环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂

组蛋白去乙酰化酶抑制剂是一类以组蛋白去乙酰化酶为靶点的新型靶向抗肿瘤药物,在抗增殖、促凋亡、促分化、阻滞细胞生长周期、抗血管生成等方面有很好的作用。组蛋白去乙酰化酶抑制剂以其独特的抗肿瘤作用机理,在研发肿瘤治疗药物中占有重要地位。在组蛋白去乙酰化酶抑制剂分类中,环肽类抑制剂结构最为复杂,对多种类型的实体瘤及血液学癌细胞均具有良好的对抗作用。本文针对天然和化学合成的环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂中金属结合区、表面识别区以及连接区的结构特点进行了综述,并描述了各类抑制剂对酶的抑制活性和抗肿瘤增殖活性。对抑制剂不同结构区的修饰、改造可以使抑制剂对不同肿瘤细胞具有高效性和特异性作用,通过构效关系研究寻找具有高效低毒、靶向性环肽类抑制剂的结构规律,可为研究开发抗肿瘤药物提供帮助。     

环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂

组蛋白乙酰化转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)调节组蛋白乙酰化程度，HDAC在基因表达和染色体形成等方面起着重要的调节作用。HDAC抑制剂能够引起肿瘤细胞生长停滞、诱导肿瘤细胞分化和调亡。通过对各种HDAC抑制剂结构及作用机制的研究有助于该类药物在临床上的应用和拓宽癌症治疗的适用范围。本文概述了近年来天然及合成的环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的研究进展。     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂的分子对接与构效关系研究

肿瘤是仅次于心血管疾病的第二大"杀手",肿瘤的发生与核心组蛋白的乙酰化及去乙酰化的失衡有密切的关系.这两种酶是一对功能相互拮抗的蛋白酶,分别对组蛋白氮端氨基酸残基进行乙酰化和去乙酰化调节染色质的结构,进而调控基因转录.组蛋白去乙酰酶抑制剂在体外和体内实验中均能引起乙酰化核小体组蛋白的堆积,提高p21基因的表达水平,抑制肿瘤细胞的增殖,诱导细胞分化或凋亡.研究组蛋白去乙酰化酶抑制剂和酶的分子对接可以阐明抑制剂与蛋白酶的作用模式,揭示抗癌机理.同时利用CoMFA方法研究了抑制剂结构和活性之间的关系,得到了预测能力较好的定量模型.     

氧肟酸类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的药效团模型研究

基于24个目前已知的氧肟酸类组蛋白去乙酰化酶抑制剂,我们运用Catalyst软件建立了一个三维药效团模型。其中,最好的药效团模型1,包含了四个化学特征（一个氢键供体,一个芳环和两个疏水基）,相关系数达到0.946,并由另外20个化合物进行了测试验证。我们第一次特征性描述了组蛋白去乙酰化酶的帽子（CAP）部分。我们的研究结果对于设计全新组蛋白去乙酰化酶抑制剂具有很好的指导作用。     

基于组蛋白去乙酰化酶靶点的羟肟酸类化合物及其抗肿瘤活性研究进展

组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase, HDACs）是肿瘤治疗的靶点之一,组蛋白去乙酰化酶抑制剂（histone deacetylase inhibitor, HDACi）可通过多种机制发挥抗肿瘤作用,包括抑制肿瘤细胞活力、迁移、侵袭、血管生成、增殖、DNA修复和诱导细胞凋亡。本文对近年来以HDACs为单靶点和多靶点的羟肟酸类衍生物的合成及其抗肿瘤活性进行综述,并对此方面的发展趋势、应用前景进行展望。     

ALS抑制剂合理分子设计的研究进展

以乙酰乳酸合成酶为靶标合理设计开发新型超高效除草剂是当前除草剂化学研究中的重要领域。结合本课题组的研究工作,从ALS抑制剂的结构特征、分子力学与量子化学研究、定量构效关系(QSAR)与三维定量构效关系(3D-QSAR)研究、非线性QSAR研究以及新型除草剂的分子设计等几个方面对该领域的研究现状进行了总结报道,并对该领域的发展前景及存在的问题进行了展望。     

组蛋白乙酰化的耦合增强拉曼散射生物传感方法

提出了一种组蛋白乙酰化修饰检测的耦合增强拉曼散射生物传感新方法. 该方法以金纳米粒子为表面增强拉曼散射(SERS)基底, 表面修饰乙酰化组蛋白H3多肽为识别探针, 对甲氧基苯硫酚(4-MTP)为拉曼标记物, 制备了组蛋白乙酰化修饰检测的SERS纳米探针. 通过紫外可见吸收光谱与动态光散射分析, 证实了组蛋白乙酰化抗体可介导SERS纳米粒子发生可控组装与聚集, 使SERS纳米探针间发生局域电场共振耦合, 产生显著增强的SERS信号. 基于此, 通过待测抗原与SERS纳米探针对抗体的竞争性相互作用, 我们设计了组蛋白乙酰化修饰检测的竞争免疫SERS生物传感方法. 该法操作简便、快速、重现性好, 且裸眼即能进行可视化鉴定. 通过设计不同染料标记的SERS纳米探针, 该法有望实现多种组蛋白修饰的复合检测.     

ACE抑制剂的QSAR研究与分子设计

从20种天然氨基酸的41个randic molecular profiles、44个eigenvalue based indices和47个walk and path counts非零描述符分别进行主成分分析,得出一种新的氨基酸描述符——SVREW.将其应用于血管紧张素转化酶抑制三肽结构表征,应用多元线性回归(MLR)及偏最小二乘(PLS)建立定量构效关系模型,同时采用内部与外部双重验证的方法验证模型的稳定性.所建模型复相关系数(Rcum2)、留一法(LOO)交互校验相关系数(Rcv2)和外部样本校验相关系数(Qext2)分别为MLR(0.994,0.974,0.991),P LS(0.949,0.886,0.898).然后利用此多元线性回归方程设计出一系列血管紧张素转化酶抑制三肽化合物并预测了其活性,并且应用分子对接验证所设计药物的合理性.经研究表明SVREW描述符应用于ACE三肽结构表征所建模型的稳定性与预测能力均较好,有望成为多肽定量构效关系研究中一种有效的结构表征方法,并对新药物的发现和研究提供指导.     

环氧酮肽蛋白酶体抑制剂的构效关系及基于分子相似性的分子设计

针对56个环氧酮肽衍生物,分别采用比较分子场分析(comparative molecular field analysis,CoMFA)、比较分子相似性形状指数分析(comparative molecular similarity indices analysis,CoMSIA)、Topomer CoMFA、Holo-gram QSAR(HQSAR)以及基于一维和二维描述符的支持向量机(support vector machine,SVM)方法进行了细致的构效关系研究。研究显示:通过引入一维和二维描述符的SVM建模方法,避免了柔性分子在三维构效关系研究中的构象选择和叠合难题,亦可有效避免过拟合现象的发生。所建最优SVM模型的决定系数R2、均方根误差(RMS)、交互验证系数Q2和外部预测R2pred分别为0.681,0.436,0.572和0.641。分析结果显示:电性、拓扑特征、疏水性和分子体积是影响环氧酮肽蛋白酶体抑制活性的主要因素。在此基础上,以活性最高样本分子(CID:42638286的)为模板,基于相似性评价方法对其侧链进行设计,结合Lipinski"5规则"类药性筛选,共得到12个新颖目标分子,且预测活性均达到纳摩尔水平。     

双金属存在下整合酶和抑制剂5CITEP的分子对接研究

在HIV-1整合酶(IN)和5CITEP复合物晶体结构的基础上, 用分子对接程序(Affinity)将含有单Mg2+和双Mg2+ 的HIV-1 IN核心区与抑制剂5CITEP进行对接, 获得了能形成复合物结构的理论模型. 通过配体与受体之间的相互作用能和结构分析给出此种抑制剂的结合模式, 并与晶体结构进行比较, 揭示出引入的第二个Mg2+原子在整合过程中所起的重要作用. 前后相互作用能的变化趋势很明显, 配体和受体的作用模式比单Mg2+体系更加清晰. 由单Mg2+体系的4种作用方式改变到双Mg2+体系的两种作用方式, 相互作用能提高了将近40 kJ/mol. 为基于整合酶结构的药物设计提供了参考信息.     

苯基吡咯类芳香化酶抑制剂的3D-QSAR及分子对接研究

用分子对接和三维全息原子场作用矢量方法对36个来曲唑类衍生物和34个阿那曲唑类衍生物与芳香化酶的作用模式进行了研究,建立了三维定量构效关系模型,并在分子水平上阐述了其结合机制.运用多元线性回归(MLR)建模,同时采用内部及外部双重验证的办法对所得模型稳定性能进行深入分析和检验.MLR建模的复相关系数(Rcum)、留一法交互校验复相关系数(QCV)和外部样本校验复相关系数(Qext)分别为0.863,0.782,0.796和0.931,0.825和0.641.预测模型具有良好的稳定性和预测能力.采用AutoDock4.2软件对药物与受体之间的结合方式进行了研究.运用这些信息能为进一步设计合成强效芳香化酶抑制剂,或筛选潜在的具有更强抑制活性的天然化合物提供帮助.     

Pd催化的配体导向C-H键乙酰化反应的理论研究

Pd催化的配体导向C-H键官能化反应已经成为有机化学中一种重要的合成手段. 我们用B3PW91密度泛函方法研究了Pd催化的配体导向C-H键乙酰化反应中催化剂和底物配合步骤以及C-H键活化步骤中的热力学性质. 研究发现, 具有不同导向基团的反应物之间竞争反应的选择性取决于导向基团与Pd(OAc)₂的配合步骤, 配合反应稳定常数大的较容易生成乙酰化的产物. 另一方面, 反应的选择性与C-H键的活化步骤无关, 并且与导向基团的配位原子的气相碱性、原子上的电荷密度以及最高占据轨道能量都没有相关性.     

基于配体与受体结构的酪氨酸酶抑制剂定量构效关系分析

酪氨酸酶是细胞内催化合成黑素的关键酶。 理解酪氨酸酶抑制剂结构与活性之间的关系对于设计新药和化妆品具有重要意义。 然而,酪氨酸酶抑制剂的定量构效关系仍不清楚。 本文利用配体和结构描述符构建了隐式和显式模型,阐明了酪氨酸酶抑制剂定量构效关系。 隐式模型的相关系数R高达0.961,显式模型的相关系数为0.775。 两个模型很好地预测了3个茶多酚的酪氨酸酶抑制活性,表儿茶素没食子酸酯(ECG)>表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)>没食子酸(G)。 相关性分析发现,抑制剂与酪氨酸酶结合引起的构象熵损失与抑制剂的活性密切相关。 具有较少构象熵损失的ECG在4种茶多酚中具有较高酪氨酸酶抑制活性。 结合自由能计算也证实ECG与酪氨酸酶的结合能力最强。 此外,通过分解结合自由能发现,酪氨酸酶活性中心的氨基酸残基(His57、His201、Asn202、His205、Glu192和Val215)与抑制剂形成了较强的范德华和静电相互作用,进而稳定了复合物结构。     

酶-配体复合物亲和性的计算

描述了一种新的计算酶－配体复合物亲和性的方法．它考虑了酶－配体结合过程中自由能变化的各主要因素，并利用经验公式加以计算、从蛋白质结构数据库中选取了66个酶－配体复合物作为训练集，利用回归分析得出最后的模型．此模型通用于各种类型的酶－配体复合物，计算结果比技准确，预测算合物解离常数的平均偏差小于一个数量级．此方法还可以定量评价配体分子中每个部分对结合过程的贡献大小，可以为先导他合物的优化提供非常直接的信息     

基于HPPD靶标酶的分子对接研究

对羟基苯丙酮酸双氧化酶(HPPD)是一类新型化学除草剂的重要靶标酶.首先研究了底物小分子与HPPD的对接模型,分析了不同价态铁离子对对接结果的影响,并最终确定铁离子是以二价的方式与底物发生作用.随后,采用类似方法,对文献报道的一系列环己二酮类HPPD抑制剂进行了对接研究,并得到了对接结合自由能与除草活性之间良好的线性关系,其相关性系数达到0.916.这一结果为设计新的HPPD抑制剂提供一定的理论指导.     

基于席夫碱分隔配体的Cu-Tb单分子磁体的阴离子调控

基于席夫碱分隔配体H₂vanophen（1,2-苯二胺缩邻香草醛）,通过引入不同的阴离子,构筑了3个Cu-Tb基金属配合物[Cu₂（vanophen）₂TbCl₂（MeOH）₂]Cl·3MeOH（1）、[Cu₂（vanophen）₂TbCl₂（MeOH）₂]（TCNQ）_1.5·2MeOH（2）和[Cu₂（vanophen）₂Tb₂（N₃）₆]·2MeOH（3）（TCNQ=7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷）,并详细研究了它们的结构和磁性。除了抗衡阴离子外,配合物1和2具有非常相似的[CuTbCu]三核结构;其中Cu（Ⅱ）离子处于席夫碱配体中的[N₂O₂]配位口袋中,而Tb（Ⅲ）离子则和配体中的[O₄]配位口袋中的全部或部分O原子配位。对应于一个三核基元,配合物1中的抗衡阴离子为一个Cl^-离子,而配合物2中的抗衡阴离子是一个TCNQ^-0.5阴离子及半个TCNQ^-阴离子。配合物3是由end-end及end-on叠氮桥联2个[CuTb]单元形成的四核[CuTb]2配合物。磁性研究表明,三核配合物1和2均为场致的单分子磁体而配合物3为零场单分子磁体,其中配合物1和3的能垒分别为（11.1±0.3） cm^-1和（20.2±0.3） cm^-1。相比于配合物1,配合物2具有更低的能垒,这可能源于其中的阴离子自由基和三核[CuTbCu]基元之间的弱的磁相互作用。     

磷酸二酯酶4b抑制剂定量构效关系及分子对接研究

磷酸二酯酶4(PDE4)是第二信使环磷酸腺苷(cAMP)选择性高亲和力的水解酶,影响气道平滑肌、炎性细胞和免疫细胞的功能,选择性PDE4b抑制剂作为抗炎药治疗哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)因为不会引起恶心呕吐等副反应而受到极大的关注。本文使用比较分子场(CoMFA)方法,对系列嘧啶二芳基取代的PDE4b抑制剂构建了合理的三维定量构效关系(3D-QSAR)模型,使用分子对接方法研究了抑制剂与酶的相互作用,发现该系列化合物的嘧啶环2位引入带有较大电负性基团取代的五元环状烃基可提升活性;嘧啶环4位、5位两个碳原子上建议保留小体积取代基;嘧啶环6位引入带有氢键给体或氢键受体取代的芳烃基可增加化合物活性。本研究可为后续合理设计高效的PDE4b抑制剂提供理论指导。     

分子印迹聚合物模拟酶催化剂的设计合成

分子印迹法是制备对特定分子具有选择性识别能力的聚合物的新兴技术,它的应用研究领域之一是作为模拟酶催化剂。本文综述了自1989年首次报道成功制备MIPs(Molecular Impfinting Polymers)催化剂以来,制备MIPs催化剂的几种主要方法：印迹过渡态类似物(Translate State Analogue,TSA),印迹底物或其类似物,运用预组织法制备MIPs催化剂。最后,指出了目前存在的问题以及未来的发展方向。     

一类新型ALS抑制剂的分子设计、合成及生物活性

嘧啶(硫)醚类化合物是继磺酰脲和稠杂磺酰胺类除草剂之后的所开发出的又一类以乙酰乳酸合成酶(ALS)为作用靶标的超高效除草剂^[1]。与磺酰脲(胺)类除草剂相比较,这类除草剂的结构变化则更为灵活,合成也相对较为容易,因而近年来关于这类除草剂的专利文献不断见诸报道,已经成为当前除草剂研究中的一大热点。