發(fā)布時間：2018-08-03 14:14

【摘要】：激酶參與調(diào)控細(xì)胞生物活動的多個方面,是目前最具吸引力的藥物研發(fā)靶標(biāo)之一。藥物設(shè)計(jì)策略及計(jì)算化學(xué)方法在激酶抑制劑的研究中發(fā)揮著重要作用,例如提高激酶抑制劑的選擇性問題、改善激酶抑制劑的耐藥性問題、新骨架激酶抑制劑的發(fā)現(xiàn)以及激酶抑制劑的作用機(jī)制研究等。論文第一章對靶向激酶的藥物設(shè)計(jì)方法進(jìn)行介紹。脂類激酶PI4KⅡα與腫瘤等多種疾病密切相關(guān),是抗腫瘤作用的有效靶點(diǎn),然而目前尚無靶向PI4KⅡα的有效抑制劑。論文第二章中,我們通過基于配體與受體相結(jié)合的虛擬篩選方法,輔以分子及細(xì)胞水平生物實(shí)驗(yàn)確證,首次發(fā)現(xiàn)了PI4KⅡα的底物(PI)競爭性抑制劑PI-273。PI-273在分子水平中對PI4KⅡα的IC50為0.47μM,在細(xì)胞水平中對多種乳腺癌細(xì)胞均表現(xiàn)出顯著抑制效果(PI-273對MCF-7細(xì)胞的IC50為3.51μM),在動物水平中對移植瘤模型以25mg/kg/天給藥亦可見明顯的抑瘤作用,同時安全且可靠。鑒于PI-273是第一個亞型選擇性且第一個作用于PI4K家族底物作用位點(diǎn)的抑制劑,展現(xiàn)出了良好的開發(fā)前景,為PI4KⅡα抑制劑及相關(guān)功能等的后續(xù)研究奠定了先導(dǎo)化合物的物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白激酶PDK是調(diào)節(jié)腫瘤代謝過程的重要靶點(diǎn),開發(fā)靶向PDK的抑制劑有望得到良好的抗腫瘤效果。論文第三章中,我們通過分子對接、分子動力學(xué)模擬等計(jì)算生物學(xué)方法,與生物實(shí)驗(yàn)手段有效結(jié)合,在結(jié)構(gòu)上揭示了JX06共價(jià)抑制PDK1的作用機(jī)制,并在JX06與PDK1結(jié)合模式及作用機(jī)制的基礎(chǔ)上對JX06進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)改造,得到了以3a為代表的第一代PDK1選擇性共價(jià)抑制劑,3a的分子水平kinact/Ki=4.17×103 M 1 s 1,細(xì)胞水平IC50小于0.1μM,對于PDK1的抑制能力高于PDK2-4達(dá)40倍以上,同時在A549移植瘤小鼠模型中按腹腔注射80mg/kg/天給藥TGI達(dá)47.8%,且未造成小鼠體重降低的副作用。3a作為性質(zhì)優(yōu)異的先導(dǎo)化合物,大大促進(jìn)了PDK1共價(jià)抑制劑的后續(xù)研發(fā)工作,同時也將助力于PDK1生物學(xué)功能及腫瘤細(xì)胞能量代謝的相關(guān)研究。DCA作為PDK1的變構(gòu)抑制劑,通過結(jié)合于PDK1 N端結(jié)構(gòu)域的螺旋樹結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生抑制作用。論文第四章通過簡正模式分析、分子動力學(xué)模擬及主成分分析等計(jì)算化學(xué)和計(jì)算生物學(xué)方法得出DCA變構(gòu)抑制PDK1的分子機(jī)制。DCA結(jié)合于PDK1 N端α6及α7螺旋并降低二者結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,該作用進(jìn)一步傳遞至ATP及底物兩個結(jié)合位點(diǎn),同時影響PDK1與ATP及底物的結(jié)合能力,最終引發(fā)PDK1蛋白活性的降低。本研究不僅有助于揭示PDK1變構(gòu)抑制劑DCA發(fā)揮活性的分子機(jī)制,同時也為靶向激酶的藥物設(shè)計(jì)策略提供了新思路。
[Abstract]:Kinases are involved in many aspects of cellular biological activity and are currently one of the most attractive drug development targets. Drug design strategies and computational chemistry play an important role in the study of kinase inhibitors, such as increasing the selectivity of kinase inhibitors and improving the drug resistance of kinase inhibitors. The discovery of new skeleton kinase inhibitors and the study of the mechanism of kinase inhibitors. In the first chapter, the drug design methods of targeted kinase are introduced. Lipid kinase PI4K 鈪，

本文編號：2162001