新型1,2,4-三唑类微管蛋白抑制剂的设计、合成及生物活性研究

摘要

微管是普遍存在于真核细胞中一种蛋白骨架，由α，β等微管蛋白亚基组成，是构成纺锤体与中心体的主要部分，参与纺锤体和染色体在细胞有丝分裂中的运动，调节细胞有丝分裂过程，对维持细胞的正常形态、生命活动具有至关重要的意义。现代科学早已表明肿瘤细胞能不受限制地进行有丝分裂，而细胞进行有丝分裂必须依靠微管形成的纺锤体，由此可见抑制肿瘤细胞微管蛋白的正常生理功能对于治疗肿瘤是一种非常有效的机制。近年来随着药物化学与药理学的飞速发展，人们对于微管之于肿瘤的治疗有了更加深刻的了解，微管蛋白抑制剂已经成为治疗肿瘤药物的热门研究领域。
　　最初报道的微管蛋白抑制剂主要是一些活性非常好的天然产物，比如秋水仙碱、CA-4、长春碱、紫杉醇等，随着有机合成与计算机辅助药物设计技术的飞速发展，大量结构新颖的小分子微管蛋白抑制剂被发现。其结构主要大致有三唑类、吡啶类、咪唑类、磺酰胺类、吲哚类、嘧啶类等。其中，具有三唑环的小分子化合物因具有更好的生物活性，且结构简单、易于合成，成为小分子微管蛋白抑制剂中的热点。
　　基于以上研究背景，本论文借鉴高活性微管蛋白抑制剂CA-4的结构特点，并以课题组前期发现的具有较高肿瘤抑制活性的三唑类化合物TR-33为先导，设计合成了69个未见文献报道的新型1，2，4-三唑类化合物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列）。具体研究内容初步概括如下:
　　1、以课题组前期发现的具有较高肿瘤抑制活性的化合物TR-33为先导，分析其构效关系并其进行结构优化。系列Ⅰ是以化合物TR-33为先导化合物，对其B部位进行结构修饰和改造而设计合成的，共计22个化合物。系列Ⅱ则是参考CA-4的构效关系，保留了TR-33的A部分，将C部位的异吲哚基团去除，并对其B部位进行结构修饰和改造设计合成了一类全新的3，4，5-三取代三唑衍生物，共24个化合物。
　　2、以CA-4的结构为先导，以细胞活性较好的系列Ⅱ化合物结构为基础设计了一系列三唑并噻二嗪类化合物系列Ⅲ，共23个化合物
　　3、采用MTT法，选取人宫颈癌细胞株(HeLa)、人结肠癌细胞株(HT-29)、人结肠癌细胞株(HCT-116)、人前列腺癌细胞株(PC-3)、人乳腺癌细胞株（MCF-7）、人肝癌细胞株(HepG2)、人肺癌细胞株(A549)、人结肠癌细胞株(HT-29)、人胃癌细胞株(MKN-45)中的四种对所有目标化合物进行了体外肿瘤抑制活性的测试，并选取了活性最佳的化合物进行了流式细胞实验。
　　4、在体外肿瘤抑制活性的基础上，挑选了活性较好的代表性化合物，并以CA-4为阳性对照，进行了微管蛋白聚合抑制活性测试。
　　5、为了深入解析N-氨基-1，2，4-三唑衍生物与微管蛋白的可能的结合模式，采用分子对接的方法研究了活性最好的化合物Ⅱm与微管蛋白秋水仙碱位点的结合模式，并计算了体系的结合自由能。

目录

摘要

第一章 前言

1．1 微管蛋白的结构及功能

1．1．1 微管蛋白的结构

1．1．2 微管蛋白的生物学功能

1．2 微管蛋白抑制剂的抗肿瘤机制和概况

1．3 微管蛋白抑制剂的研究现状及进展

1．3．1 作用于秋水仙碱位点的微管蛋白抑制剂

1．3．2 作用于长春碱位点的微管蛋白抑制剂

1．3．3 作用于紫杉醇位点的微管蛋白抑制剂

第二章 3，4，5-三取代三唑衍生物的设计、合成及生物活性研究

2．2 3，4，5-三取代三唑衍生物的合成

2．2．1 合成路线的设计与选择

2．2．2 仪器与试剂

2．2．3 中间体的合成

2．2．4 目标化合物的合成与结构表征

2．3 生物活性测试

2．3．1 体外抗肿瘤活性测试

2．3．2 微管蛋白聚合抑制实验

2．4 计算机模拟分子对接

2．5 结果与讨论

2．5．1 体外抗肿瘤活性

2．5．2 微管蛋白聚合抑制活性

2．5．3 计算机模拟分子对接

2．6 本章小结

第三章 三唑并噻二嗪类化合物的设计、合成及生物活性研究

3．1 三唑并噻二嗪类化合物的设计

3．2 三唑并噻二嗪类化合物的合成

3．2．1 合成路线的设计与选择

3．2．2 仪器与试剂

3．2．3 中间体的合成

3．2．4 目标化合物系列Ⅲ的合成

3．2．5 目标化合物Ⅲ的结构表征

3．2．6 目标化合物Ⅲ的图谱解析

3．3 生物活性测试

3．3．1 体外抗肿瘤活性测试

3．3．2 微管蛋白聚合抑制实验

3．4 结果讨论

3．4．1 体外抗肿瘤活性

3．4．2 微管蛋白聚合抑制活性

3．5 本章小结

全文总结

参考文献

附录

攻读学位期间发表论文

致谢

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