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艾滋病(全称获得性免疫缺陷综合征)是由人类免疫缺陷病毒而引起的致命性的慢性传染病。1996年,世界权威杂志《科学》和《自然》同时发表文章表明:CCR5受体为HIV病毒感染细胞必需的一个辅助受体,CCR5受体调节剂很可能成为抗HIV药物作用的一个重要靶点。目前,世界一些著名的制药公司已经开发了一系列的高活性的CCR5小分子抑制剂,这些小分子抑制剂包括:苯并环庚类烯类化合物、双哌啶类化合物、链状酰胺类化合物、取代的吡咯烷类化合物和螺环双酮类化合物等。而且,在这些化合物中,有一些高活性和低毒性的代表性药物已经进入临床试验的各个阶段。其中,带“托烷结构”的链状酰胺类化合物是如今研究的热点,其代表性的化合物"Maravirok"已经于2007年8月6日被美国食品与药物管理局批准为新一类抗逆转录酶病毒药物。
本课题的研究思路是通过对近年的文献中高活性化合物的结构和活效的关系分析,运用电子等排体替换和基团修辞等药物设计的原则,设计出新结构的CCR5小分子抑制剂。本课题的主要研究内容包括:设计、合成具有独立知识产权的CCR5类抗HIV小分子抑制剂类化合物;并研究这系列化合物的结构与活性的关系,为后续的分子设计建立理论基础。
本课题主要设计了四类CCR5小分子抑制剂,一共包括24个化合物(0a-f、1a-f、2a-h、3a-d)。前期的化合物0b表现了一定的抗HIV活性,半数有效抑制浓度值为5.7μM。根据这个化合物的分子结构特点,我们设计了哌嗪类和咪唑类的苯甲酰胺化合物。最后,通过组合化学的方法,优化了上述系列化合物的合成路线;通过质谱和核磁共振的分析方法完成了化合物的结构表征。
上述化合物对HIV-1菌株Bal(R5)感染淋巴组织样细胞系5.25M7细胞的抑制活性的测定工作是由美国纽约血液中心完成的。活性结果表明:24个系列化合物中有18个化合物表现出了不同程度的抗HIV活性,另外6个化合物无抗HIV的活性。通过哌嗪类化合物1a-d和咪唑类化合物2a-d的活性比较表明:亚甲基右侧连接苯并咪唑的化合物的活性明显高于连接哌嗪的化合物。但是,通过化合物1e-f和2e-f的活性比较表明:亚甲基右侧的连接基团对左侧含有“吡啶-嘧啶-苯环”基团的化合物影响较小。
本课题中的优选化合物2a具有较好抑制活性(半数有效抑制浓度为0.41μM)和比较理想的细胞毒性(致半数细胞毒性浓度为119.59μM),这个化合物也成为本课题组以后分子设计的一个重要的先导化合物。上述化合物的构效关系的分析表明:对于这系列化合物的设计,苯甲酰胺的活性中心应该继续保留,左侧带有空间构效的托烷基团和右侧的苯并咪唑基团可以进行适当的电子等排变换和修饰,以探索活性更优的新化合物。