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具有双靶点抑制活性的抗AD抑制剂的设计、合成及药理活性初筛

作　者: 曹宝帅
导　师: 姜凤超
学　校: 华中科技大学
专　业: 药物化学
关键词: 阿尔茨海默病乙酰胆碱酯酶 β-分泌酶药效团模型计算机辅助药物设计
分类号: R96
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病,其病理特征主要表现在淀粉样蛋白斑和神经纤维缠结。研究表明,导致阿尔茨海默病的病理机制是多方面的,因此通过单一的靶点来缓解或者治愈AD的可能性是很小的。针对AD复杂的病理机制,本文选择乙酰胆碱酯酶(AchE)和β-分泌酶(BACE-1)作为双靶点研究对象:其中乙酰胆碱酯酶能够催化水解神经递质乙酰胆碱,减少神经递质的含量,在神经传导过程中起着关键性的作用;β-分泌酶,是Aβ形成过程的限速酶,具有神经毒性的Aβ在脑内聚集形成老年斑,是导致神经细胞凋亡的主要元凶。通过计算机辅助药物设计软件,设计、合成同时对AchE和BACE-1有抑制效果的小分子化合物,并对化合物进行药理活性初筛,为新型的抗AD药物的设计和结构优化提供理论支持和实验依据。本文研究的主要内容如下:1.具有双靶点抑制活性的抗AD小分子化合物的设计首先,利用课题组已设计得到的AchE抑制剂药效团模型,以取代苯基哌嗪为基本结构设计出一系列具有较好预测活性的化合物;其次,利用计算机辅助设计的Catalyst软件构建出具有可靠预测能力的BACE-1抑制剂药效团模型;最后,以设计出的取代苯基哌嗪类化合物为先导化合物,通过药效团模型对比,结构优化等方法,设计出六个具有双靶点抑制活性的目标化合物。2.目标化合物的合成、结构鉴定以微波催化合成为主要方法合成得到了6个目标化合物,利用UV、1H-NMR、13C-NMR、HPLC等方法对目标化合物进行了结构和纯度确证。3.药理活性初筛AchE抑制活性:利用经典的Ellman方法,检测化合物对SD大鼠海马回部位AchE的抑制作用。实验结果显示目标化合物1和4对AchE有一定的抑制活性。在浓度10μM条件下,化合物4的抑制活性达到50%,接近阳性对照Tacrine的抑制活性(53%)。SH-SY5Y细胞保护活性:分别利用H2O2和氯化钴诱导SH-SY5Y细胞损伤,采用MTT法检测细胞存活率,考察目标化合物对神经细胞的保护作用。结果显示,只有化合物4对双氧水损伤的SH-SY5Y细胞有一定的保护作用,在浓度为1μM时细胞存活率提高30%,其他化合物作用不明显;而化合物对氯化钴损伤的SH-SY5Y细胞均有一定的保护作用,其中化合物2在1μM时使细胞存活率提高27%。4.药效团模型验证通过药理实验结果与所构建的药效团模型的活性预测值进行比较,发现药效团模型具有一定的可靠性和预测能力,对抗AD的多靶点抑制剂的设计具有指导意义。5.讨论本文利用计算机辅助药物设计软件构建了AchE抑制剂和BACE-1抑制剂药效团模型,并根据模型设计得到了以苯基哌嗪和氨基噻唑为基本结构的双靶点抑制剂,并通过体外活性实验,包括酶实验和细胞实验,对化合物的生物活性进行评价。本文创新之处在于:建立了具有很好活性预测能力的BACE-1药效团模型,并且设计了具有双靶点(AchE和BACE-1)抑制活性的小分子化合物;在细胞活性测试中,发现化合物对氯化钴损伤的SH-SY5Y神经细胞有普遍的保护作用。

全文目录

中文摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
前言  9-10
第一章研究背景  10-15
  1.1 乙酰胆碱、乙酰胆碱酯酶(AchE)与阿尔茨海默病(AD)  11
  1.2 β-分泌酶(Beta-site APP cleaving enzymes 1,BACE-1)与 AD  11-13
  1.3 课题设计思路  13-15
第二章具有双靶点抑制活性的小分子抑制剂的设计  15-37
  2.1 计算机辅助药物设计  15-17
  2.2 AchE 抑制剂药效团模型  17-18
  2.3 BACE-1 抑制剂药效团模型  18-30
  2.4 具有双靶点抑制活性的抑制剂的设计  30-37
第三章目标化合物的合成及结构鉴定  37-54
  第一节目标化合物的合成  37-44
  第二节目标化合物的结构鉴定  44-54
第四章药理实验  54-62
  4.1 乙酰胆碱酯酶活性初筛  54-56
  4.2 细胞活性筛选  56-62
第五章总结  62-64
参考文献  64-69
综述  69-87
  参考文献  84-87
致谢  87-88
附录  88-98

具有双靶点抑制活性的抗AD抑制剂的设计、合成及药理活性初筛

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