基于DPP4和EGFR靶點的藥物設(shè)計、合成及相關(guān)藥理活性研究.pdf

1、本論文基于傳統(tǒng)藥物化學(xué)和計算機輔助藥物設(shè)計思想及現(xiàn)代合成技術(shù)，針對抗糖尿病靶點二肽基肽酶Ⅳ(DipeptidylpeptidaseⅣ,DPPⅣ,DPP4)和抗腫瘤靶點表皮生長因子受體(EpidermalGrowthFactorReceptor，EGFR)進行小分子化合物的設(shè)計、化學(xué)合成及進行相關(guān)的藥理活性研究。同時，基于Au催化的級聯(lián)反應(yīng)構(gòu)建具有潛在生物學(xué)活性的苯并咪唑并吡咯并喹唑啉酮類化合物。
　　首先，我們基于課題組已有研究工

2、作基礎(chǔ)，開展了具有α-氨基氟氰基吡咯烷類和β-氨基氰基吡咯烷類結(jié)構(gòu)的DPP4抑制劑的設(shè)計、合成及抗糖尿病活性研究?；谙葘?dǎo)化合物的藥物代謝特點，我們一方面采用引入吸電子和供電子基團封閉代謝位點，芳香雜環(huán)替換苯環(huán)策略，另一方面采用延長小分子的鏈長策略來進行合理的藥物設(shè)計，一共合成了47個結(jié)構(gòu)新穎的化合物(A1-A22和B1-B25)。經(jīng)藥理活性測試，發(fā)現(xiàn)大部分化合物具有較好的DPP4抑制活性。其中，有11個化合物對DPP4的抑制活性＜20

3、nM，8個化合物(A1、A3、A7、A8、A9、A14、A15和A17)的DPP4抑制活性＜10nM，IC50值分別為4.1nM、2.7nM、6.2nM、4.6nM、5.7nM、10.0nM、5.0nM、4.0nM?；隗w外的DPP4抑制活性及選擇性，我們選取化合物A14、A17、B12和B25進行了在ICR小鼠體內(nèi)的急性降血糖活性研究，結(jié)果顯示這四個化合物具有較好的體內(nèi)降血糖作用，并具有較好的劑量依賴性。進一步的KBSdb/db糖尿病

4、小鼠體內(nèi)的慢性降血糖研究表明，化合物A17和B25能有效降低體內(nèi)血糖，并能提高血漿胰島素含量。同時，化合物A14、A17和B25在SD大鼠體內(nèi)具有良好的的藥物代謝動力學(xué)性質(zhì)，其口服生物利用度分別為16.8％、37.8％和22.8％。此外，還開展了化合物A14、A17和B25對hERG鉀離子通道和肝代謝酶CYP450抑制作用以及化合物B25在ICR小鼠體內(nèi)的急性毒性試驗研究，均表明化合物具有良好的安全性。這些結(jié)果為后續(xù)進一步研究和藥物開發(fā)

5、奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　在EGFR抑制劑的設(shè)計、合成及抗腫瘤活性研究中，我們根據(jù)生物電子等排和拼合原理，設(shè)計并合成了56個結(jié)構(gòu)新穎的化合物(C1-C30和D1-D26)，并進行了相關(guān)的藥理學(xué)評價。大部分化合物具有良好的EGFR野生型酶的抑制活性，其中有14個化合物對EGFR野生型酶的抑制活性＜20nM，13個化合物對EGFR野生型酶的抑制活性＜10nM，5個化合物對EGFR野生型酶的抑制活性＜5nM。同時有10個化合物對EGFRT

6、790M/L858雙突變酶的抑制活性＜10nM?；诖嘶钚越Y(jié)果，我們又開展了化合物對A431細胞和NCI-H1975細胞的EGFR自動磷酸化抑制活性研究，結(jié)果表明在0.1μmol/L濃度下，化合物C4、D14、D15、D17和D22幾乎完全阻斷A431細胞的EGFRwt的自動磷酸化;在1.0μmol/L濃度下，化合物D14、D15、D17和D22幾乎完全阻斷NCI-H1975細胞的EGFRT790M/L858R的自動磷酸化。同時，我們還

7、選擇化合物D15進行了其它13種激酶的抑制活性研究，結(jié)果表明化合物D15不僅能抑制EGFRwt和EGFRT790M/L858R，而且對ErbB2和ErbB4具有較好的抑制活性。但對其它11種酪氨酸激酶的抑制作用較弱，這說明化合物D15具有良好的選擇性，可以作為EGFR家族選擇性抑制劑進行深入研究。
　　多環(huán)雜環(huán)化合物在藥物化學(xué)研究中具有十分重要的作用。在本論文中，我們發(fā)展了一種簡便有效的方法，即以兩個簡單的起始原料經(jīng)Au(Ⅰ)/A

8、g(Ⅰ)共催化的級聯(lián)反應(yīng)一鍋構(gòu)建苯并[4，5]咪唑[1，2-c]吡咯[1，2-a]喹唑啉酮類化合物。該方法收率高、底物適用范圍廣，共設(shè)計合成了31個具有不同基團的化合物。該方法最大的特點在于采用“一鍋串聯(lián)”策略快速高效地構(gòu)建三個C-N鍵，形成復(fù)雜的苯并咪唑并吡咯并喹唑啉酮類化合物;并且通過X-單晶衍射確證了化合物3Aa的結(jié)構(gòu)。
　　綜上所述，在DPP4抑制劑的研究中，一共合成47個活性較好的化合物。其中化合物A14、A17、B12

9、和B25在ICR小鼠體內(nèi)具有較好的體內(nèi)降血糖作用;化合物A17和B25在KBSdb/db糖尿病小鼠體內(nèi)能有效降低體內(nèi)血糖，并能提高血漿胰島素含量;并且化合物A14、A17和B25在SD大鼠體內(nèi)具有良好的的藥物代謝動力學(xué)性質(zhì)。此外化合物A14、A17和B25在hERG鉀離子通道和肝代謝酶CYP450抑制作用以及化合物B25在ICR小鼠體內(nèi)的急性毒性試驗研究中，均表明化合物具有良好的安全性。在EGFR抑制劑研究中，一共合成56個具有較好活性

10、的化合物。其中化合物C4、D14、D15、D17和D22在0.1μmol/L濃度下幾乎完全阻斷A431細胞的EGFRwt的自動磷酸化;化合物D14、D15、D17和D22在1.0μmol/L濃度下幾乎完全阻斷NCI-H1975細胞的EGFRT790M/L858R的自動磷酸化。并且化合物D15對其它13種激酶具有良好的選擇性。在Au催化的方法學(xué)研究中，我們發(fā)展了一個簡便有效的方法構(gòu)建多環(huán)雜環(huán)化合物，該方法收率高、底物適用范圍廣。并通過X-