新型蛋白質酪氨酸磷酸酯酶1B抑制劑的設計、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轉導通路的負調節(jié)因子。小鼠 PTP1B基因敲除及反義核苷酸治療實驗表明 PTP1B是治療糖尿病和肥胖癥的潛在靶標。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，運用基于PTP1B酶三維結構的設計方法，已經發(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 PTP1B的抑制活性已經達到了納摩爾級。然而，令人遺憾的是，這些化合物本身具有較

2、高的負電荷，在生物體內主要以負離子的形式存在，不利于透過細胞膜，導致生物利用度差；有些抑制劑對不同的PTPase的選擇性不好，不利于有效作用于特定的PTPase靶點。這些因素限制了它們被開發(fā)成為有治療價值的藥物。尋求有效性、特異性和藥學性質之間的平衡，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)。
　　本論文旨在設計、合成并篩選出高效且細胞膜通透性好的特異性PTP1B抑制劑。主要研究成果如下：
　　

3、（1）利用基于結構設計的方法，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結合；同時，引入疏水性基團，使其與催化位點周邊的區(qū)域通過疏水性作用結合，設計合成出了三個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、競爭性的PTP1B抑制劑，可以與底物共同競爭酶的結合位點；對于其他 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，這些化合物對CDC25B具有較明顯的抑制作用。通過計算機輔助軟件Discovery Studio3.0模擬化合物77a與酶PTP1B的結合，發(fā)現(xiàn)抑制劑與酶能較好地結合，而且，疏水性基團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結合，增強了與酶的結合力。這一點與我們當初的設計思想不謀而合，也與實驗數據相互符合。
　?。?）基于文獻報道，很多從天然物中分離得到得查

5、爾酮類化合物對PTP1B具有較好的抑制作用，并且發(fā)現(xiàn)結構中的酚羥基對活性影響明顯。因此，設計合成出了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抑制活性間的構效關系?；钚匝芯拷Y果表明，大多數化合物對PTP1B具有較強的抑制活性，而且作為競爭性抑制劑，與底物共同競爭酶的結合位點；對于其他PTPase具有較好的選擇性，其中化合物85d對PTP1B的抑制活性是TCPTP的9倍。另外，通過評價

6、在CHO/hIR細胞上對胰島素受體磷酸化水平的影響實驗，發(fā)現(xiàn)5,7-二羥基黃烷酮類化合物87m能增強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。
　?。?）利用基于結構設計的方法，并結合查爾酮類化合物在PTP1B抑制活性方面的優(yōu)勢，以查爾酮為母體，在B環(huán)上引入酪氨酸磷酸酯模擬物，設計了兩個系列化合物?；钚匝芯勘砻?，這些化合物均對PTP1B具有較強的抑制活性，IC50為0.56-16.3μM。進一步活性研究正在進行中。

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，并結合查爾酮類化合物在 PTP1B抑制活性方面的優(yōu)勢，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)芳醛腙結構，設計了兩個系列化合物?；钚匝芯勘砻?，這些化合物均對PTP1B具有較強的抑制活性，IC50為1.16-15.31μM。進一步活性研究正在進行中。
　　本文合成了共計八個系列190個目標化合物，目標化合物經