Aurora激酶小分子抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及抗腫瘤活性研究.pdf

1、癌癥化療為二十世紀(jì)下半世紀(jì)出現(xiàn)的重要醫(yī)學(xué)進(jìn)展之一。但是，傳統(tǒng)細(xì)胞毒化療還存在嚴(yán)重缺限，如選擇性差、毒副作用強(qiáng)、易產(chǎn)生耐藥性等缺點(diǎn)。隨著分子生物學(xué)、腫瘤病理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、腫瘤基因?qū)W等研究的不斷深入，當(dāng)前基于腫瘤關(guān)鍵分子通路及細(xì)胞有絲分裂中的調(diào)節(jié)因子靶點(diǎn)的治療機(jī)制，已引起相當(dāng)?shù)呐d趣。Aurora激酶家族是有絲分裂的關(guān)鍵調(diào)控因子，用于維持基因組的穩(wěn)定。在腫瘤中，aurora激酶經(jīng)常發(fā)生過量表達(dá)。例如，腫瘤中AuroraA經(jīng)常發(fā)生擴(kuò)增，表明這

2、種蛋白在腫瘤形成或惡化中具有重要作用。Aurora蛋白激酶調(diào)控有絲分裂的多個(gè)步驟，包括中心體復(fù)制、兩極有絲分裂紡錘體的形成、有絲分裂紡錘體染色體排列和精確監(jiān)控紡錘體檢查點(diǎn)本身。隨著靶向作用于Aurora激酶的小分子抑制劑AZD1152、AT9383以及MLN8237等進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)，更是說明了Aurora激酶作為抗腫瘤的靶點(diǎn)越來越受到人們的重視。
　　 本部分綜述了Aurora激酶的結(jié)構(gòu)、亞型、生物學(xué)功能及Aurora激酶小分子抑

3、制劑的研究進(jìn)展。通過對(duì)已報(bào)道Aurora激酶小分子抑制劑的結(jié)構(gòu)和活性分析，總結(jié)出構(gòu)效分析，并運(yùn)用藥物設(shè)計(jì)的基本原理，進(jìn)行嘧啶類、吡唑苯并咪唑類以及喹唑啉類Aurora激酶小分子抑制劑的設(shè)計(jì)、合成、抗腫瘤活性記以及構(gòu)效關(guān)系方面的研究工作，本部分論文主要包括以下內(nèi)容：
　　 1、以VX-680為先導(dǎo)化合物，運(yùn)用藥物設(shè)計(jì)的基本原理，設(shè)計(jì)合成了4-苯胺基嘧啶類2個(gè)系列共計(jì)26個(gè)目標(biāo)化合物，均未見文獻(xiàn)報(bào)道。目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)均經(jīng)1H-NMR

4、、13C-NMR、IR、MS和EA確證。
　　 2、以AT-9283為先導(dǎo)化合物，運(yùn)用藥物設(shè)計(jì)的基本原理，設(shè)計(jì)合成了吡唑-苯并咪唑類共計(jì)15個(gè)目標(biāo)化合物，均未見文獻(xiàn)報(bào)道。目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)均經(jīng)1H-NMR、13C-NMR、IR、MS和EA確證。
　　 3、以ZM447439為先導(dǎo)化合物，運(yùn)用藥物設(shè)計(jì)的基本原理，設(shè)計(jì)合成了4-芳香胺基喹唑啉類共計(jì)9個(gè)目標(biāo)化合物，均未見文獻(xiàn)報(bào)道。目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)均經(jīng)1H-NMR、13C-NMR

5、、IR、MS和EA確證。
　　 4.、合成了陽性對(duì)照藥VX-680、AT-9283以及ZM447439并對(duì)其反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化。
　　 5、對(duì)50個(gè)目標(biāo)化合物進(jìn)行了體外抗腫瘤活性測(cè)試，Ⅵ及Ⅶ系列26個(gè)目標(biāo)化合物中有6個(gè)化學(xué)物能夠抑制慢性髓細(xì)胞白血病（K562）和人急性單核細(xì)胞白血病細(xì)胞株（U937），其中對(duì)K562的抑制活性雖然較陽性對(duì)照藥VX-680差些，但是對(duì)U937的抑制活性與陽性對(duì)照藥相當(dāng)，其中Ⅵ-005、Ⅵ-0

6、07、Ⅵ-008、Ⅵ-010和Ⅵ-011對(duì)U937細(xì)胞的活性均超過陽性對(duì)照藥，可以做進(jìn)一步活性研究；AM及AN系列15個(gè)目標(biāo)化合物中除了AM-007、AM-008以及AM-009以外的12個(gè)化合物均能夠明顯抑制慢性髓細(xì)胞白血?。↘562）和人急性單核細(xì)胞白血病細(xì)胞株（U937），且活性與陽性對(duì)照藥AT-9283相當(dāng)。其中AM-001、AM-005、AM-006、AN-001及AN-002對(duì)U937細(xì)胞的抑制活性，以及AM-005對(duì)K56

7、2細(xì)胞的抑制活性均超過了陽性對(duì)照藥，而且化合物AM-005對(duì)兩種類型白血病細(xì)胞的抑制活性均是陽性對(duì)照藥的5倍左右，值得進(jìn)一步做酶活性以及體內(nèi)活性刷選研究；K系列9個(gè)目標(biāo)化合物中有5個(gè)化合物能夠明顯抑制慢性髓細(xì)胞白血?。↘562）和人急性單核細(xì)胞白血病細(xì)胞株（U937），且5個(gè)化合物的抑制活性均超過了陽性對(duì)照藥ZM447439，特別是化合物K-003和K-004，可以做進(jìn)一步篩選研究。
　　 6、據(jù)生物活性測(cè)試結(jié)果，對(duì)目標(biāo)化合物構(gòu)

8、效關(guān)系進(jìn)行了總結(jié)。Ⅵ及Ⅶ系列化合物中，嘧啶母核2位的硫原子電子等排為氧原子時(shí)，活性將降低。嘧啶母核4位的氨基吡唑換為苯胺基將使活性降低。化合物在4-苯胺取代基的苯環(huán)上3位和4位均有小的親脂性取代基，其中以三氟甲基取代基最佳，可能是由于三氟甲基取代基可以與Lys143殘基相互作用，從而增加配體對(duì)激酶的親和性；AM及AN系列化合物中，將陽性對(duì)照藥AT-9283結(jié)構(gòu)中的脲基進(jìn)行環(huán)合，得到一“擬脲”結(jié)構(gòu)的嘧啶環(huán)，其活性保持。其中嘧啶環(huán)2位以小的

9、親脂性取代基取代時(shí)，活性較好，其中甲硫基最佳，甲基次之。嘧啶環(huán)2位如果為帶有酰胺基團(tuán)的大的取代基取代時(shí)，雖然酰胺基團(tuán)也可以與激酶之間形成氫鍵作用，但是由于分子結(jié)構(gòu)過大及空間位阻等原因，活性反而降低；K系列化合物中，苯環(huán)3’位氨基嘧啶取代對(duì)活性有一定的影響，因?yàn)榘被系牡优c激酶問有氫鍵作用，增加了配體與激酶的親和力，從而使活性提高。此外，還對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行了分子對(duì)接研究，為進(jìn)一步的化合物設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了依據(jù)。
　　 現(xiàn)代新

10、藥研究與開發(fā)的關(guān)鍵是尋找、確定和制備藥物篩選的藥靶基因組。癌癥成為當(dāng)今人類一大天敵，因而抗腫瘤藥靶點(diǎn)的尋找和確證也就成了科學(xué)家們研究的重點(diǎn)。
　　 為了盡快發(fā)掘具有可能成為疾病標(biāo)志物或藥物作用靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)，蛋白組學(xué)技術(shù)向高通量和自動(dòng)化方向發(fā)展，而高靈敏度、高準(zhǔn)確度和高重現(xiàn)性為評(píng)什技術(shù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。其中ABPP技術(shù)主要研究與藥物發(fā)現(xiàn)相關(guān)的蛋白質(zhì)功能，它彌補(bǔ)了其他蛋白質(zhì)組學(xué)方法的不足，已經(jīng)成為功能蛋白質(zhì)組學(xué)研究的主要策略之一。ABPP

11、技術(shù)運(yùn)用基于活性分子設(shè)計(jì)合成的高選擇性的分子探針（activity-based probe，ABP），通常光親和ABPs探針分子包括活性部位（activity unit）、光親合標(biāo)記基團(tuán)、連接部位及報(bào)告基團(tuán)。
　　 本部分綜述了蛋白質(zhì)組學(xué)的定義、分類及其在藥物中的應(yīng)用，同時(shí)還綜述了ABPs的基本結(jié)構(gòu)及在與癌癥相關(guān)靶酶發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用。通過對(duì)ABPs結(jié)構(gòu)的總結(jié)，以本課題組研發(fā)的抗腫瘤小分子為活性部位，生物素為報(bào)告基團(tuán)，設(shè)計(jì)、合成兩個(gè)選

12、擇性ABPs，以及體外生物標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，本部分主要包括以下內(nèi)容：
　　 1、以4-苯胺基喹唑啉類結(jié)構(gòu)的抗腫瘤小分子為活性基團(tuán)，生物素為報(bào)告基團(tuán)、4-氨基丁酸為連接部位，設(shè)計(jì)并合成了一個(gè)活性小分子探針；同時(shí)以4-苯胺基喹唑啉類結(jié)構(gòu)的抗腫瘤小分子為活性基團(tuán)，生物素為報(bào)告基團(tuán)、4-氨基丁酸為連接部位，二苯甲酮為光親和標(biāo)記基團(tuán)，設(shè)計(jì)并合成一個(gè)光親和活性小分子探針。目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)均經(jīng)1H-NMR和MS確證。
　　 2、以合成得到的光