检索结果-南通市图书馆

作者：霍志鹏山东大学

学位级别：硕士

逆转录酶(reverse transcriptase,RT)是人类免疫缺陷病毒Ⅰ型(hiv-1)逆转录过程的关键作用酶,是抗hiv-1药物研究中的重要靶标之一。目前已上市的RT抑制剂主要包括核苷(酸)类逆转录酶抑制剂(Nucleoside/NucleotideRT inhibitors,N(t)RTs... 详细信息

逆转录酶(reverse transcriptase,RT)是人类免疫缺陷病毒Ⅰ型(hiv-1)逆转录过程的关键作用酶,是抗hiv-1药物研究中的重要靶标之一。目前已上市的RT抑制剂主要包括核苷(酸)类逆转录酶抑制剂(Nucleoside/NucleotideRT inhibitors,N(t)RTs)和非核苷类逆转录酶抑制剂(Non-nucleoside RT inhibitors,nnrtis)两类。nnrtis因其独特的抗病毒活性、高特异性和低毒性,在高效抗逆转录病毒疗法又称“鸡尾酒疗法”(HAART,highly active antiretroviral therapy)中占据重要地位。然而,快速出现的耐药病毒株、药代动力学性质不佳和长期使用带来的严重毒副作用使得nnrtis的药物效力大幅削弱。因此,开发具有广谱抗病毒活性和优良药代动力学性质的新型高效低毒的nnrtis仍具有十分重要的意义,也是当前抗艾滋病药物研究的重要方向。hiv-1 nnrtis的结构多样性和药效团类似性为新的先导化合物的发现和优化提供了广阔的化学空间。其中,抗艾滋病候选药物K-5a2是本课题组以二芳基嘧啶类(Diarylpyrimidines,DAPYs)上市药物依曲韦林(Etravirine,ETR)为先导发现的噻吩并嘧啶类hiv-1nnrtis。K-5a2具有突出的抗hiv-1活性,其抑制hiv-1野生株(wildtype,WT)和突变株活性均超过或与ETR相当。但K-5a2口服生物利用度较低、半衰期较短,药代动力学性质和成药性有着很大的提升空间;同时,hiv-1 RT构象的内在灵活性为发现新型hiv-1 nnrtis提供了许多新的结合位点。在保持经典结合模式的同时,靶向新结合位点有利于提高小分子与靶标之间的特异性亲和力,继而提高化合物抗耐药性。本论文围绕改善K-5a2药代动力学性质及成药性和提高hiv-1 nnrtis抗耐药性的科学问题,主要分为以下两部分:第一部分:抗艾滋病候选药物K-5a2前药的设计、合成及初步成药性评价K-5a2是本课题组以ETR为先导化合物,根据靶标三维空间的适配性,综合运用基于靶标结构的合理药物设计、抗耐药性药物设计策略及多样性导向的结构修饰发现的噻吩并嘧啶类hiv-1 nnrtis,其抑制hiv-1 WT活性是ETR的2.8倍,抑制单突变毒株K103N、L100I和Y181C的活性与ETR相当;对于hiv-1单突变株E138K、Y188L以及双突变株F227 L+V106 A的抑制活性是ETR的5倍左右且具有极低的毒性(CC50/EC50>159101),同时K-5a2在小鼠体内急性毒性低(LD50>2g·kg-1),是极具开发前景的药物候选分子。尽管如此,K-5a2 口服生物利用度不高(F:20.76%)、半衰期较短(T1/2 =3.60 h),药代动力学性质和成药性有着很大的提升空间。药物分子水溶性往往是影响其药代动力学性质的主要因素。其中,通过化学修饰方法特别是利用前药修饰策略改善药物水溶性备受药物化学家的青睐。为进一步改善K-5a2的药代动力学性质和成药性,在广泛文献调研的基础上,参考磺酰胺类药物的一般前药修饰方法,设计合成了 K-5a2磺酰胺丙酰基前药(HM-1),并对其进行了水溶性测试、抗hiv-1活性测试、小鼠急性毒性测试和大鼠药代动力学测试。结果表明:HM-1水溶性明显提高:在相同测试条件下,K-5a2溶解度《1μg·mL-1,HM-1 溶解度为 69.66 μg· mL-1 logP 为 1.22,与 K-5a2 相比,HM-1溶解度提高了 70倍以上;HM-1抑制hiv-1野生株EC50为7.99 nM,较K-5a2细胞活性(EC50=1.17μM)下降约7倍;细胞毒性CC50>210μM。急性毒性测试(灌胃标准2g· kg-1)结果表明:服用HM-1小鼠一周时间内生理活动正常,体重平均增长1.7g。药代动力学实验数据表明:HM-1可在大鼠体内迅速转化为原药,口服生物利用度80.71%,是原药K-5a2(22.89%)的3.5倍,半衰期(T1/2)延长0.32 h。第二部分:靶向hiv-1 RT NNIBP和毗邻位点的DAPY类nnrtis的设计、合成与活性评价根据hiv-1逆转录酶毗邻位点(“NNRTI Adjacent”binding site)特征及与非核苷类逆转录酶抑制剂结合口袋(nnrtis binding pocket,NNIBP)的空间相对位置,结合本课题组前期对于DAPY类nnrtis的探索,设计合成了一系列以ETR为先导,保留K-5a2的“S”原子,同时在嘧啶环5位引入不同长度和不同末端取代基的新型双位点hiv-1 nnrtis,以期其可以同时作用于NNIBP和毗邻位点,增

关键词：前药成药性评价 hiv-1 nnrtis 毗邻位点药物设计

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Regioselective synthesis and anti-hiv activity of the novel 2- and 4-substituted pyrazolo[4,5-e] [ 1,2,4]thiadiazines

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Chinese Chemical Letters 2007年第2期18卷 137-140页

作者： Xin Yong Liu Ren Zhang Yan Nian Gen Chen Wen Fang Xu [a]Institute of Medicinal Chemistry School of Pharmacy Shandong University Jinan 250012 China

The new regioisomer 7-methyl-pyrazolo[4,5-e][1,2,4]thiadiazine nucleus (5) was synthesized, and its novel mono-N2- or N4-substituted pyrazolo[4,5-e][1,2,4]thiadiazines (6, 7) were regioselectively prepared by deprotonation of N2 or/and N4 atoms with different molar ratio of NaH and alkyl halides. Anti-hiv-1 screening tests showed some compounds to be potent as hiv-1 non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors (hiv-1 nnrtis).

关键词： Pyrazolo[4,5-e]thiadiazine Regioselectivity Synthesis hiv-1 nnrtis

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抗艾滋病候选药物K-5a2的代谢产物研究及靶向逆转录酶新结合位点化合物的设计合成与活性评价

抗艾滋病候选药物K-5a2的代谢产物研究及靶向逆转录酶新结合位点...

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作者：左晓芳山东大学

学位级别：硕士

艾滋病,全称获得性免疫缺陷综合征(Acquired Immunodeficiency Syndrome,AIDS),主要是由人免疫缺陷病毒 1 型(human immunodeficiency virus,hiv-1)导致的降低人免疫功能的传染性疾病。在hiv-1病毒复制过程中,逆转录酶(Reverse transcriptase,RT)的作用极为关键,因此是抗AIDS药物设计的重要靶标。特别是,非核苷类逆转录酶抑制剂(Nonnucleoside RT inhibitors,nnrtis)具有高效、高特异性和低毒性等诸多优点,在当前高效抗逆转录疗法(highly active antiretroviral therapy,HAART)中占有重要地位。然而,由于临床上耐药株的迅速出现、毒副作用和差的药代动力学性质导致nnrtis的抗病毒效力降低。因此,开发高抗耐药且药代动力学性质优良的nnrtis仍然是当前抗AIDS药物研发领域的重中之重。随着更多的nnrtis与RT的晶体结构被研究者们解析,许多新开发的结合位点为新型nnrtis的设计提供了广阔的空间。维持典型的结合模式,并靶向新位点则有利于nnrtis与靶标之间的特异性结合,提高亲和力,进而为提高nnrtis的耐药活性提供了可能。此外,改善药物药代动力学性质也是研发中的关键环节。通过明确药物的代谢产物和代谢途径,继而封闭代谢位点改变其代谢途径来增强代谢稳定性,延长半衰期。本论文围绕探究抗hiv-1候选药物K-5a2的代谢产物和提高nnrtis的抗耐药性两个方面,开展了以下三个部分的研究工作:抗艾滋病候选药物K-5a2的体外代谢产物研究K-5a2是本课题组综合运用基于靶标结构的药物设计策略发现的噻吩并嘧啶类hiv-1 NNRTI,其对野生株和突变株活性均优于ETR,且药代动力学性质良好。目前正在与企业合作开发中。然而,K-5a2较短的半衰期(t1/2=3.6 h)会影响其在体内的作用时间,因此其药代动力学性质仍有进一步提升的空间。为了探究K-5a2半衰期短的原因,本论文根据其前期人肝微粒体代谢稳定性研究结果,应用线性离子阱液质联用技术并辅以分析软件,快速筛查出K-5a2在人肝微粒体孵育体系中的6种代谢产物,其代谢途径分别是K-5a2的N-脱亚甲基化、2,5-二甲基-4-氰基-苯基的单羟基化、哌啶环的羰基化和K-5a2的多羟基化。对各代谢产物的相对丰度进行对比,推测K-5a2的N-亚甲基为易代谢位点,为后续进行结构优化以延长K-5a2半衰期提供了依据。靶向毗邻位点的双位点hiv-1 nnrtis的设计、合成及生物学活性评价逆转录酶具有较高的柔性,在hiv-1病毒复制的过程中发生构象变化会形成适合配体结构的新口袋,可作为设计新型hiv-1抑制剂的新位点。结构生物学研究显示,位于NNRTI疏水结合口袋(NNIBP)14.46?处的毗邻位点(NNRTI adjacent site)可作为设计新配体的位点。根据NNRTI毗邻位点的结构特征以及其与NNIBP的空间相对位置,本课题组首次设计合成了能够同时靶向NNIBP和毗邻位点的双位点nnrtis,并发现了活性较为突出的H7,其对野生株和临床常见突变株的活性均超过了上市药物依曲韦林(ETR),但抑制双突变株的活性还有待提高。为提高其抗耐药性并进一步探讨构效关系,本论文综合运用基于靶标结构的合理优化及靶向保守型氨基酸、形成氢键作用力等抗耐药性药物设计策略,对深入NNRTI毗邻位点的区域进行活性导向的结构修饰,通过引入可形成广泛氢键作用的磺酰基和酰基,以期与保守性氨基酸Glnl 82形成氢键作用力来提高化合物的抗hiv-1活性,同时对不同类型和长度的Linker进行探讨,共计合成32个结构全新的双位点DAPY类nnrtis。细胞水平(TZM-bl)的抗病毒活性结果显示,多个化合物对hiv-1 NL4-3病毒株具有纳摩尔水平的抑制活性,Series I中化合物Z4活性较为突出(EC50=2.45 nM,SI>91),其活性是对照药物 H7(EC50=3.77nM,SI>48)的 1.5 倍,并与 ETR 相当(EC50=1.45 nM,SI>158)。在 MT-4 细胞中,Z4(EC50=5.2 nM)对hiv-1野生株的抑制活性优于NVP(EC50=84 nM)和AZT(EC50=18.3 nM),并与 H7(EC50=3.7 nM)和 ETR(EC50=3.0 nM)活性相当。同时,Z4(CC50=140 μM,SI=26934)的细胞毒性远低于ETR(CC50>4.6μM,SI>1546),并表现出了极高的选择性指数。在抗耐药株活性测试中,Z4(EC50=10.6 nM)抑制单突变株E138K的活性是H7(EC50=37.3 nM)的3.5

关键词：艾滋病 hiv-1 nnrtis 代谢产物药物设计点击化学

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基于点击化学优势片段组合库的抗hiv-1及抗肿瘤先导化合物的发现

基于点击化学优势片段组合库的抗HIV-1及抗肿瘤先导化合物的发现

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作者：武高禅山东大学

学位级别：硕士

如何获得兼具类药性与多样性的高品质的化合物库是药物研发的一个瓶颈。基于点击化学优势片段组合库的构建与快速筛选策略综合了基于优势片段结构的多样性合成策略、模块化反应、平行合成方法和微量合成技术,具有微量、灵敏、经济的优点... 详细信息

如何获得兼具类药性与多样性的高品质的化合物库是药物研发的一个瓶颈。基于点击化学优势片段组合库的构建与快速筛选策略综合了基于优势片段结构的多样性合成策略、模块化反应、平行合成方法和微量合成技术,具有微量、灵敏、经济的优点,已成为具有广阔应用前景的快速发现药物先导物的新技术。本论文针对围绕目前严重危害人类生命健康的艾滋病及恶性肿瘤,选择重要的药物设计靶标,通过点击化学反应平行合成或微量合成构建化合物库,经快速筛选来发现活性优良的药物先导化合物,主要分为以下三个部分:(Ⅰ)基于点击化学优势片段组合库发现新型hiv-1衣壳蛋白抑制剂hiv-1衣壳蛋白(capsid protein,CA)是hiv-1病毒颗粒所必需的结构蛋白,其内含对hiv-1感染性至关重要的病毒核酸。hiv-1 CA的稳定性和完整性对于维持病毒的正常生命周期和传染性至关重要,己成为抗艾滋病药物研究的新靶点,且目前没有上市药物。本论文第二章以hiv-ICA抑制剂PF-74为先导化合物,根据其与靶标的结合模式,保留结构中的苯丙氨酸核心骨架,利用一价铜离子催化的叠氮-末端炔环加成(Copper catalyzed azide-alkyne cycloaddition,CuAAC)点击化学反应进行取代基部分的多样性修饰,通过平行合成的方式构建含有1,2,3-三唑基团的组合库,最终得到71个目标化合物。体外细胞(MT-4/TZM-bl)水平的抗病毒活性筛选结果显示,大部分化合物呈现出中等的抗hiv活性。活性最好的化合物是IA-13m(EC50=4.33±0.83 μM),其对hiv-1 NL4-3的抑制活性稍优于先导化合物PF-74(EC50=5.95±1.32 μM)。表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)实验表明IA-13m的作用靶点为hiv-1 CA。进一步的作用机制研究表明,IA-13m在生命周期的前期(整合,IC50=7.0±0.8 μM)和后期(组装和预整合、感染阶段,IC50=31±11 μM)阶段均具有一定程度的抑制作用,与PF-74类似。此外,运用分子动力学模拟探讨IA-13m的结合模式,并解释IA-13m和PF-74之间的活性差异。总之,IA-13m作为结构新颖的hiv-1 CA抑制剂先导化合物,具有进一步研究的价值。(Ⅱ)基于点击化学微量合成与和快速筛选技术发现hiv-1非核苷类逆转录酶抑制剂逆转录酶(Reverse Transcriptase,RT)在hiv-1生命周期中起着至关重要的作用,并且人体内不存在其同源酶,是抗艾滋病药物设计的特异性靶标。其中,非核苷类逆转录酶抑制剂(Non-nucleoside Reverse Transcriptase Inhibitors,nnrtis)能够特异性识别nnrtis疏水结合口袋(nnrtis binding pocket,NNIBP)并与之结合,因此该类抑制剂选择性好,低浓度下即可有效阻断病毒复制,使得其成为临床上高效抗逆转录疗法(Highly Active Antiretroviral Therapy,HAART)的重要组成部分。但是,该类抑制剂在临床广泛应用过程中出现了耐药性及毒副作用等问题。因此,研发高效抗耐药性、安全性良好的抗病毒抑制剂十分必要。本论文第三章以上市的第二代nnrtis药物依曲韦林(Etravirine,ETV)和利匹韦林(Rilpivirine,RPV)为先导,基于其结合模式,提取核心片段,利用CuAAC反应,对蛋白溶剂界面区进行结构多样性修饰,通过基于微孔板的微量反应构建起含有1,2,3-三氮唑结构的化合物库(280个分子),经抑酶活性快速筛选得到 10个苗头化合物(C2N38、C5N19、C5N36、C5N39、C6N34、C6N36、C2N37、C6N38、C6N39和C6N49)的活性(IC50:0.02～0.30μM)与ETV(IC50=0.15±0.15 μM)相当或较好。随后,对上述10个苗头化合物完成毫克级别的制备。目前,它们的体外细胞(MT4)水平的抗病毒活性筛选正在测试中。(Ⅲ)基于点击化学微量合成与快速筛选技术发现新型CDC25蛋白磷酸酶抑制剂CDC25蛋白磷酸酶是抗肿瘤药物设计的重要靶标,目前仍未有基于该靶标的上市药物。本论文第四章将点击化学微量合成与快速筛选技术运用于抗肿瘤药物一CDC25蛋白磷酸酶抑制剂的发现。我们以广泛报道的CDC25抑制剂NSC 663284、NSC 668394、Cpd5为先导化合物,提取其结构中优势的稠环对苯醌结构作为核心骨架,运用CuAAC反应,引入结构和电性多样性的取代基,快速构建得到含1,2,3-三唑-1,4-萘醌/喹啉二酮基序的化合物库(96个分子)。抑酶初筛结果显示,目标化合物M2N1

关键词： hiv-1衣壳蛋白 hiv-1 nnrtis CDC25蛋白磷酸酶点击化学快速筛选

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