基于结构的Plk1选择性抑制剂的设计、合成及抗肿瘤活性研究

摘要

Polo样激酶(polo-like kinase，Plk)是一类广泛存在于真核生物中的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。其中，Plk1调控细胞有丝分裂多个环节，在80％人类肿瘤细胞中过度表达，包括乳腺癌、结肠直肠癌、前列腺癌、胰腺癌、非小细胞肺癌、卵巢癌等，但在正常组织中很少表达。抑制Plk1的活性可以产生良好的抗癌效果，因而Plk1是一个很好的抗肿瘤药物研发的靶点。目前，已有众多Plk1小分子靶向抑制剂被报道，但仍存在着Plk家族内部选择性差、药代动力学方面的诸多问题，开发特异性、可口服的Plk1抑制剂因此至关重要。
　　本研究采用基于结构的药物设计理论，以首个进入临床实验的Plk1抑制剂BI2536为先导化合物，保留其核心药效团骨架，利用家族内部氨基酸残基的细微差异，进行特异性的结构修饰从而达到提高活性与选择性的目的，再利用计算机辅助软件进行虚拟评价，设计并合成了27个结构新颖的全新化合物。最后，采用体外激酶抑制实验与抗肿瘤细胞株实验对化合物进行生物学评价。
　　测试结果表明，所设计的大部分化合物均对Plk1产生了低纳摩尔浓度的抑制活性以及家族内部的选择性。其中化合物C2对Plk1的IC50值达到了4.134 nM，优于阳性对照物BI2536和十字孢碱，并且将家族内部Plk2、Plk3的选择性分别提高至54倍和35倍。同时该化合物对体外MCF-7、K562、Hela癌细胞株盼抑制活性分别为40.69 nM、41.67 nM、37.71 nM，同样优于阳性对照物BI2536与紫杉醇。
　　本课题初步筛选出了一系列高效、低毒、结构新颖的Plk1抑制剂，为进一步开发新型高效的抗癌药物奠定了基础。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 Plk1的结构与功能

1．2．1 Plk1的结构

1．2．2 Plk1的生物体功能

1．2．3 Plk1与肿瘤的发生

1．3 Plk1抑制剂的研究进展

1．3．1 二氢蝶啶酮类(BI 2536／BI 6727)

1．3．2 噻吩类化合物(GSK461364)

1．3．3 苄苯乙烯砜类化合物(ON01910)

1．3．4 N杂均二苯乙烯类化合物(HMN-176／HMN-214)

1．3．5 4，5-二氢-1H-喹唑啉并吡唑类化合物(NMS-P937)

1．3．6 嘧啶并二氮卓酮类化合物(TAK-960)

1．3．7 Ⅱ型抑制剂(SBE-13)

1．3．8 PBD抑制剂(百里香醌、Poloxin)

1．4 Plks家族选择性抑制剂的发展瓶颈

1．5 本课题研究目的和研究内容

1．5．1 研究目的

1．5．2 研究内容

1．5．3 拟解决的问题

第二章 目标化合物的设计

2．1 计算机辅助药物设计的兴起

2．2 抑制剂的设计思路

2．3 分子对接(Docking)

第三章 Plk1选择性抑制剂的合成

3．1 引言

3．2 实验试剂与仪器

3．2．1 实验仪器

3．2．2 实验试剂

3．2．3 实验部分

3．3 化合物的表征

3．4 本章小结

第四章 二氢蝶啶酮类衍生物的生物活性评价

4．1 实验所需试剂与仪器

4．1．1 实验仪器

4．1．2 实验试剂

4．2 Plk家族激酶半数抑制浓度的测定

4．2．1 实验内容

4．2．1 结果讨论

4．3 抗肿瘤细胞活性评价

4．3．1 MTT法简介

4．3．2 实验步骤

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况