以5-氟-2,4-二氨基嘧啶为基本骨架的新型化合物的设计、合成及药理活性研究

作     者：郑湘山 

作者单位：辽宁大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁实

授予年度：2023年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100701[医学-药物化学] 10[医学] 

主      题：5-氟-2,4-二氨基嘧啶 抗肿瘤活性 构效关系分析 合成 

摘      要：白血病是造血组织的恶性疾病,其中慢性B淋巴细胞白血病是一种较为普遍的类型,主要表现在患者B淋巴细胞功能缺失。布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)是B细胞受体信号通路的关键组成成分,是B细胞恶性肿瘤细胞增殖和存活的重要调节因子。因此,BTK成为治疗血液瘤类疾病的有价值的药物作用靶标。本课题以进入临床II期的化合物spebrutinib为前体,以5-氟-2,4-二氨基嘧啶为母核对新型的潜在的BTK抑制剂进行了设计、合成及药理活性研究。首先,将丙烯酰胺的烯烃替代为含氮五元、六元芳香甲酸化合物,或将原化合物中丙烯酰胺结构全部舍去,在苯环上的不同位点引入含炔或不含炔的六元芳香化合物,期待所设计的可逆抑制剂能增加与BTK(C481S)进行潜在的氢键结合位点及疏水相互作用,以增加结合能力,提高抑制活性。本课题设计并合成了两类(共计35个)未经文献报道的含5-氟-2,4-二氨基嘧啶结构的新型化合物,通过质谱、核磁共振氢谱、红外光谱等方法对其结构进行了鉴定。对BTK(C481S)的体外抑制试验的结果显示化合物ZXS-17对突变蛋白表现出中等的抑制活性,抑制率达到了44.57%。同时,通过MTT法评估了化合物对REC-1(淋巴瘤细胞)、H1975(非小细胞肺癌细胞)和K562(白血病细胞)细胞系的体外抗增殖活性。结果显示:化合物ZXS-20、ZXS-27对REC-1细胞系表现出良好的体外抗增殖活性,略优于对照药spebrutinib;化合物ZXS-1、ZXS-18和ZXS-23对于H1975细胞系,体外抗增殖效果接近对照药spebrutinib;化合物ZXS-1、ZXS-2、ZXS-5、ZXS-33、ZXS-34和ZXS-35对于K562细胞系,体外抗增殖效果优于对照药spebrutinib。在后期工作中,以优选化合物ZXS-20和ZXS-27作为研究对象,选用spebrutinib作为对照药,对REC-1细胞系进行AO-EB荧光双染、细胞形态学观察实验多项作用机制研究。AO-EB荧光双染实验结果显示:当化合物ZXS-20和ZXS-27作用于REC-1细胞株时,给药组细胞形态发生明显变化,出现黄绿色早期凋亡样细胞以及橘红色晚期凋亡样细胞,呈浓度依赖趋势,与阳性对照药spebrutinib的体外作用机制研究结果相当。细胞形态学观察实验结果显示ZXS-20、ZXS-27作用后REC-1细胞数量明显减少且细胞形态发生皱缩,随着药物浓度增高,细胞逐渐破裂甚至死亡且呈浓度依赖性。对优选化合物ZXS-20和ZXS-27与BTK蛋白体外结合模式进行模拟,结果显示化合物ZXS-20与该蛋白的PHE540、LYS430和LYS406分别形成了π-π共轭、p-π共轭和氢键作用;化合物ZXS-27与该蛋白的LYS406、ASP539形成两个氢键作用,这都有助于化合物ZXS-20和ZXS-27与蛋白进行更加紧密的结合。使用Swiss ADME预测了目标化合物和阳性对照药的一些物理化学和ADME性质,来确定它们与Lipinski五规则的适应性,结果分析表明:化合物ZXS-20和ZXS-27在体外表现出较好的抗肿瘤活性、低毒性和合理的物理化学性质。以上这些数据表明,化合物ZXS-20和ZXS-27值得进一步研究,为新型BTK抑制剂的开发提供基础和依据。