氨肽酶抑制剂的设计合成与活性研究

论文摘要

氨肽酶N （APN）属于金属蛋白酶家族,在肿瘤的侵袭和血管生成方面,发挥着重要的作用,其发挥作用需要锌离子的参与。作用机制是使细胞外基质的主要成分降解,从而促进肿瘤细胞的增殖和转移；另外,在冠状病毒上我们也找到了APN的受体,其参与了抗原表达的过程。通过研究氨肽酶这个靶点已经成为开发抗肿瘤、抗病毒药物一个新的方向。因此,研究开发高选择性的、高效的氨肽酶抑制剂目前是抗肿瘤药物、抗病毒药物研发的热点。本文通过对已知的类肽类APN抑制剂结构特征的总结,结合氨肽酶的晶体结构,用计算机辅助药物设计软件的优点,设计并合成了共16个结构全新的类肽衍生物：酒石酸系列类肽衍生物。经过取代,酯化,缩合,酰化等反应合成目标化合物,其化学结构由IR、ESI-MS、1H NMR和13C NMR确认。对所合成化合物进行了体外的初步活性评价。在体外抗肿瘤细胞活性筛选中,本实验选用人红细胞白血病K562细胞进行目标产物的抗肿瘤活性筛选,利用MTT法,间接测定各目标产物对肿瘤细胞增殖的变化,并计算出其抗肿瘤细胞的半数抑制浓度（IC50）,筛选出体外活性较好的化合物。在体外抑酶试验中,选择了两类酶（APN和MMP-2）分别进行了活性筛选。由于明胶酶与氨肽酶N都属于依赖锌离子的金属蛋白酶,在其活性区域都可以找到两个Zn2+。由此,抑制氨肽酶N有可能也抑制明胶酶的活性。本文所设计、合成的类肽氨肽酶N抑制剂,所合成化合物对APN的选择性高于MMP,在体外表现出较好的抑酶活性,对肿瘤细胞的抑制作用也很明显,通过本实验初步筛选出几个活性较强、结构全新的APN抑制剂,基于药物设计的合理性,预计其在体内也应具有较好的抗肿瘤活性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第1章 引言
• 1.1 氨肽酶研究现状
• 1.2 氨肽酶N的结构特征
• 1.2.1 一级结构
• 1.2.2 二级结构
• 1.2.3 高级结构
• 1.3 氨肽酶N/CD13的生理功能
• 1.3.1 作为CD13免疫抗原的作用
• 1.3.2 蛋白水解酶的作用
• 1.3.3 与肿瘤发生和转移的关系
• 1.4 噻二唑类化合物的合成及抗癌活性
• 1.5 类肽类化合物的结构及抗癌活性
• 1.5.1 天然抑制剂——Bestatin
• 1.5.2 合成的类肽抑制剂
• 第2章 合理药物设计
• 2.1 基于结构的药物设计
• 2.2 基于机制的药物设计
• 2.3 设计策略
• 第3章 目标化合物的合成
• 3.1 仪器及试剂
• 3.1.1 实验仪器设备
• 3.1.2 主要试剂及规格
• 3.2 试剂、原料的处理
• 3.2.1 无水乙醚的制备
• 3.2.2 无水氯仿的制备
• 3.3 目标化合物的合成
• 3.3.1 氨基噻二唑的合成
• 3.3.2 酒石酸衍生物的合成
• 3.4 目标化合物的合成及结构确证
• 3.4.1 中间体噻二唑的合成
• 3.4.2 酒石酸类目标化合物的合成
• 3.5 讨论
• 第4章 目标化合物的活性与初步构效关系分析
• 4.1 目标化合物抑制氨肽酶N的活性试验（IN VITRO）
• 4.1.1 原理
• 4.1.2 材料与方法
• 4.1.3 氨肽酶活性分析
• 4.1.4 抑制氨肽酶N活性试验
• 4.2 体外抗肿瘤活性研究
• 4.2.1 实验材料、试剂与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 目标化合物的活性评价
• 4.3.1 目标化合物的体外抑酶活性评价
• 4.3.2 目标化合物的体外细胞活性评价
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 进一步工作的方向
• 参考文献
• 致谢
• 附录 部分化合物的IR,1H-NMR,ESI-MS图谱
• 攻读学位期间的研究成果