本文關(guān)鍵詞：STAT3信號(hào)通路小分子抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及生物研究

  更多相關(guān)文章： STAT3信號(hào)通路 小分子抑制劑 抗增殖活性 STAT3磷酸化 細(xì)胞凋亡 活性氧(ROS)

【摘要】：本論文由三部分組成,第一部分2-羰基苯并噻吩1,1-二氧類(lèi)化合物的合成及生物研究,第二部分為4-羰基2,6-二亞芐基環(huán)己酮類(lèi)衍生物的合成及生物研究,第三部分為吡啶并吡咯類(lèi)化合物的合成及生物研究。第一部分：2-羰基苯并噻吩1,1-二氧類(lèi)化合物的合成及生物研究。Stattic是第一個(gè)被報(bào)道的非肽類(lèi)STAT3小分子抑制劑。但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,選擇性差,成藥性不好,具有很大的改造空間。且該化合物衍生物報(bào)道很少,對(duì)于STAT3信號(hào)通路研究也不多見(jiàn)。已報(bào)道的文章中對(duì)化合物生物活性研究并不深入。因此,以Stattic為骨架進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)上的衍生,并對(duì)其進(jìn)行深入的抗腫瘤作用機(jī)制的探索具有研究?jī)r(jià)值和研究意義。本論文參照Stattic與STAT3蛋白SH2結(jié)構(gòu)域的結(jié)合模型,結(jié)合藥物設(shè)計(jì)的基本原理,合成了44個(gè)Stattic的衍生物,通過(guò)MTT實(shí)驗(yàn)對(duì)STAT3高表達(dá)的幾株腫瘤細(xì)胞進(jìn)行抑制細(xì)胞增殖的的評(píng)價(jià)。構(gòu)效關(guān)系分析,找到活性最好的化合物E28,并對(duì)其進(jìn)行了深入的生物活性研究。熒光素報(bào)告基因方法,發(fā)現(xiàn)該化合物可以有效抑制STAT3蛋白的磷酸化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該化合物可以通過(guò)誘導(dǎo)自由基的產(chǎn)生和聚集而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡�；衔顴28對(duì)P-Src,P-Erkl/2,P-mTor等STAT3磷酸化密切相關(guān)的酪氨酸激酶在0-4μM濃度范圍內(nèi)沒(méi)有抑制效果,說(shuō)明對(duì)STAT3蛋白磷酸化的抑制并不是由于作用于上游酪氨酸激酶所導(dǎo)致。Docking計(jì)算表明該化合物可以與STAT3蛋白的SH2結(jié)構(gòu)域緊密結(jié)合。所有目標(biāo)化合物均經(jīng)1H NMR,13C NMR, HRMS表征確證。第二部分：4-羰基2,6-二亞芐基環(huán)己酮類(lèi)衍生物的合成及生物研究Curcumin是從姜黃中提取出的一種成分,具有廣泛的生物價(jià)值。據(jù)報(bào)道,Curcumin可以影響JAK/STAT通路,是潛在的抗腫瘤藥物。HO-3847是由Curcumin衍生而來(lái)的一類(lèi)化合物,能夠有效抑制STAT3 (Tyr705)的磷酸化,相對(duì)于母核化合物Curcumin具有更好的抗腫瘤活性,而且對(duì)正常細(xì)胞毒性低。本文根據(jù)生物電子等排體原理,將HO-3847結(jié)構(gòu)中哌啶酮替換成環(huán)己酮,在環(huán)己酮的4位通過(guò)酰胺鍵引入不同的芳香基團(tuán)或者脂肪烴基,苯環(huán)上用不同的吸電子基團(tuán)和給電子基團(tuán)取代,定程度改變化合物的脂溶性,從而提高其抗腫瘤活性。本文最終合成了18個(gè)新型化合物。通過(guò)MTT實(shí)驗(yàn),測(cè)定該系列化合物對(duì)MDA-MB-231, A549, DU145等腫瘤細(xì)胞的抗增殖活性；分析構(gòu)效關(guān)系,鑒定出化合物13r具有較好的抗腫瘤活性,而對(duì)正常細(xì)胞表現(xiàn)出較低的毒性。通過(guò)Western Blot實(shí)驗(yàn)以及流式細(xì)胞術(shù),證實(shí)了化合物13r能夠有效抑制STAT3在Tyr705位點(diǎn)的磷酸化,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和G2/M細(xì)胞周期阻滯。所有目標(biāo)化合物均經(jīng)1N MR,13C NMR, HRMS表征確證。第三部分：吡啶并吡咯類(lèi)化合物的合成及生物研究。作為Oncrasin-1衍生物,化合物NSC-743380具有RNA聚合酶Ⅱ的抑制活性和腫瘤細(xì)胞抗增殖效果。同時(shí),該化合物可以抑制STAT3磷酸化并且對(duì)于STAT3上游酪氨酸激酶JAK2也有抑制作用。然而,化合物NSC-743380結(jié)構(gòu)中的3-羥甲基不穩(wěn)定,可能是因?yàn)?-羥甲基連在富電子的吲哚環(huán)上,使得3-羥甲基很活潑,尤其在酸性條件下,容易質(zhì)子化而脫水生成碳正離子,然后與另外一分子NSC-743380反應(yīng)生成二聚體而喪失活性。為了改善該類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)上的缺陷,本文在吲哚環(huán)上引入雜原子或連接其他吸電子基團(tuán),降低吲哚環(huán)的電子云密度,使3-羥甲基的活性下降,從而提高該類(lèi)化合物的穩(wěn)定性。最終本文合成12個(gè)化合物,并通過(guò)MTT實(shí)驗(yàn),測(cè)定了該系列化合物對(duì)MCF-7細(xì)胞的抗增殖活性；分析構(gòu)效關(guān)系,鑒定出化合物JP-3-138具有較好的活性和較好的穩(wěn)定性；而且Western Blot實(shí)驗(yàn)證實(shí)該化合物可以有效地抑制STAT3磷酸化。
【關(guān)鍵詞】：STAT3信號(hào)通路 小分子抑制劑 抗增殖活性 STAT3磷酸化 細(xì)胞凋亡 活性氧(ROS)
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R91;R914.5
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一部分：苯并噻吩1,1-二氧類(lèi)化合物的設(shè)計(jì)合成及生物研究10-66
• 一、引言10-27
• 1.1 STAT蛋白簡(jiǎn)介10
• 1.2 STAT3蛋白結(jié)構(gòu)10-11
• 1.3 STAT3蛋白信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路11-12
• 1.4 STAT3抑制劑12-21
• 1.5 STAT3與癌癥及其他疾病21-25
• 1.6 STAT3與干細(xì)胞25
• 1.7 臨床研究現(xiàn)狀25-26
• 1.8 STAT3小分子抑制劑研究展望26-27
• 二、苯并噻吩1,1-二氧類(lèi)化合物的設(shè)計(jì)27-28
• 2.1 目標(biāo)化合物設(shè)計(jì)思路27-28
• 三、合成實(shí)驗(yàn)部分28-41
• 3.1 儀器與試劑28-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟30-32
• 3.3 終產(chǎn)物~1H NMR,~(13)C NMR以及HRMS數(shù)據(jù)32-41
• 四、結(jié)果及討論41-53
• 4.1 MTT實(shí)驗(yàn)及SAR分析41-53
• 五、小結(jié)53-54
• 參考文獻(xiàn)54-66
• 第二部分：4-羰基2,6-二亞芐基環(huán)己酮類(lèi)化合物66-88
• 一、引言66-68
• 1.1 姜黃素類(lèi)化合物簡(jiǎn)介66-68
• 二、4-羰基2,6-二亞芐基哌啶酮衍生物的設(shè)計(jì)68-69
• 2.1 合成路線的設(shè)計(jì)68-69
• 三、合成實(shí)驗(yàn)部分69-76
• 3.1 儀器與試劑69-70
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟70-71
• 3.3 終產(chǎn)物~1H NMR,~(13)C NMR以及HRMS數(shù)據(jù)71-76
• 四、結(jié)果與討論76-82
• 4.1 化合物抗腫瘤細(xì)胞增殖活性76-77
• 4.2 化合物對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的選擇性77-78
• 4.3 化合物13r對(duì)STAT3磷酸化的影響78
• 4.4 化合物13r抑制IL-6誘導(dǎo)的STAT3磷酸化78-79
• 4.5 化合物13r誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡79-80
• 4.6 化合物13r引起細(xì)胞G2/M周期阻滯80-81
• 4.7 化合物13r與STAT3對(duì)接試驗(yàn)81-82
• 五、小結(jié)82-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 第三部分：吡啶并吡咯類(lèi)化合物的設(shè)計(jì)合成及活性研究88-102
• 一、引言88-89
• 1.1 Oncrasin類(lèi)衍生物簡(jiǎn)介88-89
• 二、化合物的設(shè)計(jì)及合成路線89-91
• 2.1 設(shè)計(jì)思想89-91
• 三、合成實(shí)驗(yàn)部分91-97
• 3.1 實(shí)驗(yàn)步驟91-96
• 3.2 終產(chǎn)物~1H NMR數(shù)據(jù)96-97
• 四、結(jié)果及討論97-99
• 4.1 抗腫瘤細(xì)胞增殖活性97-99
• 4.2 Western Blot實(shí)驗(yàn)測(cè)定化合物對(duì)STAT3蛋白磷酸化影響99
• 五、小結(jié)99-100
• 參考文獻(xiàn)100-102
• 附錄102-161
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文161-162
• 致謝162

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