第一章ct-氨基氰基卩比暗院类DPP4抑制剂的设计、合成及抗糖尿病活性研究
1.1前言
糖尿病是一种常见的代谢性疾病。它的特征是在禁食状态或者在进行口服糖耐量试验下表现出异常高的血裝血糖浓度和高血糖症。世界卫生组织根据糖尿病的临床形式分为1-型和2-型1,而大多数糖尿病病人为2-型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)。2-型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病(noninsulin-dependent diabetes mellitus, NIDDM),具有很高的血管并发症,如冠状动脉性疾病、中风、高血压、肾病、周围血管性疾病、神经性疾病和视网膜病。这种代谢性疾病已经成为公共卫生问题。根据世界卫生组织调查全世界将近有3.47亿糖尿病患者,其中,80%的糖尿病患者居住在中低收入国家。2004年,大约有340万糖尿病患者因高空腹血糖而死亡,到2030年糖尿病患者的死亡率将会提高2倍2。
治疗2型糖尿病的传统药物包括:降低胰岛素耐受的格列酮类3,增加胰岛素分泌的擴胺脲类4和减少肝糖输出的双胍类5。但是,这些药物除了起到治疗作用之外,还会引起一定的副作用,如:低血糖、增加体重、心血管的病态反应和广细胞的死亡等。因此,研发一种安全有效的药物变得越来越重要。
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1.2 DPP4的结构与功能
DPP4 9 (又叫T-细胞抗原CD26),是一个240kDa多功能的以二聚体形式存在的高特异性丝氨酸蛋白嗨(Figure 1.1),广泛分布在肾、肝、肠、脾、贤上腺、淋巴组织、内皮细胞和胎盘。DPP4最重要的作用是水解肽链TV端含两氨酸或脯氨酸的多肽,如水解GLP-1。大量的体内体外实验证明,DPP4水解GLP-l氮末端的两个氨基酸残基His-Ala,从而使GLP-1失活。
人源DPP4是含有766个氨基酸的跨膜糖蛋白,包含三个区域:胞质尾(残基丨-6)、跨膜部分(残基7-28)和胞外部分(残基29-766)。胞外部分由两部分组成:三联体Ser630-Asp708-His740 组成的催化区域和 n端八叶型的(3-螺旋区域(the eight bladed P-propellerdomain)及C端a/(3-水解酶区域(a/p-hydrolase domain)'"o而催化位点位于?两个胞外区域之间的空腔内。这部分是化合物的活性结合位点,决定化合物的抑制活性。
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第二章氨基氰基批略院类DPP4抑制剂的设计、合成及抗糖尿病活性研究
2.1前言
2-型糖尿病是一种慢性代谢性疾病,通常伴随着心血管疾病、致盲、肾脏紊乱及截足等并发症I。现存治疗的策略包括降低胰岛素耐受2、提高胰岛素分泌3和降低肝糖排放等4。但是这些治疗手段通常会引起低血糖,细胞调亡和胃肠道不良反应等副作用5。
因此,研发一种安全有效地治疗2-型糖尿病的药物已迫在眉睫。大量研究表明,抑制DPP4的活性是治疗2-型糖尿病的一种新型的方式。而有关DPP4的作用机制及DPP4抑制剂的研究进展已经在本论文的第一章做了详细介绍。
目前,5个DPP4抑制剂经FDA批准上市和3个DPP4抑制剂分别在日本和韩国上市(Figure 2.1),分别是 Merck 研发的 sitagliptin (MK-0431)6、Novartis 研发的 vildagliptin(LAF-237)\ Bristol-Myers Squibb 研发的 saxagliptin (BMS-477118)^ Takeda 研发的 alogHptin(SYR-322)9、Boehringer-Ingelheim 研发的 linagliptin (BI-1356)'°> LG Life Sciences 研发的gemigliptin"、Mitsubishi Pharma 研发的 teneligliptini:和 Sanwa Kagaku Kenkyusho 研发的anagliptin'\大量临床试验表明,这些药物能够降低患者的餐后血糖水平和糖化血红蛋白水平。下面就简要介绍这几个上市药物的研究情况。
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2.2 氨基氰基批略院类DPP4抑制剂的设计、合成及生物学活性研究
2.2.1化合物的设计
本论文的第一章已经先容了先导化合物DC041573具有较好的DPP4克制活性,但是该化合物代谢比力快。通过该化合物的药物代谢产品阐发,我们发明该化合物的重要代谢位点是苯环的羟基化。因此,在举行先导物DC041573的改革中,我们接纳在芳香环的邻位、间位和对位引入吸电子基团大概供电子基团及用芳香杂环代替苯环21,得到DPP4克制活性和选择性及体内口服降血糖结果较好的化合物A14和A17。这部门事情己经在本论文的第一章举行了细致的先容。除此之外,我们还通过延伸先导化合物链长的计谋来举行优化改革,计划新鲜的氨基芳香环代替的氰基P比略院类化合物。
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第三章 噻吩并嘧啶类EGFR抑制剂的设计、合成及抗肿瘤活性研究 ........124-184
3.1 前言 .................................124-126
3.2 ErbB蛋白酪氨酸激酶家族................... 126-132
3.2.1 ErbBs的信号转导通路 ...............126-128
3.2.2 阻断ErbBs信号通路的治疗策略 ....................................128
3.2.3 EGFR的结构与功能................................. 128-130
3.2.3.1 EGFR的结构.............. 128-129
3.2.3.2 EGFR的活化机理..................... 129-130
3.2.4 EGFR的突变............................ 130-132
3.3 EGFR抑制剂的研究概况 .............132-144
3.3.1 EGFR抑制剂的作用机理 ....................132-133
3.3.2 EGFR抑制剂的研究进展 ............133-144
3.3.2.1 抗体类药物 ..............................133-135
3.3.2.2 小分子酪氨酸激酶抑制剂 135-144
3.4 噻吩并嘧啶类EGFR抑制剂的设计合成及生物学活性研究 ......................144-160
3.4.1 化合物的设计............. 144-149
3.4.1.1 噻吩[3,2-d]嘧啶类EGFR抑制剂的设计........ 144-147
3.4.1.2 噻吩[2,3-d]嘧啶类EGFR不可逆抑制剂的设计.......................... 147-149
3.4.2 化合物的合成 .................................149-151
3.4.2.1 化合物C1-C30的合成 ............................149-151
3.4.2.2 化合物D1-D26的合成................. 151
3.4.3 化合物C1-C30的生物学数据分析..............151-154
3.4.3.1 化合物C1-C30对野生型EGFR的抑制活性分析 .......................152-153
3.4.3.2 化合物C4和C18的分子对接 ...............................153
3.4.3.3 化合物C4和C18对阻断EGFR自动磷酸化研究分析 .............153-154
3.4.4 化合物D1-D26的生物学数据分析..................... 154-158
3.4.4.1 化合物D1-D26对野生酶和突变酶EGFR的抑制活性分析............... 154-156
3.4.4.2 化合物D1-D26对A431和NCI-H1975细胞株的抑制活性分析 ...........156-157
3.4.4.3 化合物D14、D15、D17和D22对阻断EGFR自动磷酸化研究分析........ 157-158
3.4.4.4 酶谱分析 ......................158
3.4.5 噻吩[3,2-d]嘧啶类抑制剂和噻吩[2,3-d]嘧啶类抑制剂的结果与讨论 ........158-160
3.5 本章小结........................................ 160-161
3.6 实验部分.......... 161-180
3.6.1 化学部分.....................