STAT3和FABP4小分子抑制劑的設(shè)計(jì)合成和生物活性研究.pdf

1、本論文第一部分為STAT3小分子抑制劑的設(shè)計(jì)合成和生物活性研究。
　　信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）為細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，抑制其過度的表達(dá)為治療腫瘤的手段之一。STAT3作為腫瘤治療的新靶點(diǎn)受到越來越多的關(guān)注，近年已有大量關(guān)于STAT3抑制劑及其抗腫瘤活性的研究報(bào)道，其中有些化合物已經(jīng)進(jìn)入臨床研究，為新型抗腫瘤藥物的研究帶來了新的機(jī)遇。
　　我們采用計(jì)算機(jī)高通量虛擬篩選技術(shù)篩選STAT

2、3小分子抑制劑，針對(duì)STAT3SH2結(jié)構(gòu)域pTyr結(jié)合域的左側(cè)區(qū)域，采用DOCK4初篩和Glide復(fù)篩篩選了Specs化合物庫，根據(jù)打分值挑選與pTyr左側(cè)區(qū)域蛋白表面結(jié)合較好的化合物，然后測(cè)試化合物對(duì)STAT3信號(hào)通路的抑制作用，活性較好的3個(gè)苗頭化合物32、55和17在10μM濃度下對(duì)STAT3信號(hào)通路的抑制活性分別是44.9％、34.8％和38.5％。接著對(duì)苗頭化合物對(duì)同源信號(hào)通路IFN-γ/STAT1和TNF-α/NF-κB進(jìn)行

3、活性評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示化合物對(duì)NF-κB信號(hào)通路沒有抑制作用，對(duì)STAT3和STAT1信號(hào)通路的抑制選擇性較好，最好的55為5.64倍。在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)苗頭化合物32、55和17進(jìn)行了類似物搜尋和活性評(píng)價(jià)。通過類似物搜尋，我們建立了32系列化合物的初步構(gòu)效關(guān)系，并對(duì)化合物32和32-1進(jìn)行了初步作用機(jī)制研究，Western blot實(shí)驗(yàn)顯示化合物32和32-1明確作用于STAT3;另外，我們還得到了活性更好的化合物55-2。
　　我

4、們對(duì)苗頭化合物55進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)計(jì)合成了4個(gè)系列，共57個(gè)全新的目標(biāo)化合物。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，化合物的STAT3信號(hào)通路抑制活性得到了提高，活性最好的化合物為5e，對(duì)STAT3信號(hào)通路的IC50為1.6μM?；衔?5和5e能有效地抑制STAT3蛋白的激活和轉(zhuǎn)錄活性，而對(duì)上游激酶沒有抑制作用?；衔?5和5e對(duì)STAT3高表達(dá)細(xì)胞株MDA-MB-468具有較強(qiáng)的細(xì)胞抑制活性。對(duì)接結(jié)果顯示，化合物作用于預(yù)定的區(qū)域，這說明與該區(qū)域的結(jié)合也可

5、抑制STAT3信號(hào)通路，這種全新的作用模式目前尚未有文獻(xiàn)報(bào)道。
　　本論文第二部分為FABP4小分子抑制劑的設(shè)計(jì)、合成和生物活性研究。
　　脂肪酸結(jié)合蛋白4(FABP4)存在于脂肪細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中，能夠調(diào)節(jié)炎癥和新陳代謝。FABP4基因缺陷小鼠研究表明，這種脂質(zhì)載體與新陳代謝綜合癥、炎癥和動(dòng)脈粥樣硬化等疾病存在緊密的聯(lián)系。其抑制劑可以提高胰島素敏感性，且可以抵抗動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展，是治療Ⅱ型糖尿病的潛在靶標(biāo)。目前已報(bào)道的FA

6、BP4小分子抑制劑，在治療動(dòng)脈粥樣硬化和Ⅱ型糖尿病等新陳代謝疾病存在潛在的治療效果。
　　課題組前期基于結(jié)構(gòu)對(duì)Maybridge數(shù)據(jù)庫進(jìn)行虛擬篩選，發(fā)現(xiàn)了化合物m1對(duì)FABP4具有抑制活性?；衔飉1對(duì)FABP4的IC50為13.5μM，且對(duì)FABP3有大于100倍的選擇性。在此基礎(chǔ)上，我們運(yùn)用生物電子等排原理將m1分子中的酰胺鍵翻轉(zhuǎn)，借助計(jì)算機(jī)對(duì)接模擬預(yù)測(cè)，我們合成了第一系列化合物8個(gè)。接著，為了降低化合物與受體結(jié)合時(shí)熵值損失，

7、我們運(yùn)用骨架躍遷原理將長(zhǎng)脂肪鏈用剛性的苯環(huán)替代，設(shè)計(jì)合成了第二系列化合物。
　　我們對(duì)兩系列化合物的生物測(cè)試表明，系列1中萘環(huán)的取代顯著提高了化合物的活性，其中5對(duì)FABP4的抑制活性最好，IC50為9.0μM。第二系列化合物活性有了進(jìn)一步的提高，其中活性最好的為化合物12，50μM濃度下對(duì)FABP4的抑制率為93.15％。脂肪細(xì)胞脂解實(shí)驗(yàn)表明，化合物5和化合物2對(duì)3T3-L1脂肪細(xì)胞在FSK刺激下的脂解作用具有顯著的抑制活性，這