氨基嘧啶类CDK4/6抑制剂的设计、合成及生物活性研究

摘要

CDK即细胞周期蛋白依赖性激酶，属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，是调控细胞周期的重要因子。根据CDK功能的不同，将其主要分为两大类:一类CDK参与细胞周期调控，主要包括CDK1、CDK2、CDK4、CDK6等;另一大类CDK参与转录调节，主要包括CDK7、CDK8、CDK9、CDK10、CDK11等。近年来，随着辉瑞的palbociclib、诺华的ribocilib以及礼来的abemaciclib的先后上市，人们对于CDK的研究兴趣被重新点燃，研究CDK抑制剂已经被越来越多的科学家关注。
　　为了寻找高活性、低毒性的新型先导化合物，本论文借鉴已上市的CDK4/6抑制剂palbociclib和ribocilib的结构特点，并以课题组前期发现的二氨基嘧啶类化合物A和B为先导化合物，采用活性亚结构的拼接和电子等排等方法，设计合成了72个二氨基嘧啶类化合物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列），并对目标化合物的合成方法进行阐述和结构表征进行确认，同时对其生物活性进行了测试并初步研究和总结了构效关系。具体研究内容概括如下:
　　1.前言:CDK6的结构及CDK的功能、CDK抑制剂的研究现状和CDK4/6抑制剂研究进望。
　　2.氨基嘧啶类化合物的设计与合成:选择CDK4/6作为靶点，以课题组前期发现的二氨基嘧啶类化合物A为先导，采用活性亚结构拼接方法，在嘧啶的2位引用吲哚环，并保留先导化合物A嘧啶的4-位取代基结构不变，设计并合成出系列Ⅰ共23个含吲哚环的二氨基嘧啶类化合物。系列Ⅱ则是在先导化合物B的基础上，保留B系列二氢蝶啶酮结构的母核。根据palbociclib跟CDK6的结合模式，引入已上市的CDK4/6抑制剂palbociclib的侧链，设计并合成出28个目标化合物。系列Ⅲ在系列Ⅱ的母核结构基础上进一步的优化，形成了大π共轭体系结构的蝶啶酮结构的母核，设计并合成了21个目标化合物。所有化合物通过了核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)、高分辨质谱(HRMS)的结构表征。
　　3.生物活性测试:采用MTT法，选取人宫颈癌细胞株(Hela)、人前列腺癌细胞株(PC-3)、人乳腺癌细胞株(MDA-MB-231)、人结肠癌细胞株(HT-29、HCT-116)对所有目标化合物进行了体外肿瘤抑制活性的测试，同时选取部分抗肿瘤活性较高的化合物测试了对正常人胚肾细胞(HEK293A、HEK293)的毒性。结果表明，系列Ⅰ的整体活性不理想，而系列Ⅱ与系列Ⅲ的大部分化合物对所选的几种肿瘤细胞均有较强的抑制作用。例如化合物Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ11、Ⅱ12、Ⅱ15、Ⅱ19、Ⅱ23、Ⅱ24、Ⅲa、Ⅲd、Ⅲe、Ⅲs、Ⅲu，对所选择的四种不同肿瘤细胞都具有较好的活性，特别是化合物Ⅱ11对4种不同的肿瘤细胞活性和阳性药palbociclib相当，而化合物活性Ⅲs对4种不同的肿瘤细胞活性要明显优于阳性药palbociclib。取化合物Ⅱ11和Ⅲs进行了流式细胞实验。结果显示，化合物Ⅱ11和Ⅲs显著阻滞Hela细胞在G2/M期。在体外肿瘤抑制活性的基础上，挑选了系列Ⅱ和系列Ⅲ并以palbociclib为阳性对照，进行了CDK4/6酶抑制活性测试，结果显示:化合物Ⅲd对CDK4/6的IC50分别为34 nM和65 nM，和阳性药palbociclib在同一水平，具有进一步研究价值。

目录

摘要

第一章前言

1 CDK6的结构及CDK功能

2 CDK抑制剂的研究情况

3 CDK4／6抑制剂研究进展

第二章含吲哚环的氨基嘧啶类CDK4／6抑制剂的设计、合成及生物活性研究

1 含吲哚环的氨基嘧啶类CDK4／6抑制剂的设计

2 含吲哚环的氨基嘧啶类CDK4／6抑制剂的合成

3 体外抗肿瘤细胞活性测试

4 结果与讨论

5 本章小结

第三章 二氢碟啶酮类CDK4／6抑制剂的设计、合成及生物活性研究

1 二氢碟啶酮类CDK4／6抑制剂的设计

2 二氢碟啶酮类化合物的合成

3 生物活性测试

4 结果与讨论

5 本章小结

第四章 碟啶酮类CDK4／6抑制剂的设计、合成及生物活性研究

1 碟啶酮类CDK4／6抑制剂的设计

2 碟啶酮类化合物的合成

3 生物活性测试

4 结果与讨论

5 本章小结

全文总结

参考文献

附录

硕士期间发表与待发表论文

致谢

声明