【摘要】：目的:噻唑烷二酮類(TZDs)降糖藥是一類作用于PPARγ的胰島素增敏劑,該藥在發(fā)揮降糖作用的同時會不可避免地引起患者體重增加、水腫等副作用,從而限制了其在臨床上的應(yīng)用。據(jù)文獻報道,PPARα/γ雙靶點藥物可在發(fā)揮PPARγ介導(dǎo)的降糖作用的同時,利用其自身激活α亞型所引起的促脂肪酸氧化等作用來減輕PPARγ激動劑固有的副作用。現(xiàn)如今,開發(fā)具有降糖作用的PPARs多靶點藥物已成為研究機構(gòu)及制藥公司的熱點。本論文主要以已知的PPARs激動劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),借助計算機輔助藥物設(shè)計手段,設(shè)計并合成新型的、對PPARs具有高親和力的多靶點激動劑,并對已合成的化合物進行體外活性的研究。方法:(1)根據(jù)藥物化學(xué)中的拼合原理及生物電子等排原理,將苯扎貝特的極性頭部和吡格列酮的疏水尾部整合在一個分子中,用不同取代基進行替換,設(shè)計出一系列具有潛在激動活性的羧酸類及四氮唑類PPARs激動劑。根據(jù)虛擬篩選的結(jié)果及實驗可行性分析,設(shè)計合理的合成路線。以間苯二酚或?qū)Ρ蕉訛槠鹗荚?經(jīng)過多步反應(yīng)得到目標(biāo)化合物,其結(jié)構(gòu)通過核磁共振氫譜、碳譜及質(zhì)譜進行確證。并采用PPARα/γ/δ活性評價的細胞模型,評價化合物在體外水平激活α、γ、δ亞型的半數(shù)有效濃度EC_(50)及效能。(2)借助計算機輔助藥物設(shè)計方法對Specs數(shù)據(jù)庫進行虛擬篩選,以期得到高效的、具有潛在激動活性的PPARα/γ雙靶點化合物。(3)基于替米沙坦所具有的AT_1R阻斷活性及PPARγ的激動活性,并以其結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),對結(jié)構(gòu)中的遠端的苯并咪唑環(huán)、聯(lián)苯部分及羧酸基團進行修飾或替換。聯(lián)合應(yīng)用分子對接、ADMET預(yù)測、分子動力學(xué)模擬等計算機輔助手段,以期得到同時具有AT_1R阻斷活性及PPARγ激動活性的雙靶點化合物。結(jié)果:(1)本論文根據(jù)藥物化學(xué)中的拼合原理及生物電子等排原理,共設(shè)計得到36個目標(biāo)化合物。通過對虛擬篩選的結(jié)果及實驗可行性進行分析,最終合成27個化合物,其結(jié)構(gòu)均已通過氫譜、碳譜以及質(zhì)譜進行確證。體外激活活性發(fā)現(xiàn),通過與PPARs陽性對照化合物比較,初步篩選得到具有PPARα激活作用的化合物6h,具有PPARγ激活作用的化合物6g、10h,以及具有PPARδ激活作用的化合物6e、6l、10l。進而計算得出各自的半數(shù)有效濃度EC_(50)值及效能。在活性實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,以分別具有PPARα、PPARγ和PPARδ活性的6h、10h及6e為代表化合物,在加入抗衡離子的水溶液中應(yīng)用DESMOND軟件,對復(fù)合物進行了20 ns的分子動力學(xué)模擬。模擬結(jié)果顯示,復(fù)合物及配體自身的構(gòu)象在動力學(xué)條件下處于穩(wěn)定狀態(tài);化合物6h、10h及6e分別在PPARα、PPARγ和PPARδ的結(jié)合口袋中形成穩(wěn)定的相互作用。(2)借助計算機輔助藥物設(shè)計方法對Specs數(shù)據(jù)庫進行虛擬篩選,通過對接研究和ADMET預(yù)測等方法得到7個與PPARα和PPARγ結(jié)合模式好、藥動學(xué)特性較優(yōu)的化合物。以化合物ZINC36517927為代表進行分析,20 ns的分子動力學(xué)模擬驗證了蛋白-配體復(fù)合物在模擬狀態(tài)下的穩(wěn)定性。(3)以替米沙坦為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),對其結(jié)構(gòu)進行修飾。通過對接研究及ADMET預(yù)測最終得到了10個新型、對接結(jié)果及藥動學(xué)參數(shù)更優(yōu)的候選化合物。對代表化合物91與受體的復(fù)合物進行20 ns的分子動力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn),該化合物在整個動力學(xué)模擬過程中保持相對穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)論:本論文綜合利用分子對接、ADMET預(yù)測、分子動力學(xué)模擬等計算機輔助藥物設(shè)計方法,設(shè)計得到多組具有潛在PPARs激動活性的化合物。對其中一組化合物進行了化學(xué)合成,共得到27個目標(biāo)化合物,其結(jié)構(gòu)均已通過氫譜、碳譜及質(zhì)譜確證。這些化合物的PPARs體外活性雖然與陽性對照相比有所差距,但相信通過后期的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及體內(nèi)外藥理活性實驗,一定會為新型、高效的多靶點PPARs抗糖尿病藥物的研發(fā)提供更有價值的參考。
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R914;R96
【圖文】：

根據(jù)不同的降糖作用機理而研發(fā)出以上幾種口服有效的藥物，并這些降糖藥物對于糖尿病的治療有著積極作用，但對于一些并發(fā)毒性的危險，長期使用會引起水腫、腹瀉、低血糖等一系列嚴重需要研究并開發(fā)出新型的降糖作用好、安全系數(shù)高的藥物。發(fā)現(xiàn)，噻唑烷二酮類（TZDs）降糖藥是一類作用于過氧化物酶體γ（PPARγ）的胰島素增敏劑[8]。PPARs（Peroxisome Proliferatos，過氧化物酶體增殖物激活受體）因其在調(diào)控脂肪酸氧化、糖脂敏感性方面的顯著作用而用于新型降糖藥物的開發(fā)[9]。通過對已化學(xué)修飾或?qū)Γㄌ烊唬┧幬飻?shù)據(jù)庫進行虛擬篩選，得到新型的 P[10, 11]。因此，以 PPARs 為靶點的新型降糖藥物的研究極為有價體超家族包括雌激素受體、甲狀腺激素受體、視黃酸受體（RA（RXRs）、PPARs 受體。PPARs 屬于該家族中的一類配體激活型要參與調(diào)節(jié)與糖脂代謝、炎癥反應(yīng)等相關(guān)基因的表達，并與現(xiàn)代、糖尿病、心血管疾病、動脈粥樣硬化等代謝疾病相關(guān)[14, 15]。

賴性的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域（AF-2）；（5）羧基端的 F 部分的功能還未可知。PPAR 、γ 和 三種亞型都具有特定的作用及組織分布，分別由 468、479 基酸殘基組成。PPAR 是最早被克隆出的 PPARs 家族成員，主要存在于與的組織中，比如肝臟、骨骼肌、心肌、腎臟組織等，可促進脂肪酸的分解蛋白代謝，降低甘油三酯、提高高密度脂蛋白水平等作用[17, 18]。PPARγ 是的一種亞型，其在多種細胞的增殖與分化過程中起著重要的調(diào)節(jié)作用，主組織和巨噬細胞中高度表達，同時也存在于肝臟、腎、骨骼肌等組織中，脂肪細胞中脂肪的生成，調(diào)節(jié)脂肪組織中脂肪酸的積累，進而表明內(nèi)源Rγ 配體可作為脂肪生成的重要調(diào)節(jié)劑[19-21]。PPARγ 與脂肪生成、胰島素敏以及能量代謝密切相關(guān)[22]。PPAR 分布廣泛、高度表達，是發(fā)育和代謝過重要的調(diào)節(jié)因子。與其他兩種類型相同，在體內(nèi)廣泛存在的 PPAR 可與脂花生酸結(jié)合，從而表明它與脂肪代謝有關(guān)[23, 24]。激活 PPAR 能夠增加膽固運、調(diào)節(jié)脂質(zhì)和糖類的代謝、控制能量平衡，而達到降脂、抗炎、促進傷提高高密度脂蛋白膽固醇水平、改善動脈粥樣硬化的目的[25]。此外，研究R 和小鼠的胚胎移植以及結(jié)腸腫瘤細胞的凋亡有著直接關(guān)系。

圖 1.2 代表化合物 6a (A)、6j(B)、10d(C)、10h(D)分別和 PPAR 、PPARγ、PPAR受體活性位點對接模式圖（綠色所示為原始配體）1.3 小結(jié)本實驗將苯氧基烷酸類藥物（苯扎貝特）的極性頭部和噻唑烷二酮類藥物（吡格列酮）的疏水尾部整合在一個分子中，運用藥物化學(xué)中的拼合原理及生物電子等排原理，共設(shè)計了 36 個 PPARs 配體。對接結(jié)果表明這些化合物具有較高的對接得分以及與原始配體相似的結(jié)合構(gòu)象，能夠與靶點空腔較穩(wěn)定的結(jié)合，從而為新型PPARs 多靶點激動劑類降糖藥的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。我們對其中與 PPARs 三個靶點的結(jié)合能力強、相互作用與陽性對照相似的化合物進行了進一步的合成，并通過活性實驗來進一步驗證對接模型及方法的可靠性和準(zhǔn)確性，從而尋找出激動活性較高的小分子配體進行研究。

【參考文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王雪焦;新型PPARs多靶點激動劑的設(shè)計與合成[D];天津醫(yī)科大學(xué);2015年

本文編號：2789881