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细胞凋亡是指为维持内环境稳定由基因控制的细胞自主有序的死亡。凋亡过程的紊乱与肿瘤、自身免疫性疾病等许多疾病的发生有直接或间接的关系。Be1-2蛋白家族在细胞凋亡过程中起着重要的调控作用,其家族成员Be1-2,Be1-xL和Me1-1蛋白在多种肿瘤细胞中都存在过表达,抑制肿瘤细胞中的细胞凋亡机制。因此,通过发展靶向Be1-2,Bc1-xL或Mc1-1的有机小分子抑制剂,抑制其抗凋亡功能,从而恢复肿瘤细胞中的细胞凋亡机制,是发展分子靶向抗肿瘤药物的一种新策略。本论文工作是在前期工作中已发现的先导化合物的基础上,设计并合成了一系列衍生物,研究其结构.活性关系,最终成功获得了针对靶蛋白的活性得到显著提高的化合物。
论文第一章主要介绍了Bc1-2相关蛋白及作为抗肿瘤药物靶标的背景,已报导的针对Bc1-2蛋白家族的小分子抑制剂以及本课题组在Bc1-2蛋白家族小分子抑制剂研究方面的前期工作。
论文第二章中描述了对噻唑并[3,2-α]嘧啶类化合物的有机合成及结构优化。通过Biginelli反应和噻唑并[3,2-α]嘧啶反应,制备了Biginelli前体化合物38个,噻唑并[3,2-α]嘧啶类目标化合物226个。经过生物活性测定之后,发现其中有9个化合物针对BH3小肽与Bd-xL蛋白结合的竞争抑制常数Ki值小于100 nM,比先导化合物BI-093(Ki=1.64μM)的活性提高了15-100倍。活性最好的化合物(BCL-LZH-40)针对Bc1-XL,Bc1-2和Mc1-1蛋白的竞争性抑制常数Ki值分别为17,530和200nM,较先导化合物BI-093(Ki值1.64,2.67和1.05μM)的活性提高了5-100倍。我们还通过分子对接研究了部分活性化合物与靶蛋白Bc1-xL的结合模式,对其结构-活性关系进行了解释。
论文第三章中描述了对2-O-芳基-6-O-芳基-D-葡萄糖甲苷类化合物的合成及抗肿瘤活性研究。以D-葡萄糖为原料经6步反应以42％的收率得到共同中间体1,6:2,3-二脱水-4-O-苄基-β-D-甘露糖。再分别经6步反应,获得了30个不同取代基修饰的2-O-芳基-6-o-芳基-葡萄糖甲苷类化合物。在肿瘤细胞上的测试结果表明,此类化合物针对A549,MDA-MB-231和HeLa细胞普遍表现出抑制活性,其Ecso值在10-40/μM范围。活性最好的化合物2-47对此三种肿瘤细胞的EC50值分别为14,12和10μM。利用乙烯基乙醚临时保护基方法,制备了一系列的6位含哌嗪基苯酚单元的葡萄糖甲苷类衍生物8个,以进一步探究其6位衍生化对细胞毒性的影响。另外,在肿瘤细胞上的MTT测试发现此类化合物针对细胞可能存在一个特异的"on-off"门控机制。我们因此在化合物2-47的结构中引入荧光标记基团FITC,合成了衍生物2-103,以便于在细胞内检测此类小分子对细胞的作用机制。