【摘要】：目的:為尋找基于聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1(Poly ADP-ribose polymerase-1,PARP-1)和膽堿酯酶多靶點(diǎn)抑制的新型抗阿爾茨海默病(Alzheimer`s disease,AD)化合物,本研究以上市PARP-1抑制劑奧拉帕尼和乙酰膽堿酯酶抑制劑多奈哌齊為先導(dǎo)化合物,結(jié)合兩者的藥效團(tuán),設(shè)計(jì)、合成了21個(gè)新的4-芐基噠嗪酮與芐基哌啶拼合產(chǎn)物,并評價(jià)其體外抑制PARP-1、乙酰膽堿酯酶(AChE)和丁酰膽堿酯酶(BuChE)的活性。篩選效果較優(yōu)的化合物,觀察其對Aβ_(25-35)誘導(dǎo)的AD小鼠認(rèn)知功能及運(yùn)動(dòng)能力的影響。通過計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)技術(shù),在分子水平初步分析目標(biāo)化合物與靶標(biāo)相互作用模式。方法:1.目標(biāo)化合物的設(shè)計(jì)和合成:保留奧拉帕尼的主要藥效團(tuán)噠嗪酮,對分子另一端進(jìn)行改造,用多奈哌齊的藥效團(tuán)芐基哌啶取代環(huán)丙�；哙�,設(shè)計(jì)、合成了21個(gè)目標(biāo)產(chǎn)物。其合成方法為:以2-甲�；郊姿釣樵�,經(jīng)環(huán)合、氧化、還原等反應(yīng),合成重要中間體2-氟-5-[(4-氧代-3,4-二氫酞嗪-1-基)甲基]苯甲酸;以取代的溴化芐為原料,與叔丁氧羰基氨基哌啶,叔丁氧羰基氨甲基哌啶和羥基哌啶反應(yīng),得到芐基哌啶衍生物,脫去保護(hù)基團(tuán)叔丁氧羰基后,與2-氟-5-[(4-氧代-3,4-二氫酞嗪-1-基)甲基]苯甲酸發(fā)生酰胺化反應(yīng),得到目標(biāo)產(chǎn)物。2.目標(biāo)化合物生物活性評價(jià):(1)采用Ellman法評價(jià)目標(biāo)化合物對AChE和BuChE的抑制能力,HT同源PARP熒光法抑制試劑盒(Trevigen,Cat#4690-096-K)檢測所合成的目標(biāo)化合物對PARP-1酶的抑制活性;(2)采用MTT法測定目標(biāo)化合物對人乳腺癌MDA-MB-436細(xì)胞增殖能力的影響;(3)腦室注射Aβ_(25-35)誘導(dǎo)小鼠形成AD模型,觀察化合物34對AD小鼠行為學(xué)的影響。3.分子對接:使用AutoDock Vina軟件,將化合物34與靶蛋白(AChE、BuChE和PARP-1)進(jìn)行分子對接,探究其分子識(shí)別機(jī)制和結(jié)合模式。結(jié)果:1.本研究設(shè)計(jì)、合成了21個(gè)4-芐基噠嗪酮與芐基哌啶拼合產(chǎn)物,通過~1H-NMR、~(13)C-NMR、IR及MS對這些化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)確證。2.通過蛋白酶抑制實(shí)驗(yàn)篩選出了幾個(gè)能同時(shí)抑制AChE、BuChE和PARP-1酶活性的化合物,其中,化合物34綜合效應(yīng)較好,對AChE、BuChE、PARP-1的IC_(50)分別為13.481±2.154μM、1.630±0.523μM、8.18±2.81nM。進(jìn)一步地通過行為學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察該化合物對AD小鼠認(rèn)知功能及運(yùn)動(dòng)能力的影響,發(fā)現(xiàn)連續(xù)灌胃兩周后,該化合物能一定程度上改善AD小鼠的認(rèn)知和記憶障礙,與AD模型組相比有顯著性差異。3.分子對接研究表明,化合物34能與PARP-1的Gly863、Ser904形成氫鍵作用,同時(shí),34幾乎整個(gè)分子都能置于BuChE的活性催化域內(nèi),這可能是其具有較好的PARP-1和丁酰膽堿酯酶抑制活性的原因。結(jié)論:本研究設(shè)計(jì)合成了21個(gè)未見報(bào)道的新化合物,通過蛋白酶抑制實(shí)驗(yàn)篩選出了幾個(gè)能同時(shí)抑制AChE、BuChE、PARP-1酶的化合物,其中化合物34活性較好。進(jìn)一步的動(dòng)物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),化合物34以10mg/kg/d的劑量灌胃給藥2周后,能一定程度上改善AD小鼠的認(rèn)知和記憶障礙。
【圖文】：

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 目標(biāo)化合物的設(shè)計(jì)、合成和表征目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)和合成路線設(shè)計(jì)拉帕尼（Olaparib）是由英國阿斯利康公司研發(fā)的 PARP-1 抑制劑， 月 19 日經(jīng)美國食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)上市，用于 BRCA 基因巢癌患者的治療[27]。然而，作為最早上市 PARP-1 抑制劑，，奧拉帕性不夠強(qiáng)大，而且與其他化療藥物（如氮烯唑胺，順鉑與吉西他濱使用時(shí)表現(xiàn)出更顯著的劑量限制性毒性[28]，因此，此類 PARP-1 抑步優(yōu)化改造。拉帕尼的構(gòu)效關(guān)系研究表明，以奧拉帕尼為代表的 PARP-1 抑制劑構(gòu)為主要藥效團(tuán)（圖 1.1），哌嗪環(huán)可增加水溶性，環(huán)丙基可增加脂物利用度�；诖耍芯空邆儗W拉帕尼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造（圖 1

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位sp74 等，其作用主要是固定乙酰膽堿，另外，由區(qū)域在其與芳香基底物結(jié)合時(shí)起著重要的作用。AS 和 PAS 結(jié)合[33]（圖 1.3），其中，芐基環(huán)與 CA環(huán)與 PAS 位點(diǎn)的 Trp286 結(jié)合。同時(shí)，狹窄峽谷酸殘基，如 Tyr337，Phe338，Tyr341 和 His447。
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R914

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本文編號(hào)：2618365