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新型苯磺酰胺类Bcl-2蛋白抑制剂的设计、合成及初步活性研究

王刚  
【摘要】:苯磺酰胺类结构是药物中重要的部分,有着广泛的生物活性。其最早在临床上的应用是作为抗菌药,已有几十年的历史。随着研究的深入,人们发现该类结构的衍生物具有利尿、抗甲状腺、抗糖尿病等更为广泛的生物活性,现在己有格列本脲、格列齐特、氢氯噻嗪等药物应用于临床治疗。近年来,大量的N-取代苯磺酰胺类化合物被报道具有抗肿瘤活性,其中一些化合物己进入临床试验阶段。这些化合物的靶点和作用机制各不相同,包括碳酸酊酶抑制剂、组蛋白去乙酰酶抑制剂、微管蛋白抑制剂、Bcl-2蛋白家族抑制剂和蛋白激酶抑制剂等。根据大量文献调研,结合计算机辅助设计和本课题组的前期研究的成果,我们设计、合成了两类不同结构的N-取代苯磺酰胺类化合物,期望发现具有Bcl-2蛋白抑制活性的新型苯磺酰胺类化合物。第一类N-苯基哌嗪取代的苯磺酰胺类衍生物是基于Bcl-2蛋白结构与ABT-737结合的特征,运用分子对接的方法,对ABT-737的结构进行简化得来。并考察不同电性取代的苯磺酰胺片段对活性的影响。同时,在苯基哌嗪的苯环上引入不同芳氧基醚苯基的结构或者苯并呋喃结构,考察不同芳氧基苯基取代基对活性的影响。另外,在分子对接中,保留ABT-737本来结构中的苯基哌嗪结构和4-氯联苯甲基结构不变,将苯磺酰基片段去除,设计了另一类简化ABT-737的结构。通过在苯基哌嗪的苯基上引入苯氧基和不同电性的取代基团,如硝基、氨基和氨基磺酰基等,考察苯环上电性变化的影响。设计、合成所得的20个目标化合物经过细胞水平抗增殖活性实验(MTT法)和基于荧光偏振的Bcl-2蛋白结合实验进行评价。筛选结果发现了多数目标化合物与靶蛋白Bcl-2蛋白结合能力很差,但部分化合物具有较强的抑制肿瘤细胞增殖能力。如目标化合物20对多种肿瘤细胞增殖的抑制作用较好,其中对人乳腺癌细胞MDA-MB-231的抗肿瘤增殖活性与阳性对照相当。第二类N-乙内酰脲环取代的苯磺酰胺类衍生物设计是基于Bcl-2蛋白抑制剂WL-276作为先导物,结合本课题组前期的构效关系研究结果,根据生物电子等排原理,用乙内酰脲环替代了先导物WL-276的绕丹宁环,同时考察了侧链的不同取代基和连接方式。所合成的30个目标化合物首先通过荧光偏振法(FP)测定了其竞争结合Bcl-2蛋白的实验。在此基础上,选取其中5个活性最好的化合物(34,35,37,38和43),继续考察它们与Bcl-xL和Mcl-1这两种抗凋亡蛋白的结合实验。结果显示,目标化合物34和38对于三种Bcl-2蛋白有相似的结合力;而目标化合物35和37对于Bcl-xL和Mcl-1没有明显的结合能力,表明了它们对Bcl-2蛋白亚型的结合有特异性。上述5个活性最好的化合物还继续进行了抗肿瘤细胞增殖实验的评价,共选取了三种不同的肿瘤细胞株(人慢性髓性白血病细胞K562、人前列腺癌细胞PC-3和人乳腺癌细胞MDA-MB-231)。它们均对这三种肿瘤细胞株具有良好的抑制作用,其中化合物34和38抑制肿瘤细胞的增殖作用好于其他化合物,特别是38对于肿瘤细胞株K562和PC-3的抑制能力要略优于阳性对照 WL-276。综上所述,本论文共合成68个新化合物,其中新中间体18个,新目标化合物50个。所有目标化合物结构均进行了熔点、1H-NMR及高分辨质谱确证。对于中间体进行了1H-NMR和电喷雾质谱ESI-MS的结构确证。分析上述两类结构不同的N-取代苯磺酰胺类化合物在Bcl-2蛋白结合和抗肿瘤增殖活性方面的评价结果,有助于未来发现活性更好的苯磺酰胺类Bcl-2蛋白抑制剂。


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