【摘要】：表觀遺傳調(diào)控異常與癌癥、炎癥、代謝性疾病和神經(jīng)精神疾病等多種疾病有著十分密切的關(guān)系。開(kāi)發(fā)具有表觀遺傳調(diào)控功能的蛋白小分子抑制劑是當(dāng)前藥物研究的熱點(diǎn)之一,如今已有四個(gè)小分子抑制劑被FDA批準(zhǔn)上市,一個(gè)被CFDA批準(zhǔn)上市成為藥物。組蛋白甲基化賴氨酸識(shí)別蛋白(KMe Reader)是一類重要的表觀遺傳調(diào)控蛋白,該類蛋白在人體內(nèi)共有200多種。它們的主要功能是識(shí)別染色質(zhì)組蛋白上的甲基化賴氨酸這種表觀遺傳信號(hào)標(biāo)志,并傳遞這種信號(hào)引起機(jī)體染色質(zhì)狀態(tài)變化、基因的表達(dá)、轉(zhuǎn)錄的激活和抑制等。然而,該家族中大多數(shù)蛋白的生物學(xué)功能、與疾病的關(guān)系以及靶點(diǎn)成藥性仍不清楚�，F(xiàn)階段,KMe reader小分子探針均是其蛋白的抑制劑。開(kāi)發(fā)高質(zhì)量(選擇性大于100倍,IC50低于100 n M)的蛋白小分子探針可以幫助闡明KMe reader的生物學(xué)功能和靶點(diǎn)成藥性等問(wèn)題:小分子探針可以靈活地干擾KMe reader與其他蛋白分子的相互作用,探究其生物學(xué)功能。另外,通過(guò)考察小分子探針與KMe reader的作用所產(chǎn)生的疾病特定標(biāo)記物和表型的變化,研究KMe reader與疾病的關(guān)系。最后,一旦某個(gè)KMe reader被證明具有靶點(diǎn)成藥性,其探針可以作為先導(dǎo)化合物用于藥物化學(xué)的研究,這樣能夠大幅度縮短藥物研發(fā)周期。目前,KMe reader蛋白抑制劑的研究處于起步階段,僅發(fā)現(xiàn)了7種蛋白小分子抑制劑。同時(shí),已發(fā)現(xiàn)的抑制劑的活性及選擇性并不能達(dá)到高質(zhì)量小分子探針的要求。本課題在總結(jié)了前期文獻(xiàn)工作的基礎(chǔ)上,一方面通過(guò)對(duì)已發(fā)現(xiàn)的L3MBTL1和53BP1抑制劑進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系研究,以期提高其活性及選擇性,并達(dá)到高質(zhì)量小分子探針的要求;另一方面通過(guò)合成與KMe reader的結(jié)合底物相似的螺環(huán)并環(huán)胺類化合物,尋找未報(bào)道的KMe reader小分子抑制劑。第二章詳細(xì)描述了7-氨基嘧啶并嘧啶酮類化合物作為KMe Reader L3MBTL1抑制劑的設(shè)計(jì)、合成與活性篩選。前期工作中,本課題組改變已報(bào)道的L3MBTL1抑制劑UNC669結(jié)構(gòu)中的芳香基團(tuán),篩選出了具有良好L3MBTL1抑制活性的7-氨基嘧啶并嘧啶酮類化合物501504(IC50=1.21±0.5μM)。本論文經(jīng)過(guò)對(duì)化合物501504嘧啶并嘧啶酮母核的3-位、5-位和7-位進(jìn)行衍生化,合成了41個(gè)終產(chǎn)物來(lái)研究其構(gòu)效關(guān)系。篩選結(jié)果顯示:3-位衍生化導(dǎo)致分子的活性稍有下降;5-位衍生化也并沒(méi)提高分子的活性,但我們發(fā)現(xiàn)了三個(gè)選擇性比501504更好L3MBTL1抑制劑:2-12e[IC50=2.7±0.2μM,IC50(other KMe readers)/IC50(L3MBTL1)37]、2-12l[IC50=2.2±2.1μM,IC50(other KMe readers)/IC50(L3MBTL1)45]和2-12m[IC50=3.5±0.29μM,IC50(other KMe readers)/IC50(L3MBTL1)29]。另外,我們采用GOLD(Genetic Optimization for Ligand Docking)軟件進(jìn)行分子對(duì)接研究,進(jìn)一步探索了這些化合物對(duì)L3MBTL1和其同源蛋白L3MBTL3之間產(chǎn)生選擇性的原因:L3MBTL3的結(jié)合口袋中存在L3MBTL1沒(méi)有的苯丙氨酸387,這個(gè)殘基可能是產(chǎn)生選擇性原因。7-位引入不同的氨基基團(tuán)并沒(méi)有找到對(duì)L3MBTL1有抑制活性的化合物,但是我們找到了若干與其他靶點(diǎn)(53BP1和PHF1)有較弱作用的化合物�？偟膩�(lái)說(shuō),這章我們考察了7-氨基嘧啶并嘧啶酮類化合物的構(gòu)效關(guān)系,并發(fā)現(xiàn)了三個(gè)選擇性L3MBTL1抑制劑。第三章我們總結(jié)了組蛋白賴氨酸甲基化識(shí)別蛋白(KMe reader)口袋的結(jié)構(gòu)共性,發(fā)現(xiàn)環(huán)狀氨基片段可以作為甲基化賴氨酸ε-位的氨基模仿片段,具有作為KMe reader抑制劑藥效團(tuán)的潛力。因此,我們構(gòu)建了一個(gè)螺/并環(huán)氨基片段分子庫(kù),并采用交叉篩選(cross-screening)的方法測(cè)試其對(duì)不同KMe reader的活性。在本章中,我們合成六類不同骨架的二氮雜螺環(huán)氨基片段:1,9-二氮雜螺[5.5]十一烷、1,8-二氮雜螺[5.5]十一烷、1,8-二氮雜螺[4.5]癸烷、1,7-二氮雜螺[4.5]癸烷、2,7-二氮雜螺[4.5]癸烷、2,8-二氮雜螺[5.5]十一烷。另外,我們合成了三類不同骨架的并環(huán)氨基片段:2,8-二氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬烷、3,8-二氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬烷、3,7-二氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬烷。將這些氨基片段與苯甲�；�?qū)Ρ蕉柞；B接,我們得到了27個(gè)螺環(huán)化合物和9個(gè)并環(huán)化合物。我們采用交叉篩選(cross-screening)的方法測(cè)試這些化合物在8個(gè)不同的KMe Reader上的活性,找到了7個(gè)活性化合物。值得一提的是這其中包括尚未有抑制劑報(bào)道的PHF1活性化合物——3-20(IC50=53±26μM)和3-52(IC50=39±24μM)。另外,我們選取庫(kù)里22個(gè)化合物,測(cè)試了它們?cè)跐舛葹?0μM下對(duì)24個(gè)組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶(HMTs)的抑制率,發(fā)現(xiàn)了HMTs活性化合物3-90(SETD8 IC50=39±11μM)和3-110(EZH2 IC50=30μM)。第四章我們基于已報(bào)道的53BP1活性化合物的結(jié)構(gòu),按照兩種設(shè)計(jì)思路合成了嘧啶甲酰胺和吡咯并[3,4-b]吡咯兩類化合物,用于53BP1抑制劑的研究。已報(bào)道的L3MBTL3抑制劑L_6和L_7對(duì)53BP1也具有一定的活性,它們均含有鄰苯二甲酰胺結(jié)構(gòu)。因此,我們?cè)O(shè)計(jì)合成了3個(gè)嘧啶甲酰胺類化合物模仿此結(jié)構(gòu)。另外,在前期工作中我們篩選得到3個(gè)具有53BP1活性的六氫吡咯并[3,4-b]吡咯類化合物:501798(IC50=38±7.2μM)、501799(IC50=27±1.7μM)和501801(IC50=43±22μM)。通過(guò)將這些化合物與報(bào)道的53BP1抑制劑UNC2170進(jìn)行分子對(duì)接,發(fā)現(xiàn)在六氫吡咯并[3,4-b]吡咯類化合物中引入一個(gè)疏水基團(tuán)可能提高分子的活性,依據(jù)此設(shè)計(jì)思路我們合成了22個(gè)六氫吡咯并[3,4-b]吡咯衍生物。經(jīng)過(guò)對(duì)嘧啶甲酰胺類化合物進(jìn)行活性篩選,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)對(duì)53BP1有較弱活性的化合物4-3b(IC50=39±5μM);六氫吡咯并[3,4-b]吡咯類化合物活性正在測(cè)試當(dāng)中。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2407119