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目的:
基于热门抗肿瘤靶点DNA甲基转移酶1(DNMT1)的晶体结构，前期课题组和上海药物所合作，利用基于分子对接的计算机虚拟筛选手段，发现了新型选择性非核苷类小分子DNMT1抑制剂DC_05以及通过相似性搜寻获得的DC_517，并测定了它们的抗肿瘤活性。在团队前期工作基础上，我们利用生物电子等排原理，在咔唑3或3，6位引入氟原子或将咔唑母核改造成杂环，同时对化合物侧链进行修饰，以期待获得一系列选择性专一活性高的非核苷类小分子DNMT1抑制剂。
方法:
1、氟取代咔唑类DNMT1抑制剂的设计和合成:
我们以2-氯苯胺或2-氯-4-氟苯胺为原料，与对氟溴苯经过Buchwald-Hartwig偶联反应，再通过过渡金属催化C-C偶联关环生成3或3，6位氟取代咔唑，然后与环氧氯丙烷经N-烷基化，得到环氧化中间体，最后与不同胺类化合物进行碱性条件的亲核取代反应，得到目标化合物30个。最后我们通过1H-NMR、13C-NMR、高分辨质谱、红外和熔点仪对重要中间体和目标化合物进行结构确证。
2、氟取代咔唑类DNMT1抑制剂的酶抑制活性研究及构效关系:
2.1 分子水平DNMT1抑制试验测定了合成的29个目标化合物对DNMT1的抑制率。
2.2 DNA甲基转移酶酶选择性试验测定了合成的29个目标合物对不同酶的选择性。
2.3 通过MTT法检测19个目标化合物的对HCT116、MNK-45、HepG2和A549四种癌细胞增殖活性的影响。
2.4 构效关系分析总结。
结果:
1、本文共合成并结构确证30个含氟取代咔唑母核的DNMT1抑制剂。
2、a)目标化合物WK-1、WK-2、WK-3、WK-4、WK-5、WK-6、WK-7、WK-12、WK-13、WK-14、WK-15、WK-17、WK-18、WK-19、WK-20、WK-22、WK-23、WK-25、WK-27对DNMT1有不同程度的抑制作用，并呈一定的剂量依赖，其中化合物WK-1、WK-12、WK-13、WK-19、WK-22、WK-23半数抑制率IC50分别为28、17、19、9.2、4.9、5.0μM。b）单分子咔唑衍生物比双分子咔唑衍生物更具有选择性。c）双分子咔唑衍生物对四种不同癌细胞抗增殖活性强于单分子咔唑衍生物，咔唑衍生物的抗增殖活性对HepG2具有更高的选择性，WK-19对MNK-45没有抗增殖活性。
结论:
本文共合成并结构确证30个含氟取代咔唑母核的DNMT1抑制剂，所有目标化合物未见文献报道。通过酶活抑制试验、甲基转移酶酶选择性试验和体外癌细胞抗增殖试验发现8个化合物WK-1、WK-12、WK-13、WK-19、WK-22、WK-23、WK-25、WK-27不仅对DNMT1有一定的抑制活性，而且对四种肿瘤细胞均有较强抑制作用。在区域Ⅰ咔唑环3或3、6位上引入氟原子对活性提高不大，相比于单氟取代衍生物，双氟原子衍生物活性更高。在区域Ⅱ咔唑母核杂环取代会降低化合物活性。在区域Ⅲ引入不同胺类侧链，在单分子咔唑衍生物中，活性最好的是具有色胺侧链的化合物，其次是含有苯乙胺类结构的化合物，最后是含有脂肪胺侧链结构的化合物;在双分子咔唑衍生物中，发现侧链结构很小的胺类衍生物活性强于苯胺或长直链胺等大结构胺类衍生物。
基于热门抗肿瘤靶点DNA甲基转移酶1(DNMT1)的晶体结构，前期课题组和上海药物所合作，利用基于分子对接的计算机虚拟筛选手段，发现了新型选择性非核苷类小分子DNMT1抑制剂DC_05以及通过相似性搜寻获得的DC_517，并测定了它们的抗肿瘤活性。在团队前期工作基础上，我们利用生物电子等排原理，在咔唑3或3，6位引入氟原子或将咔唑母核改造成杂环，同时对化合物侧链进行修饰，以期待获得一系列选择性专一活性高的非核苷类小分子DNMT1抑制剂。
方法:
1、氟取代咔唑类DNMT1抑制剂的设计和合成:
我们以2-氯苯胺或2-氯-4-氟苯胺为原料，与对氟溴苯经过Buchwald-Hartwig偶联反应，再通过过渡金属催化C-C偶联关环生成3或3，6位氟取代咔唑，然后与环氧氯丙烷经N-烷基化，得到环氧化中间体，最后与不同胺类化合物进行碱性条件的亲核取代反应，得到目标化合物30个。最后我们通过1H-NMR、13C-NMR、高分辨质谱、红外和熔点仪对重要中间体和目标化合物进行结构确证。
2、氟取代咔唑类DNMT1抑制剂的酶抑制活性研究及构效关系:
2.1 分子水平DNMT1抑制试验测定了合成的29个目标化合物对DNMT1的抑制率。
2.2 DNA甲基转移酶酶选择性试验测定了合成的29个目标合物对不同酶的选择性。
2.3 通过MTT法检测19个目标化合物的对HCT116、MNK-45、HepG2和A549四种癌细胞增殖活性的影响。
2.4 构效关系分析总结。
结果:
1、本文共合成并结构确证30个含氟取代咔唑母核的DNMT1抑制剂。
2、a)目标化合物WK-1、WK-2、WK-3、WK-4、WK-5、WK-6、WK-7、WK-12、WK-13、WK-14、WK-15、WK-17、WK-18、WK-19、WK-20、WK-22、WK-23、WK-25、WK-27对DNMT1有不同程度的抑制作用，并呈一定的剂量依赖，其中化合物WK-1、WK-12、WK-13、WK-19、WK-22、WK-23半数抑制率IC50分别为28、17、19、9.2、4.9、5.0μM。b）单分子咔唑衍生物比双分子咔唑衍生物更具有选择性。c）双分子咔唑衍生物对四种不同癌细胞抗增殖活性强于单分子咔唑衍生物，咔唑衍生物的抗增殖活性对HepG2具有更高的选择性，WK-19对MNK-45没有抗增殖活性。
结论:
本文共合成并结构确证30个含氟取代咔唑母核的DNMT1抑制剂，所有目标化合物未见文献报道。通过酶活抑制试验、甲基转移酶酶选择性试验和体外癌细胞抗增殖试验发现8个化合物WK-1、WK-12、WK-13、WK-19、WK-22、WK-23、WK-25、WK-27不仅对DNMT1有一定的抑制活性，而且对四种肿瘤细胞均有较强抑制作用。在区域Ⅰ咔唑环3或3、6位上引入氟原子对活性提高不大，相比于单氟取代衍生物，双氟原子衍生物活性更高。在区域Ⅱ咔唑母核杂环取代会降低化合物活性。在区域Ⅲ引入不同胺类侧链，在单分子咔唑衍生物中，活性最好的是具有色胺侧链的化合物，其次是含有苯乙胺类结构的化合物，最后是含有脂肪胺侧链结构的化合物;在双分子咔唑衍生物中，发现侧链结构很小的胺类衍生物活性强于苯胺或长直链胺等大结构胺类衍生物。