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《中国科学院大学(中国科学院上海药物研究所)》 2017年
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靶向肿瘤相关重要蛋白—蛋白相互作用的先导化合物发现及机制研究

乐立艳  
【摘要】:生物体内大部分生物学功能的实现都基于蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interactions,PPIs)过程。然而,由于PPIs的特殊性和作用网络的复杂性,寻找PPIs的小分子治疗药物非常具有挑战性。本论文第一章概括地介绍了蛋白-蛋白相互作用的特点和分类、可靶性预测,并举例说明了几种常见蛋白-蛋白相互作用类型的小分子药物发现的研究策略。最后对靶向PPIs小分子药物发现工作进行了小结和展望。破坏Menin与MLL融合蛋白的相互作被认为可以成为治疗MLL白血病的新策略,也可能会为其他疾病治疗提供新方向。在论文第二章中,我们使用分子对接和3D-QSAR药效团模型的方法开展靶向Menin-MLL相互作用的小分子抑制剂虚拟筛选工作。经过一系列实验验证,发现了以DCZ_M123为代表的新型骨架的Menin-MLL抑制剂能够结合到Menin蛋白上破坏Menin-MLL的相互作用(IC_(50)=4.71±0.12μM)。结合模式分析认为其能同时占据MBM1和MBM2两个疏水性口袋,而现有报道的抑制剂都是只能占据其中的MBM1口袋。论文第三章,我们从化合物成药性出发,运用骨架跃迁的方法对已上市药物进行虚拟筛选,发现药物洛哌丁胺具有弱的破坏Menin-MLL相互作用的能力(IC_(50)=69±3μM)。经过一系列化学结构改造探索,获得了活性提高近百倍的抑制剂。通过实验我们证明了以DC_YM21(IC_(50)=0.83±0.13μM)为代表的洛哌丁胺类骨架化合物能够结合到Menin蛋白的MBM1口袋,在胞外和胞内水平均可以破坏Menin-MLL的相互作用。抑制剂在经典的MLL白血病细胞上表现出了很好的靶向效应,其可以选择性抑制MLL白血病细胞的增殖、引起周期阻滞、诱导细胞分化以及下调MLL融合蛋白靶基因的转录。该工作首次报道了洛哌丁胺对Menin-MLL相互作用的抑制活性,成功地将其骨架进行了重新利用。同时,从洛哌丁胺骨架出发获得的活性化合物是新型的Menin-MLL抑制剂,拓展了Menin-MLL抑制剂的化学空间。细胞自噬与人类寿命以及多种疾病的发生发展关系密切。小分子自噬调节剂被越来越多的运用于疾病的治疗研究。LC3蛋白家族与细胞内的众多蛋白通过LIR(LC3 interaction region)区域相互作用影响细胞自噬。在论文第四章中,我们引入蛋白-蛋白相互作用的研究方法,发展了靶性LC3-LIR相互作用界面的全新机制的小分子自噬调节剂。实验证明该小分子化合物能结合在LC3B蛋白与LIR序列相互作用的一个疏水性口袋,破坏LC3B-LIR相互作用。化合物作用于细胞能够影响细胞自噬过程。该工作首次提出LC3-LIR相互作用界面作为自噬研究的靶标,并发现了破坏LC3-LIR相互作用的全新机制的自噬调节剂。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院上海药物研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R91

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