【摘要】：目的:噻唑烷二酮類(TZDs)降糖藥是一類作用于PPARγ的胰島素增敏劑,該藥在發(fā)揮降糖作用的同時會不可避免地引起患者體重增加、水腫等副作用,從而限制了其在臨床上的應用。據(jù)文獻報道,PPARα/γ雙靶點藥物可在發(fā)揮PPARγ介導的降糖作用的同時,利用其自身激活α亞型所引起的促脂肪酸氧化等作用來減輕PPARγ激動劑固有的副作用�，F(xiàn)如今,開發(fā)具有降糖作用的PPARs多靶點藥物已成為研究機構及制藥公司的熱點。本論文主要以已知的PPARs激動劑的化學結構為基礎,借助計算機輔助藥物設計手段,設計并合成新型的、對PPARs具有高親和力的多靶點激動劑,并對已合成的化合物進行體外活性的研究。方法:(1)根據(jù)藥物化學中的拼合原理及生物電子等排原理,將苯扎貝特的極性頭部和吡格列酮的疏水尾部整合在一個分子中,用不同取代基進行替換,設計出一系列具有潛在激動活性的羧酸類及四氮唑類PPARs激動劑。根據(jù)虛擬篩選的結果及實驗可行性分析,設計合理的合成路線。以間苯二酚或對苯二酚為起始原料,經過多步反應得到目標化合物,其結構通過核磁共振氫譜、碳譜及質譜進行確證。并采用PPARα/γ/δ活性評價的細胞模型,評價化合物在體外水平激活α、γ、δ亞型的半數(shù)有效濃度EC_(50)及效能。(2)借助計算機輔助藥物設計方法對Specs數(shù)據(jù)庫進行虛擬篩選,以期得到高效的、具有潛在激動活性的PPARα/γ雙靶點化合物。(3)基于替米沙坦所具有的AT_1R阻斷活性及PPARγ的激動活性,并以其結構為基礎,對結構中的遠端的苯并咪唑環(huán)、聯(lián)苯部分及羧酸基團進行修飾或替換。聯(lián)合應用分子對接、ADMET預測、分子動力學模擬等計算機輔助手段,以期得到同時具有AT_1R阻斷活性及PPARγ激動活性的雙靶點化合物。結果:(1)本論文根據(jù)藥物化學中的拼合原理及生物電子等排原理,共設計得到36個目標化合物。通過對虛擬篩選的結果及實驗可行性進行分析,最終合成27個化合物,其結構均已通過氫譜、碳譜以及質譜進行確證。體外激活活性發(fā)現(xiàn),通過與PPARs陽性對照化合物比較,初步篩選得到具有PPARα激活作用的化合物6h,具有PPARγ激活作用的化合物6g、10h,以及具有PPARδ激活作用的化合物6e、6l、10l。進而計算得出各自的半數(shù)有效濃度EC_(50)值及效能。在活性實驗結果的基礎上,以分別具有PPARα、PPARγ和PPARδ活性的6h、10h及6e為代表化合物,在加入抗衡離子的水溶液中應用DESMOND軟件,對復合物進行了20 ns的分子動力學模擬。模擬結果顯示,復合物及配體自身的構象在動力學條件下處于穩(wěn)定狀態(tài);化合物6h、10h及6e分別在PPARα、PPARγ和PPARδ的結合口袋中形成穩(wěn)定的相互作用。(2)借助計算機輔助藥物設計方法對Specs數(shù)據(jù)庫進行虛擬篩選,通過對接研究和ADMET預測等方法得到7個與PPARα和PPARγ結合模式好、藥動學特性較優(yōu)的化合物。以化合物ZINC36517927為代表進行分析,20 ns的分子動力學模擬驗證了蛋白-配體復合物在模擬狀態(tài)下的穩(wěn)定性。(3)以替米沙坦為結構基礎,對其結構進行修飾。通過對接研究及ADMET預測最終得到了10個新型、對接結果及藥動學參數(shù)更優(yōu)的候選化合物。對代表化合物91與受體的復合物進行20 ns的分子動力學模擬發(fā)現(xiàn),該化合物在整個動力學模擬過程中保持相對穩(wěn)定狀態(tài)。結論:本論文綜合利用分子對接、ADMET預測、分子動力學模擬等計算機輔助藥物設計方法,設計得到多組具有潛在PPARs激動活性的化合物。對其中一組化合物進行了化學合成,共得到27個目標化合物,其結構均已通過氫譜、碳譜及質譜確證。這些化合物的PPARs體外活性雖然與陽性對照相比有所差距,但相信通過后期的結構優(yōu)化及體內外藥理活性實驗,一定會為新型、高效的多靶點PPARs抗糖尿病藥物的研發(fā)提供更有價值的參考。
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R914;R96
【圖文】：

根據(jù)不同的降糖作用機理而研發(fā)出以上幾種口服有效的藥物，并這些降糖藥物對于糖尿病的治療有著積極作用，但對于一些并發(fā)毒性的危險，長期使用會引起水腫、腹瀉、低血糖等一系列嚴重需要研究并開發(fā)出新型的降糖作用好、安全系數(shù)高的藥物。發(fā)現(xiàn)，噻唑烷二酮類（TZDs）降糖藥是一類作用于過氧化物酶體γ（PPARγ）的胰島素增敏劑[8]。PPARs（Peroxisome Proliferatos，過氧化物酶體增殖物激活受體）因其在調控脂肪酸氧化、糖脂敏感性方面的顯著作用而用于新型降糖藥物的開發(fā)[9]。通過對已化學修飾或對（天然）藥物數(shù)據(jù)庫進行虛擬篩選，得到新型的 P[10, 11]。因此，以 PPARs 為靶點的新型降糖藥物的研究極為有價體超家族包括雌激素受體、甲狀腺激素受體、視黃酸受體（RA（RXRs）、PPARs 受體。PPARs 屬于該家族中的一類配體激活型要參與調節(jié)與糖脂代謝、炎癥反應等相關基因的表達，并與現(xiàn)代、糖尿病、心血管疾病、動脈粥樣硬化等代謝疾病相關[14, 15]。

賴性的轉錄激活區(qū)域（AF-2）；（5）羧基端的 F 部分的功能還未可知。PPAR 、γ 和 三種亞型都具有特定的作用及組織分布，分別由 468、479 基酸殘基組成。PPAR 是最早被克隆出的 PPARs 家族成員，主要存在于與的組織中，比如肝臟、骨骼肌、心肌、腎臟組織等，可促進脂肪酸的分解蛋白代謝，降低甘油三酯、提高高密度脂蛋白水平等作用[17, 18]。PPARγ 是的一種亞型，其在多種細胞的增殖與分化過程中起著重要的調節(jié)作用，主組織和巨噬細胞中高度表達，同時也存在于肝臟、腎、骨骼肌等組織中，脂肪細胞中脂肪的生成，調節(jié)脂肪組織中脂肪酸的積累，進而表明內源Rγ 配體可作為脂肪生成的重要調節(jié)劑[19-21]。PPARγ 與脂肪生成、胰島素敏以及能量代謝密切相關[22]。PPAR 分布廣泛、高度表達，是發(fā)育和代謝過重要的調節(jié)因子。與其他兩種類型相同，在體內廣泛存在的 PPAR 可與脂花生酸結合，從而表明它與脂肪代謝有關[23, 24]。激活 PPAR 能夠增加膽固運、調節(jié)脂質和糖類的代謝、控制能量平衡，而達到降脂、抗炎、促進傷提高高密度脂蛋白膽固醇水平、改善動脈粥樣硬化的目的[25]。此外，研究R 和小鼠的胚胎移植以及結腸腫瘤細胞的凋亡有著直接關系。

圖 1.2 代表化合物 6a (A)、6j(B)、10d(C)、10h(D)分別和 PPAR 、PPARγ、PPAR受體活性位點對接模式圖（綠色所示為原始配體）1.3 小結本實驗將苯氧基烷酸類藥物（苯扎貝特）的極性頭部和噻唑烷二酮類藥物（吡格列酮）的疏水尾部整合在一個分子中，運用藥物化學中的拼合原理及生物電子等排原理，共設計了 36 個 PPARs 配體。對接結果表明這些化合物具有較高的對接得分以及與原始配體相似的結合構象，能夠與靶點空腔較穩(wěn)定的結合，從而為新型PPARs 多靶點激動劑類降糖藥的研發(fā)奠定基礎。我們對其中與 PPARs 三個靶點的結合能力強、相互作用與陽性對照相似的化合物進行了進一步的合成，并通過活性實驗來進一步驗證對接模型及方法的可靠性和準確性，從而尋找出激動活性較高的小分子配體進行研究。

【參考文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 王雪焦;新型PPARs多靶點激動劑的設計與合成[D];天津醫(yī)科大學;2015年

本文編號：2789881