本文選題：O6-烷基鳥嘌呤-DNA-烷基轉(zhuǎn)移酶 + AGT抑制劑　； 參考：《北京工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：氯乙基亞硝基脲(CENUs)是一類重要的雙官能團(tuán)抗腫瘤烷化劑,廣泛用于腦瘤、骨髓瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、惡性黑色素瘤等惡性腫瘤的治療。目前臨床上常用的CENUs主要包括尼莫司汀(Nimustine,ACNU),卡莫司汀(Carmustine,BCNU),洛莫司汀(Lomustine,CCNU),司莫司汀(Semustine,MeCCNU)等。CENUS可以導(dǎo)致DNA形成dG-dC股間交聯(lián),從而發(fā)揮其抗癌作用。但是,腫瘤細(xì)胞內(nèi)的O6-烷基鳥嘌呤-DNA-烷基轉(zhuǎn)移酶(O6-alkylguanine-DNA alkyltransferase,AGT)可以對(duì)CENUs導(dǎo)致的DNA損傷進(jìn)行修復(fù),使得腫瘤細(xì)胞對(duì)CENUs產(chǎn)生耐藥性。O6-芐基鳥嘌呤(O6-benzylguanine,O6-BG)是一種有效的AGT抑制劑,它可以將O6位上的芐基轉(zhuǎn)移到AGT的活性中心Cys145上,導(dǎo)致AGT失去活性,從而提高腫瘤細(xì)胞對(duì)CENUs的敏感性。然而,O6-BG由于缺少靶向性,在作用于腫瘤細(xì)胞的同時(shí)也會(huì)抑制正常細(xì)胞中AGT活性,從而增加正常細(xì)胞對(duì)CENUs的敏感性。本研究通過(guò)分子模擬的方法對(duì)AGT抑制劑的作用機(jī)理進(jìn)行研究,合成了三種新型低氧激活A(yù)GT抑制劑,并通過(guò)細(xì)胞活性實(shí)驗(yàn)對(duì)三種AGT的活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。使用分子對(duì)接、分子動(dòng)力學(xué)模擬以及量子化學(xué)計(jì)算的方法對(duì)O6-甲基鳥嘌呤(O6-MeG)、O6-芐基鳥嘌呤(O6-BG)和O6-溴噻吩基鳥嘌呤(4-BTG)對(duì)AGT的抑制作用機(jī)理進(jìn)行了研究。構(gòu)建了AGT-O6-MeG、AGT-O6-BG和AGT-4-BTG三種底物與AGT蛋白(1T38)形成的復(fù)合物分子結(jié)構(gòu);然后,截取復(fù)合物活性中心的關(guān)鍵氨基酸殘基和底物分子作為計(jì)算模型,使用分層計(jì)算法(ONIOM)在M062X/6-31+G(d,p):AM1水平上對(duì)AGT活性中心第145位半胱氨酸(Cys145)轉(zhuǎn)移O6-MeG、O6-BG和4-BTG上O6-烷基的作用機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,4-BTG中溴噻吩基轉(zhuǎn)移的能壘顯著低于O6-MeG中甲基和O6-BG中芐基轉(zhuǎn)移的能壘,這與4-BTG比O6-MeG和O6-BG具有更高的AGT抑制活性相吻合。由于實(shí)體腫瘤生長(zhǎng)迅速,使得腫瘤組織氧供減少,處于缺氧狀態(tài)。利用腫瘤組織中存在低氧微環(huán)境的特點(diǎn)合成了三種低氧激活的O6-BG類似物(Hypoxia activated O6-BG derivatives,HA-BG)——N2-((((4-硝基芐基)氧)羰基)氨基)-N9-氯乙基-O6-芐基鳥嘌呤(HA-BG-1)、N2-((((4-硝基芐基)氧)羰基)氨基)-N9-溴乙基-O6-芐基鳥嘌呤(HA-BG-2)和N2-((((4-硝基芐基)氧)羰基)氨基)-N9-(2-胺基)乙基)-O6-芐基鳥嘌呤(HA-BG-3)。這三種化合物能夠在低氧環(huán)境下發(fā)生分解,分別釋放出N9-氯乙基-O6-芐基鳥嘌呤(HA-BG-1A)、N9-溴乙基-O6-芐基鳥嘌呤(HA-BG-2A)和N9-(2-胺基)乙基-O6-芐基鳥嘌呤(HA-BG-3A)。對(duì)三種AGT抑制劑的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了1H NMR、IR、UV和ESI-MS鑒定。對(duì)HA-BG-1、HA-BG-2和HA-BG-3的AGT抑制效果和低氧激活作用進(jìn)行研究。將3種HA-BG與ACNU聯(lián)合處理神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞SF763,分別設(shè)置有氧條件和無(wú)氧條件下的ACNU組、ACNU與O6-BG聯(lián)合用藥組以及ACNU與3種HA-BG的聯(lián)合用藥組。使用CCK-8法測(cè)定各實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞存活率。結(jié)果表明,3種HA-BG與ACNU聯(lián)合用藥組在低氧條件下的細(xì)胞存活率顯著低于有氧條件下的實(shí)驗(yàn)組(p0.01),且HA-BG-2的AGT抑制活性最強(qiáng)。由此可見,HA-BG-1、HA-BG-2和HA-BG-3能夠選擇性地在低氧條件下被激活,釋放出O6-BG類似物,從而靶向性地發(fā)揮對(duì)腫瘤細(xì)胞的AGT抑制作用。分別將HA-BG-1、HA-BG-2和HA-BG-3以及它們被低氧激活后生成的HA-BG-1A、HA-BG-2A和HA-BG-3A對(duì)接到AGT的活性中心。結(jié)果表明,HA-BG-1、HA-BG-2和HA-BG-3并不能進(jìn)入AGT的活性中心,HA-BG-1A、HA-BG-2A和HA-BG-3A可以進(jìn)入AGT的活性中心,分子對(duì)接的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與細(xì)胞活性試驗(yàn)結(jié)果一致。本課題闡明了O6-烷基鳥嘌呤對(duì)AGT的抑制劑作用機(jī)理,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)合成了三種具有硝基芐氧羰基的低氧激活A(yù)GT抑制劑,并對(duì)其低氧反應(yīng)活性和腫瘤細(xì)胞抑制效果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,本研究所合成的3種N2-((((4-硝基芐基)氧)羰基)氨基)-O6-芐基鳥嘌呤能夠特異性地抑制處于低氧環(huán)境中腫瘤細(xì)胞的AGT活性,因此可能成為一種新型靶向性AGT抑制劑應(yīng)用于與亞硝基脲類烷化劑的聯(lián)合用藥。本研究為進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成同時(shí)具有抗耐藥性和腫瘤組織靶向性的高效低毒烷化劑類抗癌藥物提供了新的突破口。
[Abstract]:Chloroethyl nitroso (CENUs) is an important class of antitumor alkylating agents, which are widely used in the treatment of malignant tumors such as brain tumors, myeloma, glioma, and malignant melanoma. Currently, the commonly used clinical CENUs includes Nimmo Stine (Nimustine, ACNU), Carmustine, BCNU, and the division of Lomustine (CCNU). .CENUS, such as Semustine (MeCCNU), can cause DNA to form a dG-dC interstrand cross-linking and thus play its anticancer effect. However, the O6- alkyl guanine -DNA- alkyl transferase (O6-alkylguanine-DNA alkyltransferase, AGT) in the tumor cells can repair DNA damage caused by CENUs, making the tumor cells resistant to drug resistance. O6-benzylguanine (O6-BG) is an effective AGT inhibitor, which can transfer benzyl on O6 site to AGT's active center Cys145, causing AGT to lose activity and thus increase the sensitivity of cancer cells to CENUs. However, O6-BG, due to lack of targeting, also inhibits AG in normal cells while acting on tumor cells. T activity increases the sensitivity of normal cells to CENUs. In this study, the mechanism of the action of AGT inhibitors was studied by molecular simulation. Three new types of hypoxia activated AGT inhibitors were synthesized, and the activity of three kinds of AGT was evaluated by cell activity experiments. The use of sub docking, molecular dynamics simulation and quantum chemistry were used. The mechanism of the inhibitory action of O6- methyl guanine (O6-MeG), O6- benzyl guanine (O6-BG) and O6- bromide guanine (4-BTG) on AGT was studied. The molecular structure of the complex of AGT-O6-MeG, AGT-O6-BG and AGT-4-BTG three substrates with AGT protein (1T38) was constructed, and the key amino groups of the active center of the compound were intercepted. Acid residues and substrate molecules are used as calculation models to study the mechanism of the transfer of O6-MeG on AGT active center 145th - cysteine (Cys145) and the mechanism of O6- alkyl on O6-BG and 4-BTG on the level of M062X/6-31+G (D, P): AM1 at the level of AM1. The results show that the energy barrier of the transfer of bromothiophene in 4-BTG is significantly lower than that of the intermediate methyl and the AM1. The energy barrier of benzyl transfer in 6-BG is consistent with the higher AGT inhibitory activity of 4-BTG than O6-MeG and O6-BG. Due to the rapid growth of the solid tumor, the oxygen supply of the tumor tissue is reduced and the hypoxia state is in the condition of hypoxia. Three kinds of low oxygen activated O6-BG analogues (Hypoxia activated O6-BG d) are synthesized by the characteristics of the hypoxia microenvironment in the tumor tissues. Erivatives, HA-BG) - N2- ((((((((((((4- nitro benzyl) oxygen) amino) -N9- chloro ethyl -O6- benzyl guanine (HA-BG-1), N2- (((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((of))) The decomposition of N9- chloro ethyl -O6- benzyl guanine (HA-BG-1A), N9- bromide ethyl -O6- benzyl guanine (HA-BG-2A) and N9- (2- amine) ethyl -O6- benzyl guanine (HA-BG-3A) were released in the low oxygen environment. 3 kinds of HA-BG and ACNU were combined to deal with SF763 of glioma cells, the oxygen condition and the ACNU group under oxygen free conditions, the combination of ACNU and O6-BG and the combination of the ACNU and the 3 kinds of HA-BG were set up respectively. The survival rate of each group was measured by CCK-8 method. The results showed that 3 HA-BG and A were used. The survival rate of the CNU group under the hypoxia condition was significantly lower than that under the aerobic condition (P0.01), and the AGT inhibitory activity of HA-BG-2 was the strongest. Thus, HA-BG-1, HA-BG-2 and HA-BG-3 could be selectively activated in the hypoxia condition and released the O6-BG analogues, thus targeting the AGT suppression of the tumor cells. The results show that HA-BG-1, HA-BG-2 and HA-BG-3 can not enter the active center of AGT, and that HA-BG-1, HA-BG-2 and HA-BG-3 do not enter the active center of AGT, and that HA-BG-1A, HA-BG-1, and HA-BG-3 can enter the active center of AGT, and the experimental results and finer results of molecular docking. The results of cell activity test were consistent. This subject clarified the mechanism of O6- alkyl guanine's inhibition of AGT. Based on this, three kinds of hypoxic activated AGT inhibitors with nitrobenzyl carbonyl were designed and synthesized. The activity of hypoxia and the inhibitory effect of tumor cells were studied. The results showed that 3 kinds of N2- (((4) synthesized in this study (((((4)) Nitrobenzyl) carbonyl) amino) -O6- benzyl guanine can specifically inhibit the AGT activity of tumor cells in the hypoxic environment. Therefore, it may become a novel targeting AGT inhibitor in combination with nitroso alkanating agents. This study is to further design and synthesize anti drug resistance and tumor tissue targets. A new breakthrough has been provided for the highly effective and low toxic alkylating agents.

【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R914.5

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;應(yīng)激適應(yīng)比低氧適應(yīng)在更大程度上增強(qiáng)動(dòng)物對(duì)亞致命性低氧的抵抗[J];高原醫(yī)學(xué)雜志;1995年01期

2 趙誠(chéng)民;低氧儀及其研制開發(fā)的意義[J];體育科學(xué);2000年02期

3 呂國(guó)蔚;低氧反應(yīng)通路[J];生理科學(xué)進(jìn)展;2001年01期

4 于天正,馬傳桃;低氧對(duì)培養(yǎng)的不同內(nèi)徑的肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增殖的影響[J];中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志;2001年01期

5 呂國(guó)蔚;低氧耐受動(dòng)物細(xì)胞的耐低氧策略[J];高原醫(yī)學(xué)雜志;2001年01期

6 錢頻,王關(guān)嵩,蒙偉宗,關(guān)崧,陳維中;低氧對(duì)大鼠肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞表達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子基因表達(dá)的影響[J];第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年02期

7 陳寶元;慢性阻塞性肺疾病夜間低氧研究的進(jìn)展[J];國(guó)外醫(yī)學(xué)(呼吸系統(tǒng)分冊(cè));2003年01期

8 周兆年;低氧與健康研究[J];中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué);2003年05期

9 陳偉,陳家佩,葛世麗,從玉文,付小兵;低氧對(duì)大鼠肝腎組織內(nèi)紅細(xì)胞生成素和低氧誘導(dǎo)因子-1α基因表達(dá)的影響[J];中國(guó)危重病急救醫(yī)學(xué);2004年01期

10 王映梅,李青,閆慶國(guó),惠延平,馬福成,胡沛臻;低氧對(duì)家兔心臟成纖維細(xì)胞增殖與表型的影響[J];心臟雜志;2004年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 秦嶺;文賽蘭;井然;宋智;李岑;向陽(yáng);;間歇性低氧對(duì)小鼠瘦素及其受體表達(dá)的影響[A];湖南省生理科學(xué)會(huì)2006年度學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編[C];2007年

2 陳學(xué)群;杜繼曾;;低氧腦-內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)作用[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)第23屆全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨生理學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要文集[C];2010年

3 郭世榮;李式軍;李娟;解衛(wèi)華;;根際低氧逆境的危害和蔬菜作物的耐低氧性研究進(jìn)展[A];中國(guó)園藝學(xué)會(huì)第四屆青年學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2000年

4 景孝堂;范文紅;吳燕;楊應(yīng)忠;范明;;神經(jīng)發(fā)育中低氧相關(guān)新基因的篩選[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)第六屆應(yīng)用生理學(xué)委員會(huì)全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2003年

5 杜繼曾;陳學(xué)群;張穎沙;劉健翔;許寧一;張家興;;低氧下生長(zhǎng)發(fā)育抑制與認(rèn)知功能促進(jìn)的調(diào)節(jié)機(jī)制[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)第五屆比較生理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2004年

6 單淑香;;慢性阻塞性肺疾病患者睡眠低氧的初步研究[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)年會(huì)——2011（第十二次全國(guó)呼吸病學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議）論文匯編[C];2011年

7 馬子敏;范明;;低氧損傷與離子通道[A];2003’離子通道、受體與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)專題研討會(huì)專輯[C];2003年

8 李海生;陳金武;朱玲玲;趙彤;趙惠卿;馬蘭;丁愛石;范明;;不同程度持續(xù)低氧對(duì)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖的作用[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)第六屆應(yīng)用生理學(xué)委員會(huì)全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2003年

9 彭兆云;孫學(xué)軍;練慶林;蔣春雷;;高壓氧預(yù)處理提高小鼠耐低氧能力的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)第六屆應(yīng)用生理學(xué)委員會(huì)全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2003年

10 洪欣;尹昭云;謝印芝;呂永達(dá);;低氧時(shí)肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞功能變化及其在肺水腫發(fā)生中的作用[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)第六屆全國(guó)青年生理學(xué)工作者學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前8條

1 本報(bào)記者 周仲全;窒息的海洋[N];遼寧日?qǐng)?bào);2008年

2 ;低氧健身好處多[N];中國(guó)中醫(yī)藥報(bào);2003年

3 王雪飛;間歇性低氧對(duì)學(xué)習(xí)記憶有利[N];健康報(bào);2004年

4 李慶;健身新概念：低氧運(yùn)動(dòng)[N];工人日?qǐng)?bào);2000年

5 記者 馬芳;地下鼠低氧生存源自基因突變[N];南方日?qǐng)?bào);2014年

6 北京體育大學(xué)科研中心教授 胡揚(yáng);低氧運(yùn)動(dòng)也很棒[N];健康報(bào);2010年

7 健康時(shí)報(bào)記者 葉依;睡幾天“低氧屋”也能減肥？[N];健康時(shí)報(bào);2008年

8 記者 嚴(yán)存義 周丹波;高原低氧關(guān)注健康[N];甘肅日?qǐng)?bào);2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉超;涎腺腺樣囊性癌中低氧與自噬相關(guān)基因的生物信息學(xué)研究[D];山東大學(xué);2015年

2 紀(jì)志鵬;低氧預(yù)處理誘導(dǎo)的HIF-1α可促進(jìn)缺血再灌注損傷肝臟糖代謝并保護(hù)線粒體的研究[D];山東大學(xué);2015年

3 葉巧;Tat-NGB低氧神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)理研究及低氧相關(guān)模型探索與應(yīng)用[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2016年

4 張森;低氧右心室在壓力/容量超負(fù)荷條件下的適應(yīng)機(jī)制研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2016年

5 周洋;miR-199a-5p在慢性缺氧心肌內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中的作用及機(jī)制研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2016年

6 許曉玲;抑制CapG基因預(yù)防低氧性肺動(dòng)脈高壓的研究[D];浙江大學(xué);2016年

7 游詠;低氧狀態(tài)下肌紅蛋白促骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向內(nèi)皮細(xì)胞分化[D];南華大學(xué);2016年

8 張培;低氧調(diào)控糖皮質(zhì)激素受體α表達(dá)及核轉(zhuǎn)位的分子機(jī)制研究[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2016年

9 李海生;低氧促進(jìn)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和分化及其機(jī)制研究[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2005年

10 黃群華;血小板源生長(zhǎng)因子及其受體在低氧性肺血管平滑肌細(xì)胞增殖中的調(diào)節(jié)作用及其分子機(jī)制探討[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);1999年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 周姍姍;低氧預(yù)處理的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)慢性腎衰竭大鼠腎臟的修復(fù)作用[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

2 嚴(yán)衛(wèi)亞;低氧預(yù)處理MSCs通過(guò)Pim-1高表達(dá)抑制細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)研究[D];蘇州大學(xué);2015年

3 王慧娟;低氧對(duì)團(tuán)頭魴生理生化指標(biāo)及低氧應(yīng)答基因表達(dá)的影響[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 吳鑫杰;低氧對(duì)團(tuán)頭魴細(xì)胞凋亡及抗氧化酶活性的影響[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 寇蓬;Twist在低氧微環(huán)境中宮頸癌順鉑耐藥的作用及機(jī)制研究[D];昆明醫(yī)科大學(xué);2015年

6 李錦松;金絲桃苷對(duì)低氧時(shí)大鼠認(rèn)知功能損傷的改善作用及其抗氧化應(yīng)激損傷機(jī)制[D];廣東藥學(xué)院;2015年

7 郭佳;宮內(nèi)生理性低氧微環(huán)境對(duì)哺乳動(dòng)物胚胎早期腎臟發(fā)育的影響[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

8 張振中;低氧處理對(duì)不同年齡段C57小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖能力的影響[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

9 張建明;低氧下cyclinB1表達(dá)與肝癌細(xì)胞對(duì)Hsp90抑制劑17-DMAG耐藥性的關(guān)系探討[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

10 吳國(guó)瑞;低氧微環(huán)境對(duì)腦星形膠質(zhì)細(xì)胞凋亡及對(duì)BCL-2表達(dá)的影響[D];昆明醫(yī)科大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1814945