艾滋病是主要由HIV-1引起的危害人類健康的嚴(yán)重傳染性疾病。目前,高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法(HAART)是治療艾滋病的最有效方法,然而,HIV-1耐藥突變株的出現(xiàn)影響了 HAART的功效。因此,迫切需要開發(fā)具有新機(jī)制、新結(jié)構(gòu)的靶向HIV-1復(fù)制關(guān)鍵環(huán)節(jié)的抗艾滋病藥物。HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)在HIV-1復(fù)制過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。RT通過兩種不同的酶功能將病毒單鏈RNA轉(zhuǎn)化成雙鏈DNA,即合成前病毒DNA的DNA聚合酶活性和選擇性降解DNA/RNA異源雙鏈中RNA鏈的RNase H活性。目前批準(zhǔn)上市的逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑分為兩類:核苷(酸)類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(N(t)RTIs)和非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(NNRTIs),它們均靶向于DNA聚合酶活性。尚無RNase H抑制劑上市,鑒于RNase H在病毒復(fù)制中的關(guān)鍵作用及其高度保守的活性位點(diǎn),以RNase H為靶標(biāo)進(jìn)行抗艾滋病創(chuàng)新藥物研究具有重要的科學(xué)意義與廣闊的前景。RNase H抑制劑可分為活性位點(diǎn)抑制劑和變構(gòu)抑制劑,前者研究更為廣泛。活性位點(diǎn)抑制劑通過螯合活性位點(diǎn)必需的兩個(gè)二價(jià)金屬離子發(fā)揮作用,其藥效團(tuán)元素包括二價(jià)金屬離子螯合基團(tuán)、疏水性基團(tuán)及連接鏈(Linker)。目前該類抑制劑主要存在透膜活性弱、細(xì)胞活性差、毒性大等不足。因此,開發(fā)新型高效且具有細(xì)胞活性的HIV-1 RNase H抑制劑是需要迫切開展的研究工作。天然產(chǎn)物是抗病毒藥物發(fā)現(xiàn)的重要源泉。多酚類化合物是具有抗氧化、抗腫瘤、抗心血管疾病及抗病毒等重要生理活性的天然產(chǎn)物。多酚結(jié)構(gòu)中的鄰位酚羥基可通過螯合金屬依賴蛋白的螯合金屬離子,從而發(fā)揮廣泛的抑酶活性。1,3,4,5-Tetragalloylapiitol 是從植物Hylodendron gabuensis發(fā)現(xiàn)的一種多酚類HIV-1 RNase H選擇性抑制劑,IC50值為0.24 μM,且對(duì)人RNase H和大腸桿菌RNaseH抑制作用較弱,但未能表現(xiàn)出細(xì)胞水平的抗病毒活性。因此,本文選取1,3,4,5-tetragalloylapiitol為先導(dǎo),根據(jù)HIV-1RNaseH抑制劑的藥效團(tuán)特征,運(yùn)用結(jié)構(gòu)簡化及基于結(jié)構(gòu)的合理藥物修飾策略,提取關(guān)鍵藥效基團(tuán)沒食子�；鶠轵瞎羌�,以具有類藥性的取代哌啶和哌嗪基團(tuán)作為疏水性基團(tuán)及連接鏈(Linker),設(shè)計(jì)了含有哌啶(嗪)取代基團(tuán)的多酚類化合物。并通過生物活性評(píng)價(jià)探討構(gòu)效關(guān)系,以期望提高活性,并改善化合物的理化性質(zhì)。本文首先采用變性聚丙烯酰胺凝膠電泳法對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行了 HIV-1 RNase H抑制活性測(cè)試。結(jié)果顯示,其中大多數(shù)目標(biāo)化合物表現(xiàn)出顯著的RNaseH抑制活性。尤其是哌嗪系列,與哌啶系列相比,HIV-1 RNaseH抑制活性有了大幅度的提高(約10倍),且絕大多數(shù)化合物的HIV-1 RNaseH抑制活性均優(yōu)于陽性對(duì)照(β-thujaplicinol),其中14個(gè)化合物的IC50值達(dá)到亞微摩爾水平,化合物Ⅱ-25活性最高(IC50 = 0.72 ± 0.07 μM),約為β-thujaplicinol(IC50 = 1.98 ± 0.22 μM)的2.8倍。另外,本文還利用ELISA法對(duì)部分目標(biāo)化合物進(jìn)行了 RT(聚合酶)抑制活性測(cè)試。在所測(cè)化合物中,僅有4個(gè)化合物對(duì)HIV-1 RT表現(xiàn)出較弱的抑制活性(100 μM),表明本文所設(shè)計(jì)的多酚類RNaseH抑制劑具有較高的選擇性。接著,在MT-4細(xì)胞系中測(cè)定了化合物抑制野生型HIV-1(ⅢB)、HIV-2(ROD)(MTT法)及野生型HIV-1/NL4-3(螢光素酶報(bào)告基因法)的活性與細(xì)胞毒性,遺憾的是,該類化合物在待測(cè)濃度下并未表現(xiàn)出明顯的抗病毒活性。值得一提的是,該類化合物細(xì)胞毒性較低(系列I:CC50 = 19.9-178.4 μM;Ⅱ-25:CC5050.8μM),優(yōu)于對(duì)照藥奈韋拉平(NVP)和齊多夫定(AZT)。為解釋該類化合物細(xì)胞活性喪失的原因,本文使用在線軟件(Molinspiration Cheminformatics Software)對(duì)抑酶活性最好的化合物Ⅰ-5和Ⅱ-25進(jìn)行了理化性質(zhì)預(yù)測(cè)。結(jié)果顯示,這兩個(gè)化合物存在極性過大的問題,LogP分別為0.04和-0.48,遠(yuǎn)低于口服藥物的適宜LogP范圍(2-3)�？梢娫擃惢衔镙^差的透膜性可能由極性太強(qiáng)所致,進(jìn)而在細(xì)胞活性試驗(yàn)中未能表現(xiàn)出抗病毒作用。另外,本文采用Schrodinger套件的Glide模塊進(jìn)行了分子模擬研究,結(jié)果顯示本文所設(shè)計(jì)的多酚類HIV-1 RNaseH抑制劑具有與β-thujaplicinol相似的作用模式,并能與His539、Lys540等氨基酸殘基產(chǎn)生額外的相互作用力,因此合理解釋了該類化合物活性提高的原因�？傊�,本文以 1,3,4,5-Tetragalloylapiitol 為先導(dǎo)化合物,根據(jù) HIV-1RNaseH抑制劑的藥效團(tuán)特征,利用結(jié)構(gòu)簡化及基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)策略,先后設(shè)計(jì)合成了兩個(gè)系列(系列Ⅰ和Ⅱ)共計(jì)51個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的多酚類HIV-1 RNase H抑制劑。生物學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,多種化合物具有較高的HIV-1 RNaseH抑制活性,明顯優(yōu)于β-thujaplicinol,可作為先導(dǎo)化合物供進(jìn)一步研究。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R914
【部分圖文】：

圖１．２?ＨＩＶ－１生物結(jié)構(gòu)示意圖［１２］??ＨＩＶ－１以人類免疫系統(tǒng)中的ＣＤ４＋Ｔ淋巴細(xì)胞為主要攻擊對(duì)象，其特有的結(jié)??構(gòu)為侵入細(xì)胞提供了必需的酶和蛋白。如圖１．３，?ＨＩＶ－１的生命周期可分為識(shí)別??與吸附、融合與穿入、逆轉(zhuǎn)錄與整合、轉(zhuǎn)錄與翻譯、裝配、出芽與成熟等過程［１３＿１５］。??識(shí)別與吸附、融合與穿入??ＨＩＶ－１侵入宿主體內(nèi)后，首先其表面的糖蛋白ｇｐｌ２０與免疫細(xì)胞表面的ＣＤ４??分子特異性結(jié)合完成吸附，然后ｇｐ４１在輔助性受體ＣＣＲ５和ＣＸＣＲ４協(xié)助下與??靶細(xì)胞膜接觸，引起ＨＩＶ－１表面糖蛋白變構(gòu)，外膜與細(xì)胞膜完成融合，使得ＨＩＶ－１??核心物質(zhì)釋放于宿主細(xì)胞內(nèi)。??逆轉(zhuǎn)錄與整合??ＨＩＶ－１進(jìn)入宿主細(xì)胞后迅速將核衣殼脫去，釋放出病毒ＲＮＡ，在逆轉(zhuǎn)錄酶??作用下合成ＲＮＡ／ＤＮＡ雜合雙鏈，經(jīng)ＲＮａｓｅ?Ｈ作用降解掉ＲＮＡ鏈而得到病毒??８??

ＲＴ）、整合酶（Ｉｎｔｅｇｒａｓｅ，ＩＮ?）、蛋白酶（Ｐｒｏｔｅａｓｅ，ＰＲ）和核心殼蛋白（Ｎｕｃｌｅｏｃａｐｉｓｄ，??ＮＣ）（圖?１．２）?［８－１１］。??圖１．２?ＨＩＶ－１生物結(jié)構(gòu)示意圖［１２］??ＨＩＶ－１以人類免疫系統(tǒng)中的ＣＤ４＋Ｔ淋巴細(xì)胞為主要攻擊對(duì)象，其特有的結(jié)??構(gòu)為侵入細(xì)胞提供了必需的酶和蛋白。如圖１．３，?ＨＩＶ－１的生命周期可分為識(shí)別??與吸附、融合與穿入、逆轉(zhuǎn)錄與整合、轉(zhuǎn)錄與翻譯、裝配、出芽與成熟等過程［１３＿１５］。??識(shí)別與吸附、融合與穿入??ＨＩＶ－１侵入宿主體內(nèi)后，首先其表面的糖蛋白ｇｐｌ２０與免疫細(xì)胞表面的ＣＤ４??分子特異性結(jié)合完成吸附，然后ｇｐ４１在輔助性受體ＣＣＲ５和ＣＸＣＲ４協(xié)助下與??靶細(xì)胞膜接觸，引起ＨＩＶ－１表面糖蛋白變構(gòu)，外膜與細(xì)胞膜完成融合，使得ＨＩＶ－１??核心物質(zhì)釋放于宿主細(xì)胞內(nèi)。??逆轉(zhuǎn)錄與整合??ＨＩＶ－１進(jìn)入宿主細(xì)胞后迅速將核衣殼脫去，釋放出病毒ＲＮＡ，在逆轉(zhuǎn)錄酶??作用下合成ＲＮＡ／ＤＮＡ雜合雙鏈，經(jīng)ＲＮａｓｅ?Ｈ作用降解掉ＲＮＡ鏈而得到病毒??８??

亞基的Ｃ末端，與聚合酶活性位點(diǎn)相隔約１８個(gè)堿基對(duì)。ＲＮａｓｅＨ結(jié)構(gòu)域早已通??過Ｘ－射線及ＮＭＲ晶體學(xué)技術(shù)得到解析，包含五個(gè)＃折疊和四個(gè)《螺旋，其中??第１？４個(gè)《螺旋非對(duì)稱地分列于戶４的兩側(cè)，焊與其它＃折疊反向平行（圖１．５）??［３２＿３４］。ＲＮａｓｅＨ結(jié)構(gòu)的確證為準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)其作用機(jī)制及相應(yīng)抑制劑的設(shè)計(jì)提供了依??據(jù)。??１２??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳建華;吳志瑰;裴建國;劉婧;孫艷朝;伍國芳;彭水梅;付小梅;;多酚類化合物的研究進(jìn)展[J];中國現(xiàn)代中藥;2015年06期

2 郭宗儒;;化合物效率與先導(dǎo)物優(yōu)化[J];藥學(xué)學(xué)報(bào);2013年12期

3 農(nóng)娟;農(nóng)克良;鄭廣進(jìn);;哌嗪類化合物的研究進(jìn)展[J];化工技術(shù)與開發(fā);2012年02期

4 王雪飛;張華;;多酚類物質(zhì)生理功能的研究進(jìn)展[J];食品研究與開發(fā);2012年02期

5 韓生華;溫雪山;陳建新;;哌嗪類藥物的現(xiàn)狀及其研究進(jìn)展[J];山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期

6 賈淑平;曾睿;但衛(wèi)華;米貞健;;植物多酚藥理作用的研究及應(yīng)用[J];中國藥房;2009年12期

7 葉光明,孫青,姜云云,黃曉瑾,趙慶杰,胡宏崗,吳秋業(yè);1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-(2,4-二氟苯基)-3-[(4-取代)-哌嗪-1-基]-2-丙醇的合成及其抗真菌活性[J];第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年10期

8 戈升榮,俞一心,謝更新;丹酚酸的藥理作用研究進(jìn)展[J];中藥材;2002年09期

9 杜冠華,張均田;丹參水溶性有效成分——丹酚酸研究進(jìn)展[J];基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床;2000年05期

10 宋立江,狄瑩,石碧;植物多酚研究與利用的意義及發(fā)展趨勢(shì)[J];化學(xué)進(jìn)展;2000年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張建革;含有哌啶環(huán)的生物活性分子的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 闞洪柱;哌啶衍生物（R）-3-哌啶乙酸乙酯鹽酸鹽的合成及功能有機(jī)分子的合成研究[D];華東師范大學(xué);2011年

2 甘淋玲;唑類哌嗪新化合物的合成及其生物活性研究[D];西南大學(xué);2010年

3 唐巍;含哌嗪環(huán)的磺胺類似物的設(shè)計(jì)、合成及生物活性初步研究[D];西南大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2843558