新型蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酯酶1B抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及生物活性研究.pdf

1、蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B（PTP1B）是胰島素和瘦素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的負(fù)調(diào)節(jié)因子。小鼠 PTP1B基因敲除及反義核苷酸治療實(shí)驗(yàn)表明 PTP1B是治療糖尿病和肥胖癥的潛在靶標(biāo)。因此，小分子PTP1B抑制劑可能成為治療II型糖尿病以及肥胖癥的新途徑。
　　近年來，運(yùn)用基于PTP1B酶三維結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量的高效、高選擇性的小分子抑制劑，很多化合物對(duì) PTP1B的抑制活性已經(jīng)達(dá)到了納摩爾級(jí)。然而，令人遺憾的是，這些化合物本身具有較

2、高的負(fù)電荷，在生物體內(nèi)主要以負(fù)離子的形式存在，不利于透過細(xì)胞膜，導(dǎo)致生物利用度差；有些抑制劑對(duì)不同的PTPase的選擇性不好，不利于有效作用于特定的PTPase靶點(diǎn)。這些因素限制了它們被開發(fā)成為有治療價(jià)值的藥物。尋求有效性、特異性和藥學(xué)性質(zhì)之間的平衡，是研究和開發(fā)小分子PTP1B抑制劑作為口服抗糖尿病藥物所面臨的巨大挑戰(zhàn)。
　　本論文旨在設(shè)計(jì)、合成并篩選出高效且細(xì)胞膜通透性好的特異性PTP1B抑制劑。主要研究成果如下：
　　

3、（1）利用基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，以底物酪氨酸磷酸酯為模板：以萘環(huán)替代苯環(huán)；以羧酸替代底物的磷酸酯部分，模擬其與酶的催化位點(diǎn)結(jié)合；同時(shí)，引入疏水性基團(tuán)，使其與催化位點(diǎn)周邊的區(qū)域通過疏水性作用結(jié)合，設(shè)計(jì)合成出了三個(gè)系列萘丙氨酸衍生物及類似物。活性研究表明，這些化合物是一類高效的、競(jìng)爭(zhēng)性的PTP1B抑制劑，可以與底物共同競(jìng)爭(zhēng)酶的結(jié)合位點(diǎn)；對(duì)于其他 PTPase具有較好的選擇性，比較PTP1B和TCPTP，77a、79h和81o分別表現(xiàn)出3倍、6

4、倍和7倍的選擇性。同時(shí)，這些化合物對(duì)CDC25B具有較明顯的抑制作用。通過計(jì)算機(jī)輔助軟件Discovery Studio3.0模擬化合物77a與酶PTP1B的結(jié)合，發(fā)現(xiàn)抑制劑與酶能較好地結(jié)合，而且，疏水性基團(tuán)2-氟芐基可以延伸至非催化區(qū)域，并通過疏水性作用與氨基酸殘基 Ile219和 Met258結(jié)合，增強(qiáng)了與酶的結(jié)合力。這一點(diǎn)與我們當(dāng)初的設(shè)計(jì)思想不謀而合，也與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相互符合。
　?。?）基于文獻(xiàn)報(bào)道，很多從天然物中分離得到得查

5、爾酮類化合物對(duì)PTP1B具有較好的抑制作用，并且發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中的酚羥基對(duì)活性影響明顯。因此，設(shè)計(jì)合成出了2,4-二羥基查爾酮、2,4,6-三羥基查爾酮和5,7-二羥基黃烷酮類化合物，考察其與PTP1B抑制活性間的構(gòu)效關(guān)系?；钚匝芯拷Y(jié)果表明，大多數(shù)化合物對(duì)PTP1B具有較強(qiáng)的抑制活性，而且作為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，與底物共同競(jìng)爭(zhēng)酶的結(jié)合位點(diǎn)；對(duì)于其他PTPase具有較好的選擇性，其中化合物85d對(duì)PTP1B的抑制活性是TCPTP的9倍。另外，通過評(píng)價(jià)

6、在CHO/hIR細(xì)胞上對(duì)胰島素受體磷酸化水平的影響實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)5,7-二羥基黃烷酮類化合物87m能增強(qiáng)胰島素的磷酸化水平，并呈現(xiàn)一定的化合物濃度梯度依賴性。
　　（3）利用基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，并結(jié)合查爾酮類化合物在PTP1B抑制活性方面的優(yōu)勢(shì)，以查爾酮為母體，在B環(huán)上引入酪氨酸磷酸酯模擬物，設(shè)計(jì)了兩個(gè)系列化合物?；钚匝芯勘砻?，這些化合物均對(duì)PTP1B具有較強(qiáng)的抑制活性，IC50為0.56-16.3μM。進(jìn)一步活性研究正在進(jìn)行中。

7、r>　?。?）基于雜環(huán)類酪氨酸磷酸酯模擬物在PTP1B抑制劑研發(fā)中的重要性，并結(jié)合查爾酮類化合物在 PTP1B抑制活性方面的優(yōu)勢(shì)，以查爾酮為母體，在B環(huán)上分別引入2-芳基-5(4H)惡唑酮和N-(4-苯基-噻唑-2-基)芳醛腙結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了兩個(gè)系列化合物?；钚匝芯勘砻?，這些化合物均對(duì)PTP1B具有較強(qiáng)的抑制活性，IC50為1.16-15.31μM。進(jìn)一步活性研究正在進(jìn)行中。
　　本文合成了共計(jì)八個(gè)系列190個(gè)目標(biāo)化合物，目標(biāo)化合物經(jīng)