学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

以gp41为靶的新型非肽类小分子HIV-1融合抑制剂的设计、合成及生物活性评价

作　者: 何小羊
导　师: 谢蓝
学　校: 中国人民解放军军事医学科学院
专　业: 药物化学
关键词: 抗HIV gp41 小分子融合抑制剂 3-取代-2 5-二甲基-N-(3-取代苯基)吡咯
分类号: R914
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
下　载: 138次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

艾滋病是危害人类健康的重大传染病之一，当前，临床上联合使用抗逆转录病毒药物已大大降低了HIV/AIDS的发病率和死亡率，但由于病毒对RTIs和PIs的耐药性导致现有疗法对越来越多的患者失去作用，针对HIV复制的不同环节，特别是HIV融合和进入过程，发展新型抗HIV药物是当前药物研发的重要方向之一。HIV-1表面糖蛋白gp41在介导病毒膜和宿主细胞膜融合过程中具有关键作用。在病毒进入细胞过程中，gp41上的三个CHR功能区能够与内核的NHR三聚体相互作用，形成六束螺旋体结构(6-HB)，拉近病毒与宿主细胞膜，进而发生膜融合，使病毒进入细胞。2003年FDA批准上市的肽类药物T-20是第一个gp41融合抑制剂，用于治疗RTIs和PIs耐药的病人，这也表明gp41能够作为新型抗HIV药物的有效靶标。然而，作为肽类药物，T-20临床上存在难以口服，体内易代谢以及用药成本高等缺点，因此，开发可口服的非肽类小分子融合抑制剂十分必要。位于gp41内核NHR三聚体沟槽表面上的一个保守性疏水空腔是一个潜在的药物作用靶点，若有小分子化合物进入并占据此空腔，就有可能抑制gp416-HB的形成，损害其稳定性，进而抑制病毒的进入与复制。基于对文献报道的活性小分子NB-64的结构修饰，本实验室前期发现了小分子化合物N-(3-(1H-四氮唑-5-基)苯基)-2,5-二甲基吡咯A14。该化合物在靶标和细胞水平上都显示了较好的抑制活性，分子对接分析显示A14仅占据部分靶标空腔。A14作为一个新先导物，分子体积小，具有较大的潜在修饰空间。本论文以A14为起点，依据分子对接和初步药效关系研究，通过在2,5-二甲基吡咯3位引入带电负性的结构片段，设计并合成了具有四环骨架结构的系列小分子目标化合物（图1），以增大分子体积，使其增强与靶标空腔形状互补性、与关键氨基酸K574产生作用力，增加与靶标的亲和力。构效关系研究重点考察了以下修饰对活性的影响：（1）开链型和线状四环型骨架结构；（2）苯环上（A环）负电荷的四氮唑基及其生物电子等排体羧基；（3）替换或剔除2,5-二甲基吡咯（B环）；（4）绕丹宁（C环）的替换或其环上杂原子的替换；（5）连与绕丹宁3位的苯环（D环）上含不同取代基以及C环和D环间的碳链长度（n）。本论文共合成目标化合物113个，均在MT-2细胞上评价了抗HIV活性，大部分化合物进行了分子靶标gp416-HB的抑制结合试验。结果发现（图1）：（1）在含四氮唑的系列化合物中，新活性化合物24a、24j对gp416-HB形成有较强的抑制作用，IC50值分别为4.4μM和4.6μM；同时对HIV-1复制的抑制活性也达到μM水平，其EC50值分别为3.2μM和2.2μM。（2）在含羧酸的系列化合物中，新化合物32p、32u在分子水平的细胞水平的活性评价试验中均显示了最好的活性，对gp416-HB形成的抑制活性IC50值分别为1.8和2.6μM，对HIV复制的抑制活性EC50值分别为0.3及0.8μM。4个新活性化合物（24a、24j、32p、32u）在分子水平和细胞水平的抗HIV活性均优于先期先导物A14(IC5025.6μM,EC507.7μM)，为进一步的结构优化提供了新的起点和方向性指导。本论文研究揭示了的构效关系如下：1. A环上负电荷的四氮唑基及羧基是活性必需基团；2. B环为2,5-二甲基吡咯环片段有利于活性，曾用氟苯替换或剔除该环均导致活性降低；3.绕丹宁环（C环）优先其他替代的五元杂环；4. B环和C环间的双键连接保持线状四环型骨架结构有利于活性；5. C环和D环间的连接链长（n）对活性有明显影响，含四氮唑类系列化合物以n=0为利，而含羧酸类化合物则n=1为好。6. D环（苯环）上取代基的类型和取代位置对提高活性至关重要，是继续结构修饰的主要方向之一。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
第一章研究背景  10-23
  1.1 AIDS 及 HIV  10-11
  1.2 HIV 进入机制  11-12
  1.3 gp41 融合抑制剂  12-18
    1.3.1 肽类融合抑制剂  13-14
    1.3.2 小分子融合抑制剂  14-18
  参考文献  18-23
第二章立题依据与课题设计  23-34
  2.1 HIV-1 gp41 融合作用机制及 T-20  23
  2.2 小分子融合抑制剂作用靶点  23-24
  2.3 先导物的确定  24-25
  2.4 目标化合物的设计  25-31
    2.4.1 四氮唑类目标化合物的设计  26-27
    2.4.2 四环型羧酸类目标化合物的设计  27-28
    2.4.3 氟苯类目标化合物的设计  28-29
    2.4.4 剔除吡咯类目标化合物的设计  29-31
  参考文献  31-34
第三章目标化合物的合成  34-46
  3.1 中间体 N-芳基-2,5-二甲基吡咯-3-甲醛的合成  34-35
  3.2 开链型四氮唑类化合物的合成  35-36
  3.3 线状四环型四氮唑类目标化合物的合成  36-38
    3.3.1 中间体 3-取代绕丹宁的合成  36-37
    3.3.2 四氮唑类目标化合物的合成  37-38
  3.4 四环型羧酸类目标化合物的合成  38-40
  3.5 氟苯类目标化合物的合成  40-42
  3.6 剔除吡咯类目标化合物的合成  42-43
  3.7 Knoevenagel 缩合产物的构型  43-44
  参考文献  44-46
第四章生物活性评价与结果讨论  46-64
  4.1 四氮唑类目标化合物的抗 HIV 活性评价  46-50
  4.2 羧酸类目标化合物的抗 HIV 活性评价  50-56
  4.3 氟苯类目标化合物的抗 HIV 活性评价  56-58
  4.4 剔除吡咯类目标化合物的抗 HIV 活性评价  58-59
  4.5 构效关系总结  59-60
  4.6 目标化合物与靶标空腔的分子对接研究  60-62
  4.7 MT-2 细胞模型及测试方法  62-63
  参考文献  63-64
第五章结论和展望  64-66
第六章实验部分  66-109
致谢  109-110
文章及学术交流  110-111
附录 1 目标化合物的图谱  111-224
附录 2 文献综述  224-240
  参考文献  233-240
附录 3 目标化合物结构及编号  240-247

以gp41为靶的新型非肽类小分子HIV-1融合抑制剂的设计、合成及生物活性评价

内容摘要

全文目录

相似论文