基于DPP4和EGFR靶點(diǎn)的藥物設(shè)計(jì)、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(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)思想及現(xiàn)代合成技術(shù)，針對(duì)抗糖尿病靶點(diǎn)二肽基肽酶Ⅳ(DipeptidylpeptidaseⅣ,DPPⅣ,DPP4)和抗腫瘤靶點(diǎn)表皮生長(zhǎng)因子受體(EpidermalGrowthFactorReceptor，EGFR)進(jìn)行小分子化合物的設(shè)計(jì)、化學(xué)合成及進(jìn)行相關(guān)的藥理活性研究。同時(shí)，基于Au催化的級(jí)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(jì)、合成及抗糖尿病活性研究?；谙葘?dǎo)化合物的藥物代謝特點(diǎn)，我們一方面采用引入吸電子和供電子基團(tuán)封閉代謝位點(diǎn)，芳香雜環(huán)替換苯環(huán)策略，另一方面采用延長(zhǎng)小分子的鏈長(zhǎng)策略來進(jìn)行合理的藥物設(shè)計(jì)，一共合成了47個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的化合物(A1-A22和B1-B25)。經(jīng)藥理活性測(cè)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(gè)化合物對(duì)DPP4的抑制活性＜20

3、nM，8個(gè)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(jìn)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(gè)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(jìn)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(shí)，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(dòng)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(duì)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(yàn)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(jìn)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(jì)、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(jì)并合成了56個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的化合物(C1-C30和D1-D26)，并進(jìn)行了相關(guān)的藥理學(xué)評(píng)價(jià)。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(gè)化合物對(duì)EGFR野生型酶的抑制活性＜20nM，13個(gè)化合物對(duì)EGFR野生型酶的抑制活性＜10nM，5個(gè)化合物對(duì)EGFR野生型酶的抑制活性＜5nM。同時(shí)有10個(gè)化合物對(duì)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(duì)A431細(xì)胞和NCI-H1975細(xì)胞的EGFR自動(dòng)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(xì)胞的EGFRwt的自動(dòng)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(xì)胞的EGFRT790M/L858R的自動(dòng)磷酸化。同時(shí)，我們還

7、選擇化合物D15進(jìn)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(duì)ErbB2和ErbB4具有較好的抑制活性。但對(duì)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(jìn)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(jiǎn)便有效的方法，即以兩個(gè)簡(jiǎn)單的起始原料經(jīng)Au(Ⅰ)/A

8、g(Ⅰ)共催化的級(jí)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(jì)合成了31個(gè)具有不同基團(tuán)的化合物。該方法最大的特點(diǎn)在于采用“一鍋串聯(lián)”策略快速高效地構(gòu)建三個(gè)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(gè)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(dòng)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(yàn)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(gè)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(xì)胞的EGFRwt的自動(dòng)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(xì)胞的EGFRT790M/L858R的自動(dòng)磷酸化。并且化合物D15對(duì)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(gè)簡(jiǎn)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-