活化ASK1-JNK/p38信号通路从而增强顺铂诱导的细胞凋亡
4.3 小结
4.4 材料与方法
4.4.1 仪器与试剂
4.4.2 CP和CH系列姜黄素类似物的合成及其谱图数据
4.4.3 姜黄素及其类似物对马肝GST抑制活性的测定
4.4.4 姜黄素及其类似物亲电性的评价(k2值的测定)
4.4.5 姜黄素及其类似物和顺铂在A549细胞内的协同作用
4.4.6 可视化细胞内GSTs活性
4.4.7 Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡
4.4.8 蛋白印迹法测定胞内蛋白的表达水平
4.4.9 数据统计分析
参考文献
第五章 基于亲电性的促氧化策略设计姜黄素导向的细胞凋亡诱导剂和自噬性死亡激活剂
5.1 引言
5.2 结果和讨论
5.2.1 单羰基姜黄素类似物的合成
5.2.2 单羰基姜黄素类似物对NCI-H460细胞的毒性和构效关系
5.2.3 稳定性和亲电性的提高贡献于CNH-3 的细胞毒性
5.2.4 CNH-3 以Michael受体单元依赖的方式诱导NCI-H460细胞凋亡
5.2.5 CNH-3 以Michael受体依赖的方式诱导NCI-H460细胞自噬性死亡
5.2.6 CNH-3 凭借其Michael受体单元诱导NCI-H460细胞内ROS的富集从而导致细胞死亡
5.2.7 CNH-3 以ROS依赖的方式诱导线粒体介导的NCI-H460细胞凋亡
5.2.8 CNH-3 以ROS依赖的方式诱导p38的磷酸化从而导致NCI-H460细胞自噬
5.2.9 CNH-3 诱导的细胞自噬并没有作用于它所诱导的细胞凋亡
5.3 小结
5.4 材料与方法
5.4.1 材料与试剂
5.4.2 单羰基姜黄素类似物的合成及其谱图数据
5.4.3 细胞培养
5.4.4 化合物的细胞毒活性评价
5.4.5 化合物稳定性评价
5.4.6 化合物亲电性评价
5.4.7 Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡
5.4.8 测定胞内ROS的含量
5.4.9 蛋白印迹法测定胞内蛋白的表达水平
5.4.10 数据统计分析
参考文献
第六章 通过促氧化策略设计姜黄素导向的细胞周期阻滞试剂
6.1 引言
6.2 实验结果
6.2.1 单羰基姜黄素类似物的合成
6.2.2 单羰基姜黄素类似物对NCI-H460细胞毒性的评价
6.2.3 CP-5 稳定性的提高贡献于它的细胞毒性
6.2.4 CP-5 以Michael受体单元依赖的方式诱导NCI-H460细胞内ROS的富集
6.2.5 CP-5 凭借其Michael受体单元促进胞内ROS的富集，从而诱导NCI-H460细胞G2/M周期阻滞
6.2.6 CP-5 在NCI-H460细胞中对有关G2/M期蛋白的调控
6.3 讨论
6.4 小结
6.5 材料与方法
6.5.1 材料与试剂
6.5.2 细胞培养
6.5.3 化合物的细胞毒活性评价
6.5.4 化合物稳定性测定
6.5.5 化合物诱导的细胞周期阻滞的测定
6.5.6 Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡
6.5.7 测定胞内ROS的含量
6.5.8 蛋白印迹法测定胞内蛋白的表达水平
6.5.9 数据统计分析
参考文献
第七章 全文总结
代表性化合物谱图
化合物表征一览表
在学期间的研究成果
致谢
本文编号：3871310
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