【摘要】：目的:為尋找基于聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1(Poly ADP-ribose polymerase-1,PARP-1)和膽堿酯酶多靶點抑制的新型抗阿爾茨海默病(Alzheimer`s disease,AD)化合物,本研究以上市PARP-1抑制劑奧拉帕尼和乙酰膽堿酯酶抑制劑多奈哌齊為先導化合物,結(jié)合兩者的藥效團,設計、合成了21個新的4-芐基噠嗪酮與芐基哌啶拼合產(chǎn)物,并評價其體外抑制PARP-1、乙酰膽堿酯酶(AChE)和丁酰膽堿酯酶(BuChE)的活性。篩選效果較優(yōu)的化合物,觀察其對Aβ_(25-35)誘導的AD小鼠認知功能及運動能力的影響。通過計算機輔助藥物設計技術(shù),在分子水平初步分析目標化合物與靶標相互作用模式。方法:1.目標化合物的設計和合成:保留奧拉帕尼的主要藥效團噠嗪酮,對分子另一端進行改造,用多奈哌齊的藥效團芐基哌啶取代環(huán)丙�；哙�,設計、合成了21個目標產(chǎn)物。其合成方法為:以2-甲�；郊姿釣樵�,經(jīng)環(huán)合、氧化、還原等反應,合成重要中間體2-氟-5-[(4-氧代-3,4-二氫酞嗪-1-基)甲基]苯甲酸;以取代的溴化芐為原料,與叔丁氧羰基氨基哌啶,叔丁氧羰基氨甲基哌啶和羥基哌啶反應,得到芐基哌啶衍生物,脫去保護基團叔丁氧羰基后,與2-氟-5-[(4-氧代-3,4-二氫酞嗪-1-基)甲基]苯甲酸發(fā)生酰胺化反應,得到目標產(chǎn)物。2.目標化合物生物活性評價:(1)采用Ellman法評價目標化合物對AChE和BuChE的抑制能力,HT同源PARP熒光法抑制試劑盒(Trevigen,Cat#4690-096-K)檢測所合成的目標化合物對PARP-1酶的抑制活性;(2)采用MTT法測定目標化合物對人乳腺癌MDA-MB-436細胞增殖能力的影響;(3)腦室注射Aβ_(25-35)誘導小鼠形成AD模型,觀察化合物34對AD小鼠行為學的影響。3.分子對接:使用AutoDock Vina軟件,將化合物34與靶蛋白(AChE、BuChE和PARP-1)進行分子對接,探究其分子識別機制和結(jié)合模式。結(jié)果:1.本研究設計、合成了21個4-芐基噠嗪酮與芐基哌啶拼合產(chǎn)物,通過~1H-NMR、~(13)C-NMR、IR及MS對這些化合物進行結(jié)構(gòu)確證。2.通過蛋白酶抑制實驗篩選出了幾個能同時抑制AChE、BuChE和PARP-1酶活性的化合物,其中,化合物34綜合效應較好,對AChE、BuChE、PARP-1的IC_(50)分別為13.481±2.154μM、1.630±0.523μM、8.18±2.81nM。進一步地通過行為學實驗觀察該化合物對AD小鼠認知功能及運動能力的影響,發(fā)現(xiàn)連續(xù)灌胃兩周后,該化合物能一定程度上改善AD小鼠的認知和記憶障礙,與AD模型組相比有顯著性差異。3.分子對接研究表明,化合物34能與PARP-1的Gly863、Ser904形成氫鍵作用,同時,34幾乎整個分子都能置于BuChE的活性催化域內(nèi),這可能是其具有較好的PARP-1和丁酰膽堿酯酶抑制活性的原因。結(jié)論:本研究設計合成了21個未見報道的新化合物,通過蛋白酶抑制實驗篩選出了幾個能同時抑制AChE、BuChE、PARP-1酶的化合物,其中化合物34活性較好。進一步的動物行為學實驗發(fā)現(xiàn),化合物34以10mg/kg/d的劑量灌胃給藥2周后,能一定程度上改善AD小鼠的認知和記憶障礙。
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武漢科技大學碩士學位論文第 1 章 目標化合物的設計、合成和表征目標化合物的結(jié)構(gòu)和合成路線設計拉帕尼（Olaparib）是由英國阿斯利康公司研發(fā)的 PARP-1 抑制劑， 月 19 日經(jīng)美國食品藥品管理局（FDA）批準上市，用于 BRCA 基因巢癌患者的治療[27]。然而，作為最早上市 PARP-1 抑制劑，，奧拉帕性不夠強大，而且與其他化療藥物（如氮烯唑胺，順鉑與吉西他濱使用時表現(xiàn)出更顯著的劑量限制性毒性[28]，因此，此類 PARP-1 抑步優(yōu)化改造。拉帕尼的構(gòu)效關(guān)系研究表明，以奧拉帕尼為代表的 PARP-1 抑制劑構(gòu)為主要藥效團（圖 1.1），哌嗪環(huán)可增加水溶性，環(huán)丙基可增加脂物利用度�；诖�，研究者們對奧拉帕尼的結(jié)構(gòu)進行了改造（圖 1

武漢科技大學碩士學位sp74 等，其作用主要是固定乙酰膽堿，另外，由區(qū)域在其與芳香基底物結(jié)合時起著重要的作用。AS 和 PAS 結(jié)合[33]（圖 1.3），其中，芐基環(huán)與 CA環(huán)與 PAS 位點的 Trp286 結(jié)合。同時，狹窄峽谷酸殘基，如 Tyr337，Phe338，Tyr341 和 His447。
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R914

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本文編號：2618365