来源于天然产物的基质金属蛋白酶（MMPs）抑制剂

基质金属蛋白酶（MMPs）参与一系列重大疾病的病理过程，基质金属蛋白酶抑制剂具有广阔的药用前景。本文概述了基质金属蛋白酶抑制剂的研究历史和最新的研究理念。重点回顾总结了天然产物中基质金属蛋白酶的活性抑制成分和对基质金属蛋白酶转录表达抑制的天然产物成分以及这些化合物的抗癌效果。     

基于分子描述符和机器学习方法预测和虚拟筛选MMP-13对MMP-1的选择性抑制剂

基质金属蛋白酶-13 (MMP-13)为预防和治疗骨关节炎(OA)提供了充满希望的靶标. 通过抑制剂来阻断MMP-13的活性将会对治疗OA疾病产生潜在的作用. 然而,宽谱抑制剂同样抑制MMP家族的其它成员,特别是MMP-1,这将会导致肌与骨的综合症. 因此,设计和发现潜在的MMP-13 相对于MMP-1 的高效选择性抑制剂,在对治疗OA新型药物的研发中具有相当重要的现实意义. 本研究通过两种机器学习方法(ML)：支持向量机(SVM)和随机森林(RF)来建立分类模型,用于预测不同结构的MMP-13 对MMP-1 的选择性抑制剂. 所建这些模型的预测效果都已经达到了令人满意的精度. 在这两种ML模型中,RF对于MMP-13选择性抑制剂和非抑制剂的精度分别达到97.58%和100%. 同时,与MMP-13对MMP-1的选择性抑制最相关的分子描述符也基于不同的特征选择方法被两种模型挑选出来. 最后,用预测效果最好的RF模型虚拟筛选了ZINC数据库的“fragment-like”子集,从而得到了一系列潜在的候选药物. 研究表明,机器学习方法,特别是RF方法,对于发现潜在的MMP-13选择性抑制剂十分有效. 同时还得到了一些与MMP-13的选择性抑制相关的分子描述符.     

基于分子描述符和机器学习方法预测和虚拟筛选MMP-13对MMP-1的选择性抑制剂

基质金属蛋白酶-13(MMP-13)为预防和治疗骨关节炎(OA)提供了充满希望的靶标.通过抑制剂来阻断MMP-13的活性将会对治疗OA疾病产生潜在的作用.然而,宽谱抑制剂同样抑制MMP家族的其它成员,特别是MMP-1,这将会导致肌与骨的综合症.因此,设计和发现潜在的MMP-13相对于MMP-1的高效选择性抑制剂,在对治疗OA新型药物的研发中具有相当重要的现实意义.本研究通过两种机器学习方法(ML):支持向量机(SVM)和随机森林(RF)来建立分类模型,用于预测不同结构的MMP-13对MMP-1的选择性抑制剂.所建这些模型的预测效果都已经达到了令人满意的精度.在这两种ML模型中,RF对于MMP-13选择性抑制剂和非抑制剂的精度分别达到97.58%和100%.同时,与MMP-13对MMP-1的选择性抑制最相关的分子描述符也基于不同的特征选择方法被两种模型挑选出来.最后,用预测效果最好的RF模型虚拟筛选了ZINC数据库的"fragment-like"子集,从而得到了一系列潜在的候选药物.研究表明,机器学习方法,特别是RF方法,对于发现潜在的MMP-13选择性抑制剂十分有效.同时还得到了一些与MMP-13的选择性抑制相关的分子描述符.     

应用超滤液相色谱和电喷雾质谱技术筛选MMP-2活性成分

采用超滤液相色谱和电喷雾质谱技术,结合基质金属蛋白酶-2体外抑制实验,对葛根素、大豆苷和大豆苷元3种异黄酮类化合物抑制基质金属蛋白酶-2抑制活性进行了研究.研究结果表明,3种异黄酮类化合物均可抑制基质金属蛋白酶-2活性,其中葛根素抑制基质金属蛋白酶-2活性最强,其次为大豆苷和大豆苷元.     

铈对人膀胱癌细胞基质金属蛋白酶-9表达及活性的影响

以体外培养的人膀胱癌细胞为研究对象,采用四唑盐比色检测法、明胶酶谱法研究Ce4+对人膀胱癌细胞的存活、基质金属蛋白酶 9表达与活性的影响。结果表明,低浓度稀土(0 01mmol·L-1)对细胞的生长没有显著影响,但强烈抑制基质金属蛋白酶 9的表达,而此浓度Ce4+能提高基质金属蛋白酶 9的活性。高浓度稀土(1 0mmol·L-1)对细胞的生长、基质金属蛋白酶 9表达与活性均有显著的抑制作用。     

MMP-26的同源模建及S_1'结合袋的结构特点

以基质金属蛋白酶-12(MMP-12)的晶体结构为模板,采用同源模建方法构建了基质金属蛋白酶-26(MMP-26)的三维结构,并阐明了其S1'结合袋的结构特点,MMP-26中His233残基插入S1'结合袋,限制了S1'结合袋的深度,符合中袋MMPs的特点,因此MMP-26属于中袋MMPs.在此基础上,研究了抑制剂GM6001与MMP-26的相互作用模式,发现GM6001中异羟肟酸结构的羰基氧和羟基氧与催化锌离子发生双齿配位,符合异羟肟酸类MMPs抑制剂的配位特点.     

苯并呋喃类聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)抑制剂的设计、合成及活性研究

苯并呋喃类聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)是抗肿瘤治疗的一个有效靶点.本研究根据现有PARP抑制剂的结构特征,设计并合成了未见文献报道的12个苯并呋喃类化合物,并进行了初步体外活性筛选.实验结果表明所合成的化合物均显示出一定的PARP抑制活性,其中化合物7c的活性与阳性对照药Veliparib活性相当,IC50为20.5 nmol·L-1。     

靛红类双功能抑制剂: 调控SARS-3CL蛋白酶聚集状态与活性

1-(2-萘甲基)靛红-5-甲酰胺类化合物通过与底物口袋结合来抑制SARS-3CL 蛋白酶的活性, 而SARS-3CL蛋白酶自身的N端8 肽是作用于蛋白二聚界面的抑制剂. 本文设计同时占据SARS-3CL蛋白酶底物口袋和二聚界面的双功能抑制剂, 通过固相多肽合成方法制备由1-(2-萘甲基)靛红-5-甲酸和N端8肽组成的化合物, 得到不同长度连接链的6 个目标产物. 用显色底物方法测定化合物对SARS-3CL蛋白酶的抑制活性,其中化合物3的活性最高, IC₅₀值(半抑制率)为3.8 μmol·L^-1, 连接偶数甘氨酸的活性明显要好于连接奇数甘氨酸的化合物. 用超速离心沉降速率方法研究了化合物3对SARS-3CL蛋白酶聚集状态与活性的调控作用, 其同时具有诱导与抑制二聚的双重能力, 综合调控结果是抑制SARS-3CL蛋白酶的二聚. 这项研究给应用合成的化合物研究酶活性调节机制提供了一个示例.     

新的4′-去甲表鬼臼衍生物的合成及其抗癌活性

根据鬼臼毒衍生物和 5 氟尿嘧啶的抗癌机理和构效关系 ,合成了 7个新的 4β 5 氟尿嘧啶取代 4′ 去甲表鬼臼毒衍生物 .在抑制金属基质蛋白酶I和胶原酶I活性测试中 ,化合物 2 .4和 2 .6的抑制活性比鬼臼乙叉甙 (VP 16 )和5 氟尿嘧啶 (5 Fu)强 3倍和 5倍 ,在治疗癌细胞转移方面值得进一步探讨 .     

卤代查尔酮氨基硫脲席夫碱的合成及生物活性研究

本文合成了一系列卤代查尔酮及其氨基硫脲席夫碱,并考察了所合成化合物的酪氨酸酶抑制活性及抗氧化活性。结果表明,部分化合物具有较好的酪氨酸酶抑制活性,其中3个化合物的抑制活性强于阳性对照曲酸,4-溴代查尔酮氨基硫脲席夫碱(化合物9)表现出最好的抑制活性,其IC50值为2.02μmol/L;部分化合物还具有一定的抗氧化活性。抑制机理研究表明,化合物9属于不可逆抑制剂。优选化合物9进行了分子对接探讨,初步构效关系分析为进一步研究具有酪氨酸酶抑制活性的类似化合物提供了参考。     

1,3,4-(口恶)二唑硫醚酰胺为核心骨架的新型多杂环分子的合成及对Cdc25B与PTP1B的抑制活性

首先利用含有三嗪的芳香酰肼(3)构筑了1,3,4-噁二唑衍生物(5), 然后将化合物5与含有1,3,4-噻二唑的衍生物(6)拼合合成了18个目标分子. 利用红外光谱(IR)、 核磁共振波谱(NMR)和高分辨质谱(HRMS)等技术对其结构进行了表征. 考察了目标分子对细胞分裂周期25磷酸酯酶B(Cdc25B)和蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B(PTP1B)的抑制活性. 结果表明, 有8个目标分子的抑制活性优于其阳性对照物, 有望成为潜在的Cdc25B抑制剂; 有12个目标分子的抑制活性优于其对照物, 有望成为潜在的PTP1B抑制剂.     

3-芳基噻唑烷-4-酮-2-酰胺的合成及其抗肿瘤活性研究

合成了系列新的3-芳基噻唑烷-4-酮-2-酰胺衍生物,并测试了化合物抑制肿瘤细胞增殖活性.部分化合物对A-549和Hela肿瘤细胞有弱的细胞毒性,而对BGC-823没有抑制作用,表现出一定的选择性.其中,化合物7ad对A-549有较强的抑制活性(IC50=21.0μmol·L-1),与阳性对照顺铂的抑制活性(IC50=19.4μmol·L-1)相当.初步的构效关系表明化合物的立体结构可能对其抗肿瘤活性影响较大.     

MSCTP参数及基质金属蛋白酶在急性脑缺血介入治疗前后的变化和对预后的预测价值分析

选取急性脑缺血患者122例,均采取介入治疗,治疗前后均行多层螺旋CT灌注成像(MSCTP)检查,并检测患者血清基质金属蛋白酶-9(MMP-9)和基质金属蛋白酶抑制剂-1(TIMP-1)水平。结果发现,介入治疗后7 d,患者缺血边缘区和缺血中央区的相对脑血流量(rCBF)高于介入治疗前,相对平均通过时间(rMTT)短于介入治疗前,血清MMP-9、TIMP-1低于介入治疗前;缺血边缘区和缺血中央区rCBF及血清MMP-9联合预测急性脑缺血预后不良的曲线下面积为0.933。由本研究结果可知,介入治疗后7 d,急性脑缺血患者缺血边缘区和缺血中央区rCBF升高,rMTT缩短,血清MMP-9和TIMP-1水平下调,而且联合预测对评估急性脑缺血患者预后具有一定价值。     

PDE-4抑制剂的设计、合成及生物活性研究

依据药效团原理,对已报道的磷酸二酯酶(PDE-4)抑制剂Crisaborole进行结构修饰和改造,设计并合成了7个全新的小分子化合物,其结构经~1H NMR、~(13)C NMR和HRMS确证.研究其对磷酸二酯酶-4A(PDE-4A)的抑制活性、抑制炎症因子TNF-α释放效果以及抗炎活性.结果表明,所设计的7个化合物均表现出良好生物活性,其中一个化合物活性明显优于阳性对照药.     

纺锤体驱动蛋白抑制剂的设计、合成与生物活性研究

纺锤体驱动蛋白(kinesin spindle protein, KSP/Eg5)作为潜在的肿瘤治疗靶点, 使发现KSP抑制剂成为热点. 设计并合成了4-氧基-β-四氢咔啉衍生物作为新型的KSP抑制剂, 并测定了其对KSP的抑制活性, 均优于阳性对照物. 其中化合物9c抑制KSP的IC50＝0.065 μmol•L－1, 优于阳性对照物Monastro l100多倍. 生物活性研究表明为抗肿瘤药物提供了新结构类型的候选化合物.     

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸类CD38抑制剂的合成及生物活性评价

分别以1,3,5-三苯甲酰基-α-D-核糖、3,5-二苯甲酰基-2-脱氧-2,2-二氟戊呋喃糖-1-酮和D-木糖为原料, 经由烟酰胺核苷及烟酰胺核苷酸中间体, 合成了系列糖环经氟原子取代的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)类CD38抑制剂. 基于对CD38的水解抑制能力的考察, 评价了所合成氟代NAD类似物的活性. 结果表明, 糖环上氟原子取代的数目和位置对抑制剂活性的影响十分明显, 烟酰胺核苷的端基构型对活性的影响较大. 2个化合物均显示出非常好的CD38抑制活性, 其中化合物2a的抑制活性高出阳性对照物阿糖型氟代烟酰胺腺嘌呤二核苷酸2个数量级.     

黄酮类化合物抑制MMP-9的定量结构-活性关系和结构修饰的理论研究

运用密度泛函理论(DFT)和线性回归分析等方法研究了黄酮类化合物抑制MMP-9的定量结构-活性关系(QSAR)和结构修饰. 研究发现, 黄酮类化合物抑制MMP-9的实验生物活性数据－lg EC₅₀值与计算获得的黄酮类化合物的最低空分子轨道能量及分子水合能之间均存在着良好的线性关系|留一法交叉验证结果表明, 所建立的两个相应的QSAR模型都具有良好的稳定性和预测能力. 进一步研究发现, 在黄酮类化合物分子的A环、B环和C环上的合适部位选用供电子能力较强、能降低分子水合能的取代基团对其进行结构修饰, 有利于提高修饰后的分子抑制MMP-9的生物活性. 根据对木犀草素(Luteolin)分子进行结构修饰的结果(共33种化合物), 我们提出了黄酮类化合物抑制MMP-9可能的作用机理, 并设计出8种经结构修饰后生物活性有显著提高的MMP-9抑制剂, 希望将来得到实验的证实.     

N_(12)-乙基取代吲哚咔唑衍生物的合成及细胞毒活性研究

合成了9个新的N12-乙基取代吲哚咔唑衍生物6~14,其结构经1H NMR、13C NMR和HRESIMS确定.用噻唑蓝(MTT)法测试了衍生物对人肺癌细胞A549、肝癌细胞Hep G-2和宫颈癌细胞Hela的细胞毒活性.用细胞计数试剂盒-8(Cell Counting Kit-8,CCK-8)法测试了衍生物对白血病细胞K562的细胞毒活性.结果显示,化合物7~9对K562的细胞毒活性与阳性对照阿霉素(ADM)相近,半数抑制浓度(IC50)为0.43~0.93μmol/L.化合物8和12对Hela的活性与阳性对照相近,IC50分别为1.23和0.43μmol/L.化合物13的盐酸盐14对所测试的4种肿瘤细胞株均有较强的抑制活性,IC50值在0.23~1.72μmol/L之间,可作为抗肿瘤先导化合物进行深入研究.     

双膦酸化合物对基质金属蛋白酶的抑制效应及机理

根据基质金属蛋白酶(MMPs)的活性位点附近三维空间结构, 设计合成了4种双膦酸类化合物, 利用酶促反应动力学方法对比测试了双膦酸化合物及阿伦磷酸钠(Alendronate)对MMPs的抑制效果; 结合分子对接方法以及荧光滴定光谱研究了双膦酸化合物与MMPs的分子识别和作用机理, 并得到了二者的结合模型.     

氯硝柳胺衍生物的合成及抗肿瘤活性研究

以氯硝柳胺为起始原料,经醚化、亲核取代反应得到目标化合物,采用MTT法考察所合成化合物对人类乳腺癌细胞(MDA-MB-231)和人类胰腺癌细胞(ASPC-1)的体外抗肿瘤活性。合成了5个氯硝柳胺衍生物,其结构均经IR、1H-NMR、13C-NMR和MS确证。初步的体外抗肿瘤活性结果显示目标化合物9b和9c的抗肿瘤活性强于阳性对照药,其中化合物9b的活性对所测两种肿瘤株的抑制活性均强于阳性对照药,展现出较强的应用前景。