發(fā)布時(shí)間：2020-08-12 02:02

【摘要】：目的:噻唑烷二酮類(lèi)(TZDs)降糖藥是一類(lèi)作用于PPARγ的胰島素增敏劑,該藥在發(fā)揮降糖作用的同時(shí)會(huì)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(yīng)用。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,PPARα/γ雙靶點(diǎn)藥物可在發(fā)揮PPARγ介導(dǎo)的降糖作用的同時(shí),利用其自身激活α亞型所引起的促脂肪酸氧化等作用來(lái)減輕PPARγ激動(dòng)劑固有的副作用�，F(xiàn)如今,開(kāi)發(fā)具有降糖作用的PPARs多靶點(diǎn)藥物已成為研究機(jī)構(gòu)及制藥公司的熱點(diǎn)。本論文主要以已知的PPARs激動(dòng)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),借助計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)手段,設(shè)計(jì)并合成新型的、對(duì)PPARs具有高親和力的多靶點(diǎn)激動(dòng)劑,并對(duì)已合成的化合物進(jìn)行體外活性的研究。方法:(1)根據(jù)藥物化學(xué)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(gè)分子中,用不同取代基進(jìn)行替換,設(shè)計(jì)出一系列具有潛在激動(dòng)活性的羧酸類(lèi)及四氮唑類(lèi)PPARs激動(dòng)劑。根據(jù)虛擬篩選的結(jié)果及實(shí)驗(yàn)可行性分析,設(shè)計(jì)合理的合成路線。以間苯二酚或?qū)Ρ蕉訛槠鹗荚?經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)得到目標(biāo)化合物,其結(jié)構(gòu)通過(guò)核磁共振氫譜、碳譜及質(zhì)譜進(jìn)行確證。并采用PPARα/γ/δ活性評(píng)價(jià)的細(xì)胞模型,評(píng)價(jià)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(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)方法對(duì)Specs數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選,以期得到高效的、具有潛在激動(dòng)活性的PPARα/γ雙靶點(diǎn)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(dòng)活性,并以其結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),對(duì)結(jié)構(gòu)中的遠(yuǎn)端的苯并咪唑環(huán)、聯(lián)苯部分及羧酸基團(tuán)進(jìn)行修飾或替換。聯(lián)合應(yīng)用分子對(duì)接、ADMET預(yù)測(cè)、分子動(dòng)力學(xué)模擬等計(jì)算機(jī)輔助手段,以期得到同時(shí)具有AT_1R阻斷活性及PPARγ激動(dòng)活性的雙靶點(diǎn)化合物。結(jié)果:(1)本論文根據(jù)藥物化學(xué)中的拼合原理及生物電子等排原理,共設(shè)計(jì)得到36個(gè)目標(biāo)化合物。通過(guò)對(duì)虛擬篩選的結(jié)果及實(shí)驗(yàn)可行性進(jìn)行分析,最終合成27個(gè)化合物,其結(jié)構(gòu)均已通過(guò)氫譜、碳譜以及質(zhì)譜進(jìn)行確證。體外激活活性發(fā)現(xiàn),通過(guò)與PPARs陽(yáng)性對(duì)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(jìn)而計(jì)算得出各自的半數(shù)有效濃度EC_(50)值及效能。在活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)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(yīng)用DESMOND軟件,對(duì)復(fù)合物進(jìn)行了20 ns的分子動(dòng)力學(xué)模擬。模擬結(jié)果顯示,復(fù)合物及配體自身的構(gòu)象在動(dòng)力學(xué)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(jié)合口袋中形成穩(wěn)定的相互作用。(2)借助計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)方法對(duì)Specs數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選,通過(guò)對(duì)接研究和ADMET預(yù)測(cè)等方法得到7個(gè)與PPARα和PPARγ結(jié)合模式好、藥動(dòng)學(xué)特性較優(yōu)的化合物。以化合物ZINC36517927為代表進(jìn)行分析,20 ns的分子動(dòng)力學(xué)模擬驗(yàn)證了蛋白-配體復(fù)合物在模擬狀態(tài)下的穩(wěn)定性。(3)以替米沙坦為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾。通過(guò)對(duì)接研究及ADMET預(yù)測(cè)最終得到了10個(gè)新型、對(duì)接結(jié)果及藥動(dòng)學(xué)參數(shù)更優(yōu)的候選化合物。對(duì)代表化合物91與受體的復(fù)合物進(jìn)行20 ns的分子動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn),該化合物在整個(gè)動(dòng)力學(xué)模擬過(guò)程中保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)論:本論文綜合利用分子對(duì)接、ADMET預(yù)測(cè)、分子動(dòng)力學(xué)模擬等計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)得到多組具有潛在PPARs激動(dòng)活性的化合物。對(duì)其中一組化合物進(jìn)行了化學(xué)合成,共得到27個(gè)目標(biāo)化合物,其結(jié)構(gòu)均已通過(guò)氫譜、碳譜及質(zhì)譜確證。這些化合物的PPARs體外活性雖然與陽(yáng)性對(duì)照相比有所差距,但相信通過(guò)后期的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及體內(nèi)外藥理活性實(shí)驗(yàn),一定會(huì)為新型、高效的多靶點(diǎn)PPARs抗糖尿病藥物的研發(fā)提供更有價(jià)值的參考。
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：R914;R96
【圖文】：

根據(jù)不同的降糖作用機(jī)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(duì)于糖尿病的治療有著積極作用，但對(duì)于一些并發(fā)毒性的危險(xiǎn)，長(zhǎng)期使用會(huì)引起水腫、腹瀉、低血糖等一系列嚴(yán)重需要研究并開(kāi)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(lèi)（TZDs）降糖藥是一類(lèi)作用于過(guò)氧化物酶體γ（PPARγ）的胰島素增敏劑[8]。PPARs（Peroxisome Proliferatos，過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體）因其在調(diào)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(kāi)發(fā)[9]。通過(guò)對(duì)已化學(xué)修飾或?qū)Γㄌ烊唬┧幬飻?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選，得到新型的 P[10, 11]。因此，以 PPARs 為靶點(diǎn)的新型降糖藥物的研究極為有價(jià)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(lèi)配體激活型要參與調(diào)節(jié)與糖脂代謝、炎癥反應(yīng)等相關(guān)基因的表達(dá)，并與現(xiàn)代、糖尿病、心血管疾病、動(dòng)脈粥樣硬化等代謝疾病相關(guān)[14, 15]。

賴性的轉(zhuǎn)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(jìn)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(xì)胞的增殖與分化過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用，主組織和巨噬細(xì)胞中高度表達(dá)，同時(shí)也存在于肝臟、腎、骨骼肌等組織中，脂肪細(xì)胞中脂肪的生成，調(diào)節(jié)脂肪組織中脂肪酸的積累，進(jìn)而表明內(nèi)源Rγ 配體可作為脂肪生成的重要調(diào)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(guān)[22]。PPAR 分布廣泛、高度表達(dá)，是發(fā)育和代謝過(guò)重要的調(diào)節(jié)因子。與其他兩種類(lèi)型相同，在體內(nèi)廣泛存在的 PPAR 可與脂花生酸結(jié)合，從而表明它與脂肪代謝有關(guān)[23, 24]。激活 PPAR 能夠增加膽固運(yùn)、調(diào)節(jié)脂質(zhì)和糖類(lèi)的代謝、控制能量平衡，而達(dá)到降脂、抗炎、促進(jìn)傷提高高密度脂蛋白膽固醇水平、改善動(dòng)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(jié)腸腫瘤細(xì)胞的凋亡有著直接關(guān)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(diǎn)對(duì)接模式圖（綠色所示為原始配體）1.3 小結(jié)本實(shí)驗(yàn)將苯氧基烷酸類(lèi)藥物（苯扎貝特）的極性頭部和噻唑烷二酮類(lèi)藥物（吡格列酮）的疏水尾部整合在一個(gè)分子中，運(yùn)用藥物化學(xué)中的拼合原理及生物電子等排原理，共設(shè)計(jì)了 36 個(gè) PPARs 配體。對(duì)接結(jié)果表明這些化合物具有較高的對(duì)接得分以及與原始配體相似的結(jié)合構(gòu)象，能夠與靶點(diǎn)空腔較穩(wěn)定的結(jié)合，從而為新型PPARs 多靶點(diǎn)激動(dòng)劑類(lèi)降糖藥的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。我們對(duì)其中與 PPARs 三個(gè)靶點(diǎn)的結(jié)合能力強(qiáng)、相互作用與陽(yáng)性對(duì)照相似的化合物進(jìn)行了進(jìn)一步的合成，并通過(guò)活性實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證對(duì)接模型及方法的可靠性和準(zhǔn)確性，從而尋找出激動(dòng)活性較高的小分子配體進(jìn)行研究。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王雪焦;新型PPARs多靶點(diǎn)激動(dòng)劑的設(shè)計(jì)與合成[D];天津醫(yī)科大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2789881