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β-分泌酶抑制剂的设计、合成与构效关系研究

作　者: 高善云
导　师: 聂爱华
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: 阿尔茨海默病 β–分泌酶抑制剂设计合成构效关系
分类号: R91
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD),是一种慢性神经退行性疾病,病理特征是神经细胞内出现神经纤维缠结(neurofibrillary tangles, NFTs)和神经细胞外形成淀粉样老年斑(amyloid plaques)。目前临床主要的治疗药物,不能从根本上改变治疗状态。β-淀粉样蛋白链式假说认为,脑内β-淀粉样多肽(β-amyloid peptides, Aβ)聚集形成老年斑,老年斑具有神经毒性,进而引起神经细胞死亡。β-淀粉样多肽由β-淀粉样前体蛋白(β-amyloid precursor protein,β-APP)先后经β-和γ-分泌酶水解而成。因此β-分泌酶(β-amyloid precursor enzyme-1, BACE1)是发现新型AD药物的药靶。以OM99-1、OM99-2和OM00-3为代表的β–分泌酶抑制剂虽然对靶标有强的亲和力,但分子质量均为900 Da以上,在结构上属于多肽,缺乏类药特性。在β-分泌酶抑制剂的发现进程中,一个突破性的进展是Merck公司的Shawn J. Stachel等于2004年发现的磺酰胺基取代的间苯二甲酸衍生物类化合物,相继又发现了化合物CTS-21166,并且已经进入临床II期实验。本课题基于β-分泌酶的结构,并结合文献中报道的BACE1抑制剂的结构和构效关系,借助计算机辅助药物设计,设计了两类目标化合物。用Sybyl 8.1中的Surflex模块进行分子对接研究,确定了拟合成的目标化合物。通过近二十步有机合成反应,合成了二十个异噻唑酮取代的间苯二甲酸衍生物,HPLC测定纯度均在90%以上,通过1NMR,MS等确证其结构。本课题探讨并优化了三个关键中间体的合成路线。在化合物合成的过程中,重点探索了异噻唑酮环的合成、Suzuki偶联反应和羟乙胺中间体合成的条件。本研究用时间分辨荧光法(Time-resolved fluorescence,TRF)检测化合物对β-分泌酶的抑制活性。利用APP/BACE1双转CHO(Chinese hamster ovary)细胞模型对10个化合物测定了抑制Aβ40产生的活性。结果发现在结构类型为V的化合物中,有4个化合物显示出对BACE1有较强的抑制活性,在1μmol·L -1抑制率大于70%,其中Va抑制BACE1的IC50值为13.7 nmol·L -1;在APP/BACE1双转CHO细胞上,该化合物在50 nmol·L -1下对Aβ40产生的抑制率为19.6%。在结构类型VI的化合物中,有8个化合物对BACE1显示了较强的抑制活性,其中VIc抑制BACE1的IC50值为8.1 nmol·L -1,在浓度10 nmol·L -1时对Aβ40产生的抑制率为43.7%;VId抑制BACE1的IC50值为73.7 nmol·L-1,在浓度10 nmol·L -1时对Aβ40产生的抑制率为58.3%。共有三个化合物的细胞模型评价结果比阳性药结果好,并即将进入动物实验模型评价。本课题所设计的化合物,通过分子水平和细胞水平的评价,活性较好,并总结出一定的构效关系。为进一步开展化合物的设计与合成,发现活性高、选择性好并能够通过血脑屏障的BACE1抑制剂奠定了基础。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
第一章前言  8-14
  1.1 研究意义  8-9
  1.2 国内外研究现状及发展动态分析  9-11
  参考文献  11-14
第二章目标化合物的设计与合成路线的选择  14-23
  2.1 目标化合物的设计  14-19
  2.2 目标化合物合成路线的选择  19-22
  参考文献  22-23
第三章目标化合物的合成  23-32
  3.1 中间体A 及其衍生物的合成  23-25
  3.2 中间体B 及其衍生物的合成  25-27
  3.3 中间体C 及其衍生物的合成  27-28
  3.4 缩合反应  28
  3.5 阳性化合物Ⅰ的合成  28-29
  3.6 合成的目标化合物结构式及编号  29-30
  参考文献  30-32
第四章生物活性评价与构效关系讨论  32-39
  4.1 Β–分泌酶（BACE1）活性评价  32-33
  4.2 CHO（双转APP/BACE1 基因）细胞活性评价  33-35
  4.3 初步构效关系讨论  35-39
第五章实验部分  39-54
  5.1 中间体A 及其衍生物的合成  39-42
  5.2 中间体B 及其衍生物的合成  42-45
  5.3 中间体C 及其衍生物的合成  45-47
  5.4 目标化合物的合成  47-53
  5.5 目标化合物纯度测定  53-54
第六章结论  54-56
致谢  56-57
个人简历  57-58
附录  58-98

β-分泌酶抑制剂的设计、合成与构效关系研究

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