含喹唑啉二酮片段的新型三酮类化合物的合成及生物活性

对羟苯基丙酮酸双氧化酶(EC 1.13.11.27, HPPD)是一个重要的除草剂作用靶标. 为了寻找具有高效除草活性的新型HPPD抑制剂, 在前期研究的基础上设计合成了24个含有喹唑啉二酮结构的三酮类化合物9a～9x. 所合成的化合物均经过¹H NMR, ¹³C NMR和 HRMS的表征. 以来源于拟南芥的HPPD (AtHPPD)为测试对象进行酶抑制活性筛选, 结果表明所合成的大部分化合物对AtHPPD均表现出了较好的抑制效果, 其中化合物9i的K_i 值为0.005 μmol/L, 显著优于商品化对照药剂硝磺草酮(K_i=0.013 μmol/L). 进一步温室盆栽筛选结果表明, 多数化合物在150 g ai/ha的剂量下对六种供试杂草中的至少一种表现出80%以上的防效, 特别是化合物9g在37.5 g ai/ha的低剂量下对所测试的六种杂草中的四种仍表现出了大于85%的抑制效果, 同时9g 在150 g ai/ha的剂量下对水稻和小麦均表现出了很好的作物安全性, 可以作为先导化合物供进一步深入研究.     

PI3Kα抑制剂的虚拟筛选、分子动力学模拟及活性验证

磷脂酰肌醇-3激酶信号通路的异常激活与肿瘤的发生与发展密切相关,被视为开发癌症治疗药物的关键靶点之一。本次实验采用基于靶点的虚拟筛选方法,根据Lipinski’s规则和PAINS规则对ZINC15化合物数据库进行类药性筛选并从中过滤出来500万个化合物,使用分子对接软件Autodock-vina将这批化合物对接到PI3Kα蛋白激酶(PDB ID:2RD0)的活性口袋中,通过聚类分析去除结构相似度高的化合物,应用ADMETlab评价化合物的成药性,随后对精筛出来的化合物做进一步的体外活性测试。采用分子动力学模拟和MM-GBSA方法验证复合物体系的稳定性,最终获得4个潜在的PI3Kα靶向小分子抑制剂。化合物ZINC33127329的生物活性在微摩尔级别,其IC₅₀值为8.79±2.58μmol/L。研究活性化合物与PI3Kα蛋白激酶的互作模式,揭示该化合物的构效关系,为设计选择性高,效力强的靶向PI3Kα蛋白激酶抑制剂提供了一定的理论指导与设计思路。