氨基嘧啶類CDK4/6抑制劑的設(shè)計(jì)、內(nèi)蒙古氨基嘧啶合成及生物活性研究：

CDK即細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶,屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族,是調(diào)控細(xì)胞周期的重要因子。根據(jù)CDK功能的不同,將其主要分為兩大類:一類CDK參與細(xì)胞周期調(diào)控,主要包括CDK1、CDK2、CDK4、CDK6等;另一大類CDK參與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié),主要包括CDK7、CDK8、CDK9、CDK10、CDK11等。近年來,隨著輝瑞的palbociclib、諾華的ribocilib以及禮來的abemaciclib的先后上市,人們對(duì)于CDK的研究興趣被重新點(diǎn)燃,研究CDK抑制劑已經(jīng)被越來越多的科學(xué)家關(guān)注。內(nèi)蒙古嘧啶為了尋找高活性、低毒性的新型先導(dǎo)化合物,本論文借鑒已上市的CDK4/6抑制劑palbociclib和ribocilib的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并以課題組前期發(fā)現(xiàn)的二氨基嘧啶類化合物A和B為先導(dǎo)化合物,采用活性亞結(jié)構(gòu)的拼接和電子等排等方法,設(shè)計(jì)合成了 72個(gè)二氨基嘧啶類化合物(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列),并對(duì)目標(biāo)化合物的合成方法進(jìn)行闡述和結(jié)構(gòu)表征進(jìn)行確認(rèn),同時(shí)對(duì)其生物活性進(jìn)行了測(cè)試并初步研究和總結(jié)了構(gòu)效關(guān)系。具體研究?jī)?nèi)容概括如下:1.前言:CDK6的結(jié)構(gòu)及CDK的功能、CDK抑制劑的研究現(xiàn)狀和CDK4//6抑制劑研究進(jìn)望。2.氨基嘧啶類化合物的設(shè)計(jì)與合成:選擇CDK4/6作為靶點(diǎn),以課題組前期發(fā)現(xiàn)的二氨基嘧啶類化合物A為先導(dǎo),采用活性亞結(jié)構(gòu)拼接方法,在嘧啶的2位引用吲哚環(huán),并保留先導(dǎo)化合物A嘧啶的4-位取代基結(jié)構(gòu)不變,設(shè)計(jì)并合成出系列Ⅰ共23個(gè)含吲哚環(huán)的二氨基嘧啶類化合物。內(nèi)蒙古氨基嘧啶系列Ⅱ則是在先導(dǎo)化合物B的基礎(chǔ)上,保留B系列二氫蝶啶酮結(jié)構(gòu)的母核。根據(jù)palbociclib跟CDK6的結(jié)合模式,引入已上市的CDK4/6抑制劑palbociclib的側(cè)鏈,設(shè)計(jì)并合成出28個(gè)目標(biāo)化合物。系列Ⅲ在系列Ⅱ的母核結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步的優(yōu)化,形成了大π共軛體系結(jié)構(gòu)的蝶啶酮結(jié)構(gòu)的母核,設(shè)計(jì)并合成了 21個(gè)目標(biāo)化合物。所有化合物通過了核磁共振氫譜(1HNMR)、核磁共振碳譜(13CNMR)、高分辨質(zhì)譜(HRMS)的結(jié)構(gòu)表征。3.生物活性測(cè)試:采用MTT法,選取人宮頸癌細(xì)胞株(Hela)、人前列腺癌細(xì)胞株(PC-3)、人乳腺癌細(xì)胞株(MDA-MB-231)、人結(jié)腸癌細(xì)胞株(HT-29、HCT-116)對(duì)所有目標(biāo)化合物進(jìn)行了體外腫瘤抑制活性的測(cè)試,同時(shí)選取部分抗腫瘤活性較高的化合物測(cè)試了對(duì)正常人胚腎細(xì)胞(HEK293A、HEK293)的毒性。結(jié)果表明,系列Ⅰ的整體活性不理想,而系列Ⅱ與系列Ⅲ的大部分化合物對(duì)所選的幾種腫瘤細(xì)胞均有較強(qiáng)的抑制作用。內(nèi)蒙古玉嘧磺胺例如化合物Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ11、Ⅱ12、Ⅱ15、1119、Ⅱ23、Ⅱ24、Ⅲa、Ⅲd、Ⅲe、Ⅲs、Ⅲu,對(duì)所選擇的四種不同腫瘤細(xì)胞都具有較好的活性,特別是化合物Ⅱ11對(duì)4種不同的腫瘤細(xì)胞活性和陽性藥palbociclib相當(dāng),而化合物活性Ⅲs對(duì)4種不同的腫瘤細(xì)胞活性要明顯優(yōu)于陽性藥palbociclib。取化合物Ⅱ11和Ⅲs進(jìn)行了流式細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示,化合物Ⅱ11和Ⅲs顯著阻滯Hela細(xì)胞在G2/M期。在體外腫瘤抑制活性的基礎(chǔ)上,挑選了系列Ⅱ和系列Ⅲ并以palbociclib為陽性對(duì)照,內(nèi)蒙古氨基嘧啶進(jìn)行了CDK4/6酶抑制活性測(cè)試,結(jié)果顯示:化合物Ⅲd對(duì)CDK4/6的IC50分別為34nM和65nM,和陽性藥palbociclib在同一水平,具有進(jìn)一步研究?jī)r(jià)值。