具有多靶标作用GSK-3抑制剂的设计与活性研究.doc

具有多靶标作用GSK-3抑制剂的设计与活性研究 王悦、刘伶、张文婷、姚建武，张丽娜，姜凤超* 华中科技大学同济医学院药学院，武汉（430030） Aβ的清除, 对β-分泌酶、γ-分泌酶的抑制是主要靶点[1]; 减少tau蛋白过度磷酸化,GSK-3抑制剂是研究热点[2]。然而,单独对其中一种酶进行抑制,经常会同时影响该酶的其它底物,具有较大的不良反应。设想设计合成对两个靶点同时作用的抑制剂,在实际应用中可减少使用剂量,从而得到具有高效低毒的化合物。 按照药效团模型的概念，化合物如果能够符合药效团模型，就有可能具有相应的药理活性。以此类推如果该化合物同时符合两个以上的药效团模型，则有可能同时作用于两个以上的靶点，从而提高化合物的生物利用度，增强药理活性，降低毒副作用。 以多种已报道的具有较好生物活性的GSK-3抑制剂为训练集建立药效团模型。在此模型及已建立的γ-分泌酶抑制剂药效团模型的基础上,对本实验室已设计合成的β-分泌酶抑制剂进行结构修饰,以期得到对GSK-3及β-分泌酶均具有较好抑制活性的结构新颖的先导化合物。采用合适的方法对所设计的化合物进行合成并分析,纯度较高的化合物进行GSK-3抑制及γ-分泌酶抑制的药理实验。将药理实验结果返回计算机辅助药物设计系统,验证药效团模型及设计的结果,为化合物的进一步筛选和改造打下基础。 1、多靶点作用抑制剂的设计与合成 1.1目标化合物的设计 根据β-分泌酶抑制剂的药效团模型，在MDDR数据库中有哪些信誉好的足球投注网站出系列符合药效团模型的化合物，并对其中的化合物进行修饰和虚拟筛选；同时结合GSK-3抑制剂的药效团模型[3]和GSK-3具有两大对称亚基的结构特征设计出一类结构对称的化合物,含芳香环来增加环芳香性,环上不同部位含取代基改善化合物的亲水/疏水性。设计出的化合物结构如下(图1)，叠合结果见图2: 1c R= H 2c R= o-CH3 3c R= m-CH3 4c R= p-CH3 5c R= m-Cl 6c R= p-Cl 7c R= o-OCH3 8c R= p-OCH3 9c R= m-NO2 图1 所设计的化合物的结构 1.2 目标化合物活性的虚拟预测与类药性分析 设计的化合物利用β-分泌酶抑制剂和GSK-3抑制剂的药效团模型进行虚拟活性预测和类药性分析。结果显示，设计的化合物对相应的靶点均具有一定的活性，其中对β-分泌酶的预测活性在nmol/L级别，对GSK-3的预测活性在μmol/L级别。同时化合物距符合利平斯规则[4]，并且预测的极化表面积TPSA值为93.22，与90接近，说明化合物可以通过血脑屏障。 1.3 合成 根据目标分子的对称结构的特点，利用双向合成（two-directional synthesis） 图2 目标化合物的合成路线 2、实验过程 熔点由X-5型显微熔点测定仪测定温度未校UV：紫外光谱仪：756PC Spectrum(上海光谱仪器有限公司)IR：Spectrum One傅立叶红外光谱仪测定。 1H-NMR，13C-NMR：均采用Parian Mercury VX-300型核磁共振仪’), 4.160(4H ,m, H8), 2.382(6H, m,2-CH3), 2.312(4H, m,H6), 1.227(6H, m,H9)。 13C-NMR(300 MHz, CDCl3, δppm)：172.650 (C7), 169.370 ,169.255 (C10), 127.476-141.237(C1-6), 61.326 (C11), 50.544,50.285 ( C9), 29.188 (C8), 17.924,17.810(2-CH3), 14.335 (C12)。 2.3.3 二(N-间甲基苯基-N-乙氧羰甲基)丁二酰二胺(3c) 白色固体。产率23%，mp94-97℃。IR(KBr,σ/cm-1)：1736.15 (υC=O); 1326.08, 1024.26 (υC-O); 1661.84 (υC=O); 1605.10,1587.95,1491.64 (υC=C), 797.45 (δAr-H), 703.97 (δC=C)。 1H-NMR (300 MHz, CDCl3, δppm)：7.135-7.295 (8H, m, H2,3,4,5), 4.299 (4H, m, H7), 4.169 (4H, m, H8), 2.431 (4H , m, 3-CH3), 2.369 (4H, m, H6), 1.241 (6H , m , H9)。 13C-NMR (300 MHz, CDCl3, δppm)：172.586（C7），169.528（C10），142.694（C1），140.074（C3），12