DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱα擬天然產(chǎn)物抑制劑的設(shè)計(jì)合成與抗腫瘤活性研究.pdf

1、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶調(diào)節(jié)DNA的拓?fù)錉顟B(tài)，并參與重要的細(xì)胞周期事件，是細(xì)胞存活所必須的酶。人類(lèi)DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶主要分為拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ(TopoⅠ)和Ⅱ(TopoⅡ)兩類(lèi)，這兩種類(lèi)型又分別分為T(mén)opoⅠA/B和TopoⅡα/β兩種亞型。TopoⅠ是單體酶，它通過(guò)形成ATP非依賴(lài)性的DNA單鏈斷裂而松弛DNA雙螺旋。TopoⅡ是同源二聚體，它通過(guò)形成ATP依賴(lài)性的DNA雙鏈斷裂(DSBs)而調(diào)節(jié)DNA的拓?fù)錉顟B(tài)。由于TopoⅡ是細(xì)胞存活所必須的酶

2、，所以它一直是重要的抗腫瘤藥物作用靶點(diǎn)。TopoⅡ抑制劑，例如:依托泊苷(VP16)和柔紅霉素(ADR)，是臨床廣泛應(yīng)用的能有效地治療各種人類(lèi)惡性腫瘤的化療藥物。TopoⅡα在腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，與乳腺癌、肺癌、胃癌、淋巴癌、大腸癌、肝癌和卵巢癌等癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，而且抑制TopoⅡβ可能招致心臟毒性和次生腫瘤的發(fā)生。因此，TopoⅡα是重要的抗腫瘤藥物的作用靶點(diǎn)之一，其選擇性抑制劑是抗腫瘤藥物研發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
　　天然產(chǎn)物是

3、腫瘤化療藥物的重要源頭。本課題組前期從海洋真菌AF119菌株的次級(jí)代謝產(chǎn)物中分離得到了8個(gè)聯(lián)三苯類(lèi)化合物，同時(shí)又在海洋鏈霉菌LZ35次生代謝產(chǎn)物中分離得到了5個(gè)聯(lián)三苯類(lèi)化合物，發(fā)現(xiàn)該類(lèi)化合物對(duì)DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶有較強(qiáng)的抑制作用，并引起細(xì)胞周期停滯和腫瘤細(xì)胞凋亡。本課題組邱進(jìn)博士后續(xù)設(shè)計(jì)合成了系列新對(duì)聯(lián)三苯簡(jiǎn)化類(lèi)似物，抗腫瘤活性研究結(jié)果表明簡(jiǎn)化類(lèi)似物的作用更強(qiáng)，且其活性與抑制Topo直接相關(guān)。
　　基于以上研究基礎(chǔ)，本學(xué)位論文研究以天

4、然聯(lián)三苯結(jié)構(gòu)為模板，綜合運(yùn)用分子模擬和藥物合理設(shè)計(jì)的骨架躍遷，設(shè)計(jì)合成了90個(gè)2-苯基萘類(lèi)化合物，并對(duì)2-苯基萘進(jìn)行兩輪新的骨架躍遷分別設(shè)計(jì)合成了24個(gè)2-苯基苯并呋喃類(lèi)化合物和22個(gè)芳基萘木脂素類(lèi)化合物。用SRB法篩選了所有化合物對(duì)多種細(xì)胞株的細(xì)胞毒性，對(duì)其中細(xì)胞毒活性較好的化合物采用pBR322 DNA松弛實(shí)驗(yàn)、kDNA解除鏈接實(shí)驗(yàn)、DNA嵌入實(shí)驗(yàn)以及拓?fù)洚悩?gòu)酶介導(dǎo)的DNA斷裂檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，研究了抑制Topo的作用機(jī)制。其中2-苯基萘類(lèi)

5、化合物A5細(xì)胞毒活性高，作用靶點(diǎn)為T(mén)opoⅡα，引起TopoⅡα介導(dǎo)的DNA雙鏈斷裂、是一個(gè)非DNA嵌入的TopoⅡ毒劑，誘導(dǎo)MDA-MB-231細(xì)胞G2/M期停滯，對(duì)裸鼠移植瘤有明顯抑制作用。2-苯基苯并呋喃類(lèi)化合物B11對(duì)多個(gè)腫瘤細(xì)胞株有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性，對(duì)TopoⅠ和TopoⅡα活性均有較強(qiáng)的抑制作用，可能是一個(gè)新型的雙重抑制劑。部分芳基萘木脂素類(lèi)化合物表現(xiàn)出優(yōu)良的細(xì)胞毒活性，其活性與該類(lèi)化合物的五元內(nèi)酯環(huán)構(gòu)型密切相關(guān)，但該類(lèi)化合物

6、不抑制Topo，其作用靶點(diǎn)有待探索。
　　另外，本課題組前期發(fā)現(xiàn)海洋天然產(chǎn)物二吲哚吡咯生物堿對(duì)TopoⅡ有抑制活性，本學(xué)位論文研究設(shè)計(jì)合成了26個(gè)簡(jiǎn)化類(lèi)似物，發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)取代基是較大的芳香基團(tuán)時(shí)才有TopoⅡ抑制活性。體外實(shí)驗(yàn)證明D22也是一個(gè)TopoⅡ抑制劑，其作用機(jī)理有待深入研究。
　　綜上，本學(xué)位論文綜合運(yùn)用藥物合理設(shè)計(jì)和活性篩選，設(shè)計(jì)合成了4個(gè)系列、共計(jì)162個(gè)化合物，對(duì)這些化合物進(jìn)行了體外細(xì)胞毒活性篩選，并對(duì)其中的代