蛋白激酶B抑制剂的设计合成、生物活性测定、分子模拟研究及Biginelli反应研究

【摘要】蛋白激酶B(PKB/Akt)作为良好的抗肿瘤药物靶点,已有多种PKB抑制剂被广泛研究并应用于肿瘤的治疗。其中ATP竞争性抑制,变构抑制剂,非ATP竞争性抑制剂和假底物抑制剂是当前研究最广泛的PKB抑制剂。但是由于PKB亚型之间及PKB与其它激酶间的氨基酸序列存在高度同源性,因此PKB抑制剂的选择性设计是PKB抑制剂研究领域的一个棘手的难题。蛋白激酶选择性抑制机理的研究可以为选择性抑制剂的设计提供良好的基础。而分子动力学模拟方法由于可以通过评价蛋白激酶-抑制剂复合物体系的稳定性以及蛋白激酶与抑制剂之间的亲和力来研究蛋白激酶选择性抑制的机理,并在蛋白激酶选择性抑制剂研究方面得到了广泛的应用。而二氢嘧啶酮类化合物和螺杂环取代的吲哚类化合物分别具有广泛的生物活性与药理活性,可以作为抗肿瘤药,抗微生物药等。因此通过Biginelli反应合成二氢嘧啶酮类化合物和螺杂环取代的吲哚类化合物引起了人们广泛的研究兴趣。因此,本论文围绕着PKB抑制剂设计合成、生物活性测试、分子模拟研究和Biginelli反应进行了以下研究：(1)、本文通过对PKA,PKBa,PKBa计算机模拟突变体和吡咯并嘧啶类抑制剂的9个复合物体系进行分子动力学模拟研究,在分析吡咯并嘧啶类抑制剂结合模式的基础上,从模拟的角度合理地解释了PKB抑制剂相对于PKA选择性抑制PKB的机制,并成功地验证了已报道的关于于PKB抑制剂相对于PKA选择性的一些实验研究结果。同时也提出了这类抑制剂的结构修饰规律,指导这类抑制剂的设计。(2)、本文通过对PKBa,ROCK1,PKBa计算机模拟突变体和吡啶类抑制剂的7个复合物体系进行分子动力学模拟研究,在分析吡啶类抑制剂结合模式的基础上,从模拟的角度合理地解释了PKB抑制剂相对于ROCK1选择性抑制PKB的机制,成功地验证了已报道的关于PKB抑制剂相对于ROCK1选择性的一些实验研究结果。同时也提出了这类抑制剂结构修饰的规律,指导这类抑制剂的设计。(3)、本文通过对PKBa与变构抑制剂的3个复合物体系进行分子动力学模拟研究,从模拟的角度合理地解释了变构抑制剂的作用机制和结合模式,成功地验证了已报道的关于PKB变构抑制剂的实验研究结果,并提出了这类抑制剂结构修饰的规律,指导这类抑制剂的设计。(4)、本文通过对PKB非ATP竞争性抑制剂进行3D-QSAR研究,同时对构建的5个复合物体系进行分子动力学模拟研究,从模拟的角度合理地解释了非ATP竞争性抑制剂的结合模式和PKB亚型选择性机制,成功地验证了已报道的关于非ATP竞争性抑制剂的实验研究结果,同时根据非ATP竞争性抑制剂的3D-QSAR研究结果,提出了非ATP竞争性抑制剂结构修饰的规律,指导这类抑制剂的设计。(5)、本文通过PKBa与肽类假底物抑制剂的3个复合物体系进行分子动力学模拟研究,从模拟的角度合理地解释了肽类假底物抑制剂的结合模式,成功地验证了已报道的关于PKB假底物抑制剂的一些实验研究结果。同时也提出了假底物抑制剂结构修饰的规律,指导这类抑制剂的设计。(6)、结合PKB分子模拟的结果及相关实验结果,本文主要设计了9类化合物和合成了89个化合物,并对其中51个化合物进行了体外PKBa激酶的抑制实验。其它化合物有待进行激酶抑制实验。(7)、本文研究了三氟甲磺酸镥崔花的和氯甲基二甲基氯硅烷(CMDMCS)参与的Biginelli反应。反应以醛/靛红化合物/缩醛,1,3-二羰基化合物/缩酮,脲/硫脲为起始原料,反应高收率地得到了22个二氢嘧啶酮类化合物。其中,三氟甲磺酸镥可回收和重复使用,而氯甲基二甲基氯硅烷廉价易得,因而为该类化合物的制备提供了新的合成途径,同时为该类化合物的进一步相关研究奠定了基础。
【作者】陈识峰；
【导师】陈建忠；
【作者基本信息】浙江大学，药物化学，2014，博士
【关键词】ATP竞争性抑制剂；变构抑制剂；蛋白激酶B；分子动力学模拟；非ATP竞争性抑制剂；假底物抑制剂；选择性；Biginelli反应；

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