【摘要】：惡性腫瘤正成為威脅人類健康的第二大疾病。傳統(tǒng)的抗腫瘤藥物直接作用于細(xì)胞有絲分裂或DNA合成修復(fù)等過程,但往往存在療效不佳、毒副作用大等缺點。一些在腫瘤產(chǎn)生及發(fā)展中發(fā)揮重要作用的關(guān)鍵信號通路及膜受體、激酶等生物大分子得以揭示,使得針對這些腫瘤特異性分子靶標(biāo)設(shè)計低毒高效的抗腫瘤藥物成為可能。作用于細(xì)胞內(nèi)信號通路上關(guān)鍵靶點的小分子抑制劑是一類新型的抗腫瘤藥物。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)是細(xì)胞內(nèi)參與調(diào)控包括細(xì)胞增殖、存活、生長、轉(zhuǎn)移、凋亡等重要生命活動的一類脂激酶。大量研究表明PI和腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),越來越多的研究表明PI3K激酶是抗腫瘤藥物的重要靶點,開發(fā)新型小分子PI3K抑制劑已經(jīng)成為藥物化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。本課題針對PI3Ka設(shè)計、篩選具有新骨架的小分子化合物作為新型的PI3Ka抑制劑。利用片段藥物設(shè)計原理和計算機虛擬對接篩選,設(shè)計并合成了113個化合物,其中新化合物112個,所有這些化合物都利用1H-NMR、MS-ESI和元素分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定,部分化合物(1-4a～1-4y)進(jìn)行了碳譜鑒定,5個化合物(1-4p, 3-4a,5-7o,5-7r,5-7s)通過單晶X-射線結(jié)構(gòu)分析進(jìn)一步確定了結(jié)構(gòu)。課題研究簡述如下。本文根據(jù)文獻(xiàn)報道的P13K抑制劑Wortmannin和LY294002的結(jié)構(gòu)特征及它們與P13K的作用模式,結(jié)合該位點抑制劑中出現(xiàn)的苯并毗喃酮結(jié)構(gòu)母核,利用合理藥物設(shè)計原理,通過在香豆素環(huán)的3,4位引入一個吡唑環(huán)并在吡唑環(huán)的NH位引入不同的芐基或烷基片段,設(shè)計并合成了25個含芐基或烷基的香豆素[4,3-c]并吡唑衍生物。體外抗腫瘤活性篩選結(jié)果表明：大部分化合物的細(xì)胞增殖抑制活性優(yōu)于陽性對照,其中部分化合物(如化合物1-41和1-4m)對部分受試細(xì)胞株增殖抑制的IC50達(dá)到了納摩爾級。初步構(gòu)效關(guān)系研究顯示,N-芐基取代優(yōu)于N-烷基取代；N-芐基芳環(huán)上引入鹵素等取代基時對活性有利。目標(biāo)化合物的PI3Ka抑制實驗表明,化合物1-41 (ICso:0.014 μM)和化合物1-4m (IC50:0.046μM)具有較強的PI3Ka抑制活性,并且對其具有一定的選擇性。對化合物1-41進(jìn)行分子對接,其與蛋白(PDB:3HHM)結(jié)合模式與文獻(xiàn)報道的Wortmannin與蛋白的結(jié)合模式相似(Fig.1)。這一結(jié)果證實以香豆素[4,3-c]并吡唑為骨架設(shè)計PI3K抑制劑的可行性。Fig.1化合物1-41和Wortmannin分別與蛋白PI3Ka的對接模式在上述實驗結(jié)果基礎(chǔ)上,基于片段藥物設(shè)計原理,利用計算機輔助藥物設(shè)計方法,通過Discovery Studio軟件將上述活性化合物與PI3Ka蛋白活性位點進(jìn)行了對接,利用對接得到的分子與蛋白的結(jié)合方式,及蛋白活性位點結(jié)構(gòu)特征及空間大小及氮取代基的性質(zhì),進(jìn)一步設(shè)計并合成了一系列含有哌嗪以及磺�；蔚南愣顾豙4,3-c]并吡唑衍生物,一共分為三個系列共69個化合物。體外細(xì)胞抗腫瘤活性測試的結(jié)果表明,大部分化合物顯示出了優(yōu)于陽性對照藥的抗腫瘤細(xì)胞增殖活性。部分化合物表現(xiàn)出很好的對PI3Ka的抑制活性。構(gòu)效關(guān)系及分子對接結(jié)果表明：香豆素[4,3-c]并吡唑環(huán)氮上取代基的空間位阻及疏水性的大小程度影響了化合物的活性大小,取代基的空間位阻越大,疏水性越好,化合物的活性越好；無論是含哌嗪等氮雜環(huán)的化合物還是含磺�；哙旱幕衔�,取代基上含芳香結(jié)構(gòu)的化合物活性要比含烷基結(jié)構(gòu)的活性要好,當(dāng)芳香環(huán)上的取代基的位阻越大時,化合物的活性越好,而且對PI3Ka具有明顯的選擇性,如化合物2-4o(ICso:0.021μM),3-4p (IC50:0.012 pM),4-7m (IC50:0.009μM),以上結(jié)果表明這些化合物是有潛力的PI3Ka抑制劑。此外,我們根據(jù)上述結(jié)論,在吡唑環(huán)上用乙�；溄右恍┦杷院涂臻g位阻比較大的苯基哌嗪,二苯甲基哌嗪和嗎啉,哌啶等氮雜環(huán)的化合物,一共設(shè)計了19個香豆素[4,3-c]并吡唑衍生物。體外抗腫瘤活性測試結(jié)果表明,乙�；湘溄佣郊谆哙旱任蛔栎^大的基團(tuán)時,化合物也具有明顯的抗細(xì)胞增殖活性,同時表現(xiàn)出強的PI3Ka抑制活性,如化合物5-7p (ICso:0.074μM)和5-7q(IC50：0.016μM)。該研究為香豆素[4,3-c]并吡唑類PI3K抑制劑的研發(fā)提供了新的思路。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R914;R96

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 B.Ganga Rao;P.Umamaheswara Rao;E.Sambasiva Rao;T.Mallikarjuna Rao;V.S.Praneeth.D;;Evaluation of in-vitro antibacterial activity and anti-inflammatory activity for different extracts of Rauvolfia tetraphylla L.root bark[J];Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine;2012年10期

2 李娜;祝聰聰;肖永紅;;PI3K抑制劑PI103對四氯化碳刺激的肝星狀細(xì)胞凋亡和細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的影響[J];工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病;2013年05期

3 王婷;;苯并咪唑類PI3Kδ抑制劑的3D-QSAR研究[J];長春師范學(xué)院學(xué)報;2013年10期

4 曹源;胡曉松;;PDGF介導(dǎo)的信號通路在肝纖維化肝星狀細(xì)胞活化增殖過程中的作用[J];重慶醫(yī)學(xué);2013年33期

5 周冰俠;季秋梅;袁琳;閆利紅;劉利;陳雪;張建杰;王杏芹;馬冬霞;郭影;;圍絕經(jīng)期子宮內(nèi)膜息肉發(fā)病機制的探討[J];貴陽中醫(yī)學(xué)院學(xué)報;2014年02期

6 曹爽;鐘武;;哺乳動物西羅莫司靶蛋白的生物功能及其抑制劑研究進(jìn)展[J];國際藥學(xué)研究雜志;2014年01期

7 高海娜;鄭楠;胡菡;王加啟;;必需氨基酸通過哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路調(diào)控乳蛋白合成的研究進(jìn)展[J];動物營養(yǎng)學(xué)報;2014年09期

8 高龍;周艷;李小安;;磷脂酶D在結(jié)腸癌中的研究進(jìn)展[J];成都醫(yī)學(xué)院學(xué)報;2014年05期

9 楊向東;李紅玉;李德冠;史哲新;楊文華;顏田賅;閆理想;王興麗;;蝎毒多肽對白血病細(xì)胞株KG1a干細(xì)胞活性的影響[J];中華中醫(yī)藥雜志;2015年04期

10 劉金坤;郝亞娟;黃嘉維;李欣;蔡紅兵;彭康;;硫利達(dá)嗪誘導(dǎo)SW480細(xì)胞凋亡的機制[J];南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報;2015年04期

相關(guān)會議論文 前4條

1 周瑞娟;杜好信;;PI3K/Akt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與Basal-like型乳腺癌的分子治療[A];2013華東胸部腫瘤論壇暨第六屆浙江省胸部腫瘤論壇論文集[C];2013年

2 任倩;;PI3K抑制劑的研究進(jìn)展[A];2012年中國藥學(xué)大會暨第十二屆中國藥師周論文集[C];2012年

3 馬增強;張薇薇;高麗;王麗;楊倩;杜芳;朱孟娟;王賀祥;封文海;;隱孔菌體內(nèi)新型化合物的體外抗豬繁殖與呼吸綜合征病毒研究[A];第十屆全國食用菌學(xué)術(shù)研討會論文匯編[C];2014年

4 金玲燕;陳琦;;EGFR及下游的PI3K/AKT、Ras/Raf/MEK/ERK兩條主要信號通路與卵巢癌關(guān)系的研究進(jìn)展[A];全國中西醫(yī)結(jié)合卵巢功能調(diào)控專題學(xué)術(shù)會議論文及摘要集[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王晶宇;鹽霉素抑制肝癌細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移的機制研究[D];蘭州大學(xué);2013年

2 梁毓;影響廣西防城港地區(qū)漢族成年男性癌胚抗原水平的遺傳變異分析及其臨床意義探討[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2013年

3 昌磊;萬特普安在膀胱癌中的抑癌效應(yīng)及分子機制研究[D];華中科技大學(xué);2013年

4 楊穎;GABA-A受體調(diào)節(jié)動脈粥樣硬化的作用及其機制的研究[D];華中科技大學(xué);2013年

5 蘭薇;基于“廣棗—冰片”配伍設(shè)計的沒食子酸冰片酯體內(nèi)外代謝研究[D];西北大學(xué);2013年

6 胡林義;PI3K/Akt信號通路對非肌層浸潤性膀胱癌腫瘤復(fù)發(fā)和喜樹堿敏感性關(guān)系研究[D];浙江大學(xué);2013年

7 黃攀;IGF-1/PTEN/Akt/FoxO信號通路在大鼠水浸束縛應(yīng)激中作用研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

8 楊浪;胃癌干細(xì)胞的分離鑒定及其在胃癌侵襲轉(zhuǎn)移中的作用與分子機制[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2013年

9 劉蔚楠;新型靶向藥物FIM-A對骨肉瘤PI3K/Akt/mTOR通路的影響[D];福建醫(yī)科大學(xué);2013年

10 葉艷;組蛋白低乙酰化下調(diào)PIB5PA表達(dá)在人黑色素瘤發(fā)生和發(fā)展中的作用及其分子機制[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蔣昕;DCX和SPARC共表達(dá)影響腦膠質(zhì)瘤U-87MG細(xì)胞放射敏感性及其機制研究[D];蘇州大學(xué);2013年

2 劉紀(jì)雷;OSU03012聯(lián)合Wortmannin對舌鱗癌細(xì)胞Tca8113增殖活性及SHIP2蛋白表達(dá)的影響[D];鄭州大學(xué);2013年

3 劉曉東;GDC-0941誘導(dǎo)人食管癌EC9706細(xì)胞凋亡及相關(guān)機制的研究[D];鄭州大學(xué);2013年

4 張麗靜;胃癌組織中AKT-2和PGC的表達(dá)及臨床意義分析[D];鄭州大學(xué);2013年

5 游q;抑癌基因CHD5在胃癌中的表達(dá)及其臨床意義[D];鄭州大學(xué);2013年

6 蔣潔琳;納米EGCG制備及其對MCF-7腫瘤細(xì)胞的抑制功效評價[D];西南大學(xué);2013年

7 王偉莉;新型吲哚類化合物抗癌活性及促凋亡機制的初步研究[D];華東師范大學(xué);2013年

8 司翊;氯法拉濱聯(lián)合硼替佐米對白血病細(xì)胞株K562細(xì)胞增殖與凋亡影響的實驗研究[D];河北醫(yī)科大學(xué);2013年

9 李菲;PTEN與AKT/mTOR通路在食管癌進(jìn)展中的研究[D];河北醫(yī)科大學(xué);2013年

10 卜一;mTOR、FKBP38在SOD1-G93A轉(zhuǎn)基因小鼠中的研究[D];河北醫(yī)科大學(xué);2013年

，

本文編號：2546008