抑制dj-1二聚化的活性化合物的應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一組活性化合物在制備抑制DJ-1二聚化的藥物中的應(yīng)用。通過(guò)基于DJ-1蛋白晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助虛擬方法和技術(shù)、藥物化學(xué)知識(shí)、和藥理活性篩選發(fā)現(xiàn)一組抑制DJ-1二聚化的化合物，共23個(gè)。根據(jù)結(jié)構(gòu)相似性系數(shù)Tanimoto值大于0.85的化合物，具有相似的生物活性原理，確定與這組化合物分子結(jié)構(gòu)相似性Tanimoto值大于0.85，也具有相似的抑制DJ-1活性。本發(fā)明以與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的DJ-1蛋白為研究對(duì)象，篩選得到具有抑制DJ-1蛋白二聚化和抑制腫瘤細(xì)胞增殖的化合物。這些化合物不但能夠抑制DJ-1蛋白的二聚化，而且對(duì)腫瘤細(xì)胞有較強(qiáng)的抑制活性，具有良好的藥物開(kāi)發(fā)前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】抑制DJ-1 二聚化的活性化合物的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)藥【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一組抑制DJ-1蛋白二聚化的化合物及其在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]癌癥，亦稱(chēng)惡性腫瘤，由控制細(xì)胞生長(zhǎng)增值機(jī)制失常而引起的疾病。癌細(xì)胞除了生長(zhǎng)失控外，還會(huì)局部侵入周邊正常組織甚至經(jīng)由體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)或淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到身體其他部分。不但給病人帶來(lái)極大的痛苦，而且給家庭帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)與精神負(fù)擔(dān)。
[0003]DJ-1 是由日本學(xué)者Hiroyoshi 于 1997年發(fā)現(xiàn)的一種蛋白(Daisuke Nagakubo, etal, Biochemical and Biophysical Research Communications，1997, 213, 509-513)。他們從NIH3T3細(xì)胞中分離得到了新的cDNA，通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄得到DJ-1。它是一個(gè)由189個(gè)氨基酸組成二聚體。每個(gè)單體二級(jí)結(jié)構(gòu)由8個(gè)α螺旋，11個(gè)β折疊和I個(gè)β發(fā)夾結(jié)構(gòu)組成。二聚體依靠 8 對(duì)氫鍵和大量的 van der Wall’ s 形成(K.Honbon, Journal of BiologicalChemistry, 2003, 278(33)，31380-31384)。該蛋白能夠促進(jìn)細(xì)胞周期的轉(zhuǎn)化，并且與H-Ras通路相關(guān)，最初被認(rèn)定為癌基因產(chǎn)物。在體內(nèi)，DJ-1需要與PIASxa和DJBP等蛋白結(jié)合，保持活性(Q.Huai, et al, FEBS letters, 2003, 549，171-175)。研究發(fā)現(xiàn)，DJ-1與氧化應(yīng)激關(guān)系密切。其中，Cysl06殘基對(duì)刺激的敏感性最高，是活性的主要位點(diǎn)(T.Kinumi, et al, Biochemical and Biophysical Research Communications， 2004,317(3)，722-728)。當(dāng)DJ-1結(jié)構(gòu)中L166p發(fā)生突變，會(huì)造成蛋白的降解，失去功能，使得ROS大量蓄積，引起相關(guān)疾病，例如，帕金森病和阿爾茨海默病(X，Tao, L, Tong.Journal ofBiological Chemistry, 2003 ，278(33): 31372-31379)。最近，發(fā)現(xiàn) DJ-1 的過(guò)量表達(dá)與腫瘤發(fā)生有關(guān)(H.Ren, et al, Cancer Letter, 2010, 297(1)，101-108)。在卵巢癌細(xì)胞中，檢測(cè)到了 DJ-1高表達(dá)，并且DJ-1的過(guò)表達(dá)使得腫瘤生長(zhǎng)抑制因子磷酸酯酶與張力蛋白同源物(PTEN)的表達(dá)量下降(B.Davidson, et al, Human Pathology, 2008, 39(1)，87-95);在乳腺癌細(xì)胞中，DJ-1不但抑制PTEN的表達(dá)量，而且促進(jìn)絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶(PKB/AKT)通路的磷酸化。另外，在肺癌細(xì)胞等其它癌癥細(xì)胞中，都檢測(cè)到了 DJ-1的高表達(dá)。最近研究表明，DJ-1的高表達(dá)，能夠降低腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性(H.Ren, etal, Cancer Letter, 2010, 297(1)， 101-108)。
[0004]目前，臨床上用于治療癌癥的藥物很多作用于與腫瘤細(xì)胞增殖相關(guān)的激酶和蛋白。例如，紫杉醇(taxol),作用于微管蛋白；吉非替尼(gefitinib)和埃羅替尼(erlotinib)，抑制與腫瘤增殖相關(guān)的激酶活性。但是，由于腫瘤細(xì)胞易發(fā)生突變，產(chǎn)生耐藥性，造成藥物對(duì)突變的腫瘤細(xì)胞失去活性。DJ-1與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有著密切關(guān)聯(lián)，但是，目前仍然沒(méi)有針對(duì)抑制該蛋白活性的化合物或者相關(guān)藥物報(bào)道。因此，開(kāi)發(fā)針對(duì)DJ-1的結(jié)構(gòu)新穎的抗腫瘤化合物具有重要的意義。
[0005]隨著運(yùn)算功能強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)在計(jì)算生物學(xué)和藥物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，藥物分子設(shè)計(jì)的速度和準(zhǔn)確性均得到了革命性的提高，為合理藥物設(shè)計(jì)提供了有效的技術(shù)手段。計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)基于生物大分子結(jié)合位點(diǎn)或藥效基團(tuán)模型，通過(guò)對(duì)化合物數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選發(fā)現(xiàn)潛在的先導(dǎo)化合物并對(duì)其進(jìn)行生物活性測(cè)試和化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)發(fā)展新型藥物。在計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)中，分子模擬、分子結(jié)構(gòu)特征和分子形態(tài)相似性比較、及基于分子突變和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的蛋白質(zhì)一配體相互作用理論研究起了關(guān)鍵的作用。另外，虛擬篩選在全新先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的作用越來(lái)越受到重視，它是通過(guò)現(xiàn)有生物大分子的三維結(jié)構(gòu)模型或基于小分子活性配體構(gòu)建的藥效團(tuán)模型，對(duì)化合物庫(kù)中的上百萬(wàn)個(gè)甚至更多的化合物進(jìn)行篩選，選取打分較高的化合物作為備選先導(dǎo)化合物，進(jìn)行生物活性篩選等深入開(kāi)發(fā)。虛擬篩選極大地減少了化合物合成及藥物篩選的工作量、時(shí)間與資金投入，提高了篩選的效率和準(zhǔn)確性。虛擬篩選還能完成一些傳統(tǒng)方法無(wú)法進(jìn)行的操作，如多條件和限制條件篩選。因此，虛擬篩選在新藥開(kāi)發(fā)研究中得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一組化合物在制備DJ-1 二聚化抑制劑中的應(yīng)用。通過(guò)基于DJ-1蛋白晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助虛擬方法和技術(shù)、藥物化學(xué)知識(shí)、和藥理活性篩選發(fā)現(xiàn)一組抑制DJ-1 二聚化的活性化合物。具體化合物如下(括號(hào)中為本發(fā)明的化合物編
號(hào)):
【權(quán)利要求】
1.一組化合物在制備DJ-1 二聚化抑制劑中的應(yīng)用，具體化合物如下: 2-氯-5-硝基-苯甲酸-N’ - (3-羥基-萘-2-羰基)-酰肼(I) 2-(4，5- 二苯基-1H-咪唑-2-偶氮基)-苯酚(2) 5- (2-硝基-苯基)-呋喃-2-羧酸-(2，4- 二氯-苯基)-酰胺(3) 4-羥基-1-甲基-2-氧-1，2- 二氫喹啉-3-羧酸N’ - (2-氯-苯甲?；?-酰肼(4) (4-溴-苯甲?；被?-乙酸-2- (3-硝基-苯基)-2-氧代-乙基酯(5) 4-溴-2-甲基-2H-吡唑-3-羧酸(5-氯-2-羥基烯芐基)-酰肼(6) 3-羥基萘-2-羧酸[1-(3-硝基-苯基)_乙烯基]-酰肼(7) 1-(2-甲基-苯甲?；?-3-(4-嗎啉-4-甲基-苯基)-硫脲(8) 4-{[ (2-甲基-2，3- 二氧-1，3- 二氫-1H-異吲哚_5_羰基)-氨基]-甲基}-苯甲酸(9) 2-吡啶-4-基-喹啉-4-羧酸-(3-甲基-噻吩-2-亞甲基)-酰肼(10) 2-吡啶-4-基-喹啉-4-羧酸-吡啶-2-亞甲基-酰肼(11) 5-(4-硝基-1H-吡唑-1-甲基)_呋喃-2-甲酸(3-氨基甲?；?4，5,6,7-四氫苯并噻吩-2-基)-酰胺(12) 2-苯并三氮唑-1-基-乙酰胺-乙基-硫脲(13) [6-氧-2-(N’ -2-甲基-苯基-胍基)_3，6- 二氫嘧啶-4-基]-乙酸甲酯(14) [5-氨基_3-(4-氯苯基)-[1，2，4]三唑-1-基]-呋喃-2-甲酮(15) 2-(6-甲氧基-苯并噻唑-2-基-氨基)-煙酸(16) N- (4-氯-苯并噻唑-2-基-2-羥基-煙酰胺(17) 2-甲氧基-N-[5-(3-硝基-苯基)-[1，3，4]噻二唑-2-基]-苯甲酰胺(18) 5-溴呋喃-2-羧酸(2-苯并[1，3]間二氧戊烯-5-基-1-氨基甲?；蚁┗?_酰胺(19) 2-(4-氯-苯基-5-甲基-1H-[1，2，4]三唑_3_羧酸-(4-氟-2-甲基-苯基)_酰胺(20) 5-甲基-1-苯基-1H-[1，2，3]三唑-4-羧酸-(3-三氟甲氧基-苯基)-酰胺(21) N- {3-[(四氫呋喃-2-亞甲基)-氨基甲酰基]-苯基}-琥珀酰胺酸(22) 1_(4_氟-苯基-3-(2- 二氟甲基-苯基-[I, 3]- 二氧雜環(huán)戍烯-2-基)-脲(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一組化合物在制備DJ-1二聚化抑制劑中的應(yīng)用，其特征在于，包括與這組化合物分子結(jié)構(gòu)相似性Tanimoto值大于0.85的化合物在制備DJ-1 二聚化抑制劑中的應(yīng)用。
3.—組抑制DJ-1 二聚化的活性化合物在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用，具體化合物如下: 2-氯-5-硝基-苯甲酸-N’- (3-羥基-萘-2-羰基)-酰肼(I) 4-溴-2-甲基-2H-吡唑-3-羧酸(5-氯-2-羥基烯芐基)-酰肼(6) 3-羥基萘-2-羧酸[1-(3-硝基-苯基)_乙烯基]-酰肼(7) 1-(2-甲基-苯甲酰基)-3-(4-嗎啉-4-甲基-苯基)-硫脲(8) 2-吡啶-4-基-喹啉-4-羧酸-吡啶-2-亞甲基-酰肼(11) 5-(4-硝基-1H-吡唑-1-甲基)_呋喃-2-甲酸(3-氨基甲?；?4，5,6,7-四氫苯并噻吩-2-基)-酰胺(12)2-苯并三氮唑-1-基-乙酰胺-乙基-硫脲(13) [5-氨基_3-(4-氯苯基)-[1，2，4]三唑-1-基]-呋喃-2-甲酮(15) 2-甲氧基-N-[5-(3-硝基-苯基)-[1，3，4]噻二唑-2-基]-苯甲酰胺(18) 5-溴呋喃-2-羧酸(2-苯并[1，3]間二氧戊烯-5-基-1-氨基甲?；蚁┗?-酰胺(19) 2-(4-氯-苯基-5-甲基-1H-[1，2，4]三唑_3_羧酸-(4-氟-2-甲基-苯基)_酰胺(20) N- {3-[(四氫呋喃-2-亞甲基)-氨基甲酰基]-苯基}-琥珀酰胺酸(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一組抑制DJ-1二聚化的活性化合物在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用，其特征在于，包括與這組化合物分子結(jié)構(gòu)相似性Tanimoto值大于0.85的化合物在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一組抑制DJ-1二聚化的活性化合物在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用，其特征在于，化合物I抗人宮頸癌Hela腫瘤細(xì)胞株和人骨肉瘤KHOS腫瘤細(xì)胞株；化合物8抗人宮頸癌Hela細(xì)胞株、人鼻咽癌KB細(xì)胞株、人骨肉瘤KHOS細(xì)胞株和人前列腺癌PC3細(xì)胞株；化合物11抗人宮頸癌Hela細(xì)胞株和人骨肉瘤KHOS細(xì)胞株；化合物12抗人結(jié)直腸癌HCTl 16細(xì)胞株、人宮頸癌Hela細(xì)胞株、人骨肉瘤KHOS細(xì)胞株、人卵巢腺癌SK0V3細(xì)胞株和人骨肉瘤U20S細(xì)胞株；化合物13抗人宮頸癌Hela細(xì)胞株和人骨肉瘤KHOS細(xì)胞株等腫瘤細(xì)胞；化合物20抗`人鼻咽癌KB細(xì)胞株和人骨肉瘤U20S細(xì)胞株；化合物6、7、15、18、19,22抗人肺腺癌A549細(xì)胞株、人結(jié)直腸癌HCT116細(xì)胞株、人宮頸癌Hela細(xì)胞株、人肝癌HepG2細(xì)胞株、人鼻咽癌KB細(xì)胞株、人骨肉瘤KHOS細(xì)胞株、人前列腺癌PC3細(xì)胞株、人卵巢腺癌SK0V3細(xì)胞株和人骨肉瘤U20S細(xì)胞株。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一組化合物在制備DJ-1二聚化抑制劑中的應(yīng)用，其特征在于，所述23個(gè)化合物的篩選方法，通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn):利用SybylXl.3藥物分子設(shè)計(jì)及模擬軟件包，基于DJ-1的蛋白晶體結(jié)構(gòu)中，以關(guān)鍵氣基酸Cys 106殘基為中心，周?chē)?θΑ范圍內(nèi)，包括氨基酸Alal4、Glul5、Cysl06、Arg48、Alal07、Thrl25、和Leul28等在內(nèi)的關(guān)鍵氨基酸及空間相近氨基酸組成潛在的結(jié)合口袋，開(kāi)展藥物設(shè)計(jì)和虛擬篩選，獲得抑制DJ-1 二聚化的活性化合物。
【文檔編號(hào)】A61K31/4439GK103768044SQ201410022128
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月18日
【發(fā)明者】陳建忠, 何俏軍, 楊波, 曹戟, 潘有祿, 韓爽 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)