利用小分子探测Bcl-2和Mcl-1蛋白的p4口袋

摘要

当今时代，抗肿瘤药物研发的关注点已从传统的细胞毒剂类药物转移到了靶向抗肿瘤药物，Bcl-2-like蛋白抑制剂作为靶向抗肿瘤研究的热点，与细胞毒剂类药物相比较，具有高效、低毒、高选择性的显著优势。因此，研究Bcl-2-like蛋白靶点结构及其与小分子相互作用模式，对于研发新的毒副作用小、靶向高效抗肿瘤药物具有重要意义。
　　小分子S1是本课题组研究发现的Bcl-2/Mcl-1蛋白双抑制剂。S1的羰基模拟Bim的D67残基与Bcl-2蛋白结合位点:BH3沟槽中的R146残基和Mcl-1蛋白的R263残基形成氢键;硫吗啉取代基模拟Bim的L62残基，占据蛋白的p2口袋。
　　为了更好的模拟Bim肽段，和改善S1的成药前景，在S1与Bcl-2/Mcl-1蛋白结合模式的基础上，本论文设计合成了A、B两系列化合物，并对其进行了构效关系研究。结果表明:A、B系列化合物将小分子对BH3沟槽的占据扩大到了p4口袋;正丙胺基和正丁胺能部分占据到p4口袋，正己胺基和苯丙胺基能较好的占据p4口袋，说明Mcl-1蛋白的p4口袋比Bcl-2的宽;精氨酸残基与p4口袋之间区域不宜用大的或刚性太强基团作为连接基团，最好利用柔性较强的碳链;同时优化占据p2和p4口袋的取代基，显著增强了小分子对蛋白的亲和活性，说明S1的3，9-衍生物依然能保持S1原有的结合模式。另外，对分子优化过程进行了分析，绘制了FQ相对于分子量增长的曲线图，FQ曲线的上升趋势，证明了优化路线是合理的。本研究以后设计合成Bcl-2类抑制剂提供参考和指导。
　　本研究获得了两个亲和活性高、成药性好的小分子抑制剂——E9和E10，对Bcl-2的活性分别为73nM和30nM，分别是S1的4倍和10倍;对Mcl-1的活性分别为14nM和8nM，分别是S1的5倍和8倍。另外，对E9和E10进行了溶解性和细胞功能性测试，结果表明:相对于S1，E9和E10溶解性分别提高了13倍和4倍，显著改善了成药性。干扰RNA研究证明它们是特异的BH3模拟物。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 细胞凋亡与Bcl-2家族蛋白

1．3 Bcl-2家族蛋白的相互作用及其结构特征

1．3．1 Bcl-2家族蛋白相互作用

1．3．2 Bcl-2家族蛋白的结构特点

1．4 Bcl-2类抗凋亡蛋白小分子抑制剂进展

1．4．1 非特异BH3模拟物之小分子Bcl-2抑制剂

1．4．2 ‘特异’的BH3 mimetic的小分子Bcl-2类抑制剂

1．5 小分子药物设计方法

1．5．1 明晰药靶网络

1．5．2 发现先导化合物

1．5．3 先导化合物的优化

1．6 本论文研究的指导思想和主要目标

2 基于S1和构效关系的Bcl-2／Mcl-1蛋白双抑制剂的研究

2．1 分子设计思想及合成路线

2．1．1 分子设计思想

2．1．2 分子合成路线

2．2 实验部分

2．2．1 实验主要原料及仪器

2．2．2 实验方法

2．2．3 重要中间体的合成

2．2．4 目标化合物及其表征

3 结果与分析

3．1 探测Bcl-2和Mcl-1蛋白p4口袋的特征

3．2 同时优化S1衍生物对Bcl-2／Mcl-1蛋白P2和p4口袋的相互作用

3．3 优化过程分析

3．4 证明S1的3，9-取代衍生物是特异的BH3模拟物

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢