新型1-(1,3,5-三嗪-6-基)-3-甲基-4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)吡唑的合成及活性评价

设计合成了18个以吡唑桥连1,3,4-噁二唑和1,3,5-三嗪的新型多杂环分子[7A(a~f),7B(a~f)和7C(a~f)];通过红外光谱(IR)、核磁共振波谱(NMR)和高分辨质谱(HRMS)等对目标分子进行了结构表征;评价了目标分子对蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B(PTP1B)和细胞分裂周期25磷酸酯酶B(Cdc25B)的抑制活性.结果表明,所有目标分子对PTP1B和Cdc25B均有较好的抑制活性,其中,9个目标分子表现出优异的PTP1B和Cdc25B抑制效果,IC50值低于齐墩果酸(PTP1B抑制活性测试参照物)和正钒酸钠(Cdc25B抑制活性测试阳性参照物),有望成为潜在的PTP1B和Cdc25B抑制剂.     

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.     

酰胺硫醚桥连1,3-硒唑和1,2,4-三唑衍生物合成及其对细胞分裂周期25磷酸酯酶B(Cdc25B)抑制活性

细胞分裂周期25磷酸酯酶B (Cdc25B)与致癌转化有关,是潜在的抗癌疗法的药物靶标.为筛选Cdc25B抑制剂,以1,3-硒唑为核心组块,利用酰胺硫醚键与1,2,4-三唑席夫碱活性组块桥连成目标化合物2-(1,2,4-三唑-3-基)硫代-N-(4-苯基-1,3-硒唑-2-基)乙酰胺(TATS).首先为验证将1,3-硒唑作为核心组块的合理性,选择了苯环未被修饰的TATS1与Cdc25B进行分子对接模拟,结果表明, 1,3-硒唑能紧密地嵌入Cdc25B结构中,与Cdc25B的重要催化位点Arg492发生N-H…PI非键弱相互作用,发挥了核心作用.酰胺羰基氧原子与Arg492和Arg488形成氢键,表明酰胺硫醚键引入合理.在理论对接研究的基础上,通过对1,2,4-三唑席夫碱活性组块中两个区域用不同基团修饰,设计并合成了13个新型目标化合物TATS1~TATS13,对比测试了目标化合物和重要中间体对Cdc25B的抑制活性.结果表明,其中12个目标化合物生物活性优于阳性参照物Na3VO4, 1,2,4-三唑席夫碱两个区域的不同修饰对抑制活性有明显影响,实现了活性叠加效应,表明该类结构化合物有望成为潜在的Cdc25B抑制剂.     

新型二氟甲基磷酸类酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B抑制剂的分子动力学模拟和结合自由能计算

通过分子对接建立了一系列含二氟甲基磷酸基团(DFMP)或二氟甲基硫酸基团(DFMS)的抑制剂与酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B(PTP1B)的相互作用模式, 并通过1 ns的分子动力学模拟和molecular mechanics/generalized Born surface area (MM/GBSA)方法计算了其结合自由能. 计算获得的结合自由能排序和抑制剂与靶酶间结合能力排序一致; 通过基于主方程的自由能计算方法, 获得了抑制剂与靶酶残基间相互作用的信息, 这些信息显示DFMP/DFMS基团的负电荷中心与PTP1B的221位精氨酸正电荷中心之间的静电相互作用强弱决定了此类抑制剂的活性, 进一步的分析还显示位于DFMP/DFMS基团中的氟原子或其他具有适当原子半径的氢键供体原子会增进此类抑制剂与PTP1B活性位点的结合能力.     

含咔唑/苯并咪唑环的2,5-二取代-1,3,4-噻二唑酰胺衍生物的合成及对PTP1B/TCPTP抑制活性的评价

合成了一系列新型含咔唑/苯并咪唑环的2,5-二取代-1,3,4-噻二唑酰胺衍生物.利用IR, ~1HNMR, ~(13)CNMR和元素分析对其进行了结构表征.评价了目标化合物对蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)和T细胞蛋白酪氨酸磷酸酶(TCPTP)的抑制活性,讨论了结构与活性的关系.实验结果显示,绝大多数化合物对PTP1B的抑制活性超过高度同源的TCPTP的抑制活性,其中2-(9-咔唑基亚甲基)-5-(3-氯苯甲酰氨基)-1,3,4-噻二唑(5c)对PTP1B的抑制活性最高[IC_(50)=(2.43±0.43)mg/mL], 2-(9-咔唑基亚甲基)-5-(4-甲基苯甲酰氨基)-1,3,4-噻二唑(5b)和化合物5c对PTP1B的抑制活性均高于阳性对照药物齐墩果酸.对目标化合物5c进行分子对接研究和密度泛函理论(DFT)计算.分子对接结果表明,5c与PTP1B酶通过形成氢键、疏水和p-p等相互作用形成稳定的复合物.     

新型1,3,5-三嗪-1H-吡唑-三唑并噻二唑衍生物的合成及活性评价

以具有优秀药理活性的吡唑杂环为核心,连接1,3,5-三嗪杂环,引入三唑并噻二唑稠并环,设计合成了21个新型1,3,5-三嗪-1H-吡唑-三唑并噻二唑衍生物.应用IR,1H NMR和HRMS等对21种新物质进行了结构表征.评价了21种新型目标产物对Cdc25B和PTP1B的抑制活性,结果发现,大部分目标分子显示了优良的抑制活性.在Cdc25B抑制活性测试中,14个目标分子抑制活性高于阳性参照物Na3VO4,有望成为潜在的Cdc25B抑制剂,在PTP1B抑制活性测试中,9个目标分子抑制活性优于阳性参照物齐墩果酸,有望成为潜在的PTP1B抑制剂.     

基于咔唑的新型碳酰腙衍生物的合成及蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)抑制活性评价

合成出了一系列新型基于咔唑的单-/双-碳酰腙衍生物3和4.利用1H NMR、13C NMR、IR和元素分析对其进行了结构表征.评价了目标化合物对蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)的抑制活性,讨论了结构与活性的关系.实验结果显示,大部分化合物对PTP1B具有良好的抑制活性,其中1,5-双[(9-丁基-3-咔唑基)亚甲基]碳酰腙(4c)的抑制活性最高,IC50=(4.81±0.41)mmol/L,且活性高于对照药物齐墩果酸.对目标化合物1-[(9-庚基-3-咔唑基)亚甲基]碳酰腙(3f)和4c进行分子对接研究和密度泛函理论(DFT)计算.分子对接结果表明,化合物3f和4c结合到PTP1B酶由螺旋α3和α6形成的活性位点,与PTP1B酶通过氢键、极性、疏水和p-p等相互作用形成了稳定的复合物.     

新型二氟甲基磷酸类酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B抑制剂的分子动力学模拟和结合自由能计算（英文）

通过分子对接建立了一系列含二氟甲基磷酸基团（DFMP）或二氟甲基硫酸基团（DFMS）的抑制剂与酪氨酸蛋白磷酸酯酶1B（PTP1B）的相互作用模式,并通过1ns的分子动力学模拟和molecular mechanics/generalized Born surface area（MM/GBSA）方法计算了其结合自由能.计算获得的结合自由能排序和抑制剂与靶酶间结合能力排序一致;通过基于主方程的自由能计算方法,获得了抑制剂与靶酶残基间相互作用的信息,这些信息显示DFMP/DFMS基团的负电荷中心与PTP1B的221位精氨酸正电荷中心之间的静电相互作用强弱决定了此类抑制剂的活性,进一步的分析还显示位于DFMP/DFMS基团中的氟原子或其他具有适当原子半径的氢键供体原子会增进此类抑制剂与PTP1B活性位点的结合能力.     

PTP1B和1,2-萘醌类抑制剂的分子动力学模拟

采用分子动力学和分子力学相结合的方法 ,研究了一类 1,2 萘醌类抑制剂与酪氨酸蛋白磷酸酯酶PTP1B之间的相互作用模式 .计算得到的抑制剂和靶酶之间的相互作用模式显示范德华相互作用、疏水相互作用以及氢键作用是主要的作用模式 .计算结果还表明抑制剂和PTP1B的相互作用能ΔE越低 ,抑制剂活性越高 .通过计算各种能量对ΔE的贡献 ,以及对复合物结构参数的分析 ,发现抑制剂和受体之间疏水相互作用是造成抑制剂活性差别的主要原因 .这为设计其他非酸类抑制剂提供了信息     

基于咔唑的单-/双-硫代碳酰腙衍生物的合成及Cdc25B/PTP1B抑制活性评价

合成了一系列新型的基于咔唑的单-/双-硫代碳酰腙衍生物.利用IR、1H NMR、13C NMR和元素分析对其进行了结构表征.评价了目标化合物对Cdc25B和PTP1B的抑制活性,讨论了其结构与活性的关系.实验结果显示,大部分目标化合物对Cdc25B和PTP1B表现出良好的抑制活性.其中,1,5-双[(9-戊基-3-咔唑基)亚甲基]硫代碳酰腙(4d)对Cdc25B的抑制活性最高,IC50为(0.23±0.02)μg/m L.1,5-双[(9-乙基-3-咔唑基)亚甲基]硫代碳酰腙(4a)对PTP1B的抑制活性最高, IC50为(1.00±0.16)μg/m L.对目标化合物4a和4d进行分子对接研究和密度泛函理论(DFT)计算,结果表明,目标化合物4d和4a分别进入到了Cdc25B和PTP1B酶的活性位点区域,有活性作用的主要是硫代碳酰腙和咔唑基团.     

新型细胞分裂周期25磷酸酯酶B和蛋白酪氨酸磷酸酶1B抑制剂三唑并噻二唑-均三嗪的合成

以苯亚氨基为桥,设计合成了18个含有三唑并噻二唑和均三嗪双杂环的新型分子(4a~4i和5a~5i),并利用红外光谱、核磁共振谱和高分辨质谱等技术手段对其进行了结构表征。将吗啉和四氢吡咯分别与三聚氯氰发生双取代反应合成三嗪衍生物(1A和1B),然后将1A和1B分别与对氨基苯甲酸反应,合成重要中间体(2A和2B)。通过熔融法将8种脂肪酸与二氨基硫脲缩合得1,2,4-三唑衍生物3a~3h,最后将2A和2B在三氯氧磷和四丁基溴化铵催化下分别与3a~3h反应得目标产物。为了进一步比较3-脂肪基和3-苯基对药效活性的影响,利用相同方法设计合成了目标产物4i和5i。评价了目标产物对细胞分裂周期25磷酸酯酶B(Cdc25B)和蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)抑制活性。结果发现:所有目标分子对Cdc25B均表现出良好的抑制活性,半抑制浓度(IC_(50)值)在2.40~0.31 mg/L之间,目标分子4a~4f和5a~5i的IC_(50)值均低于阳性参照物Na_3VO_4[(1.25±0.14)mg/L],有望成为潜在的Cdc25B抑制剂;在PTP1B测试中,14个目标分子具有优良的抑制活性,IC_(50)值在0.98~0.37 mg/L之间,低于阳性参照物齐墩果酸[(1.19±0.27)mg/L],有望成为潜在的PTP1B抑制剂。     

Synthesis and crystal structure of a chiral lactam and three amino alcohols as potential protein tyrosine phosphates 1B inhibitors

Chiral lactam 2 and three chiral β-amino alcohols 3–5 have been synthesized and characterized by spectroscopic techniques. Regioselective ring opening reaction of chiral styrene oxide by an amine nucleophile was confirmed by X-ray diffraction data. Ligand 2–4 crystallizes in the tetragonal, orthorhombic and tetragonal crystal lattice system respectively. Ligands 2–6 have been used as potential inhibitors for protein tyrosine phosphatase 1B enzyme (PTP1B). The potential inhibitor effect of these molecules to the target protein was investigated by Dock and molecular dynamics calculations. Dock score analysis and Lipinski parameters suggested that ligands 1, 2, 4–6 are potential inhibitors towards PTP1B, thus indicating that the residues Arg24, Arg254 and Met258, Asp29 in the second active site of PTP1B are essential for the high selectivity of inhibitors. The results indicate that the polar hydrogen bonding interacts with Asp29, Gln102, and the amino acid residues of PTP1B are responsible for governing inhibitory potency of ligands 1–6.     

新型双杂环修饰的酰胺硫醚衍生物的合成和生物活性

首次设计并合成了16个新型1,2,4-三唑与1,3,4-噻二唑双杂环修饰的酰胺硫醚衍生物,并对其进行了结构表征。分别评价了目标分子对蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)和细胞分裂周期25磷酸酶B(Cdc25B)抑制活性,结果发现:16个目标分子对PTP1B具有良好的抑制活性,其中8-C-d和8-D-c的抑制作用最佳,半抑制浓度(IC_(50)值)分别为(1.19±0.22)mg/L和(1.08±0.09)mg/L,优于阳性参照物齐墩果酸(IC_(50)=(1.27±0.19)mg/L),有望作为抗糖尿病药物先导物;对Cdc25B抑制活性测试中,11个目标分子表现出良好的活性,其中8-A-d、8-C-d和8-D-c抑制活性的IC_(50)值分别为(0.97±0.05)、(1.06±0.03)和(0.94±0.11)mg/L,低于阳性参照物Na_3VO_4(IC_(50)=(1.25±0.14)mg/L),有望作为抗肿瘤药物先导物。     

3,6-二取代三唑并噻二唑衍生物的合成及其对细胞分裂周期25B磷酸酶和蛋白酪氨酸磷酸酶1B抑制活性评价

合成出了一系列含苯并咪唑/芳氧甲基骨架的3,6-二取代三唑并噻二唑衍生物3a~3l,其结构经傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振波谱仪(NMR)和元素分析得以确认。 评价了它们对细胞分裂周期25B磷酸酶(Cdc25B)/蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)的抑制活性,讨论了构效关系。 生物活性测试结果显示,化合物3a对Cdc25B和PTP1B的抑制活性最高,其半数抑制浓度(IC₅₀)值分别为(0.46±0.02) μg/mL和(1.77±0.40) μg/mL。 所得研究结果为开发新型Cdc25B/PTP1B抑制剂提供了参考依据。     

Allele-specific inhibitors of protein tyrosine phosphatases

Protein tyrosine phosphatases (PTPs) are critical cell-signaling molecules. Inhibitors that are selective for individual PTPs would be valuable tools for dissecting complicated phosphorylation networks. However, the common architecture of PTP active sites impedes the discovery of such compounds. To achieve target selectivity, we have redesigned a PTP/inhibitor interface. Site-directed mutagenesis of a prototypical phosphatase, PTP1B, was used to generate "inhibitor-sensitized" PTPs. The PTP1B mutants were targeted by modifying a broad specificity PTP inhibitor with chemical groups that are sterically incompatible with wild-type PTP active sites. From a small panel of putative inhibitors, compounds that selectively inhibit Ile219Ala PTP1B over the wild-type enzyme were identified. Importantly, the corresponding mutation also conferred novel inhibitor sensitivity to T-cell PTP, suggesting that a readily identifiable point mutation can be used to generate a variety of inhibitor-sensitive PTPs.     

V型对称三唑并噻二唑衍生物的合成与生物活性

为构筑V型对称结构的三唑并噻二唑类衍生物, 将间苯二甲酸和5-氨基间苯二甲酸分别与3-脂肪基-1,2,4-三唑(1)缩合, 在POCl₃催化下, 合成了14个V型对称结构三唑并噻二唑稠环衍生物(2a~2g和3a~3g), 其中13个化合物为首次合成.通过红外光谱、 核磁共振波谱和高分辨质谱等对目标产物的结构进行了表征. 研究了目标产物对细胞周期分裂蛋白25B(Cdc25B)和蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)的抑制性能, 结果发现, 部分目标产物对Cdc25B表现出良好的抑制活性, 其中化合物3b和3f的抑制活性IC₅₀值分别为(1.34±0.39)和(0.61±0.09) μg/mL, 有望作为治疗癌症的潜在Cdc25B抑制剂; 化合物3b~3g对PTP1B均表现出良好的抑制活性, 其中化合物3b和3e的IC₅₀值分别为(0.36±0.05)和(0.97±0.08) μg/mL, 有望作为治糖尿病的潜在PTP1B抑制剂.     

Accounting of ligand–receptor interactions to explore and design novel architecture for PTP 1B inhibition: a legitimate approach

Computer‐aided drug design was performed on a diverse set of 103 biphenyl derivatives that demonstrated antidiabetic activity by restraining the protein tyrosine phosphatase 1B (PTP 1B) receptor. A four‐point pharmacophore hypothesis using the PHASE module of Schrödinger suite with one hydrogen bond acceptor (A) and three aromatic rings (R) as pharmacophoric features was generated. The hypothesis, ARRR.2, considered the best hypothesis in the present study is characterized by survival score (3.553), cross‐validated r² (Q²) (0.722), regression coefficient (0.949), Pearson R (0.867), and F value (492.6). The developed pharmacophore model was externally validated by predicting the activity of test set molecules. Docking algorithm combined with the drug–receptor binding free energetic and pharmacokinetic drug profile envisaged a novel concept, which may provide structural insights for the development of potential PTP 1B inhibitors. The study also provided a valid rapport between pharmacophore drug mapping, atom‐based three‐dimensional quantitative structure–activity relationship, molecular docking, sitemap, molecular simulations, and pharmacokinetic prediction approaches demonstrating the trends in activity. The results of these ligand–receptor relationship studies may account to design a legitimate template for the development and optimization of highly selective and potent PTP 1B inhibitors. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.