以pd-1为靶点的小分子抑制剂的设计、合成及生物活性评价

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目以PD-1为靶点的小分子抑制剂的设计、合成及生物活性评价学科专业生物化学与分子生物学学号201521090323作者姓名张冉指导教师方瑞琴副教授分类号密级注1UDC学位论文以PD-1为靶点的小分子抑制剂的设计、合成及生物活性评价张冉指导教师方瑞琴副教授电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业生物化学与分子生物学提交论文日期2018.04论文答辩日期2018.05学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国

2、际十进分类法UDC》的类号。TheDesign,synthesisandbioactivityevaluationofsmall-moleculeinhibitorsofPD-1AMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:BiochemistryandMolecularBiologyAuthor:ZhangRanSupervisor:A/Prof.FangRuiqinSchool:SchoolofLifeScienceandTechnology摘要摘要肿瘤免疫治疗通过

3、激活机体自身的的免疫系统，识别并杀伤肿瘤细胞，具有治疗多种类型肿瘤的潜力。通过阻断T细胞免疫检查点分子PD-1/PD-L1和CTLA-4进行肿瘤治疗是临床上最为成熟的免疫检查点策略。以PD-1免疫检查点为靶点的药物研发过去二十年里已经在世界范围内取得了广泛而深入的研究。目前针对PD-1免疫检查点的上市单抗药物有五种。它们分别为：巴文西亚（Avelumab），Durvalumab，派姆单抗（Pembrolizumab），纳武单抗（Nivolumab），阿特珠单抗（Atezolizumab）。在临床中，小分子抑制剂相对于抗体具有一些优势，如免疫原性副作用小，用药效果好，可靶向胞内、胞外及膜上抗

4、原，成本低等。因此，开发更安全、更有效的靶向免疫检查点的小分子抑制剂是一种有吸引力的治疗方法。然而，中国目前尚未有针对此靶点的原研药上市。本研究课题为“以PD-1免疫检查点通路为靶点的小分子抑制剂的发现”。该课题旨在利用基于片段的药物设计（FBDD）技术设计、合成靶向PD-1检查点的新型小分子化合物。并通过对化合物的改造，优化其生物活性、提高靶向性及成药性，最终投入临床应用。本文通过对chembridge小分子片段库的虚拟筛选，对每个分子的结合能、配体效率以及结合模式进行了预测及评价，从中筛选出100个潜在活性分子。进而通过叠合分析这100个小分子在靶蛋白上的结合模式，提取出四个潜在活性母

5、核。基于PD-1的三维结构，结合依据空间匹配及能量匹配原则，以片段生长的方法设计出50个化合物。而后基于有机合成中切断法的思路对设计出的化合物进行逆合成分析，找到可行的合成路线。目前共合成成功了39个化合物，并通过1H-HMR手段近行了结构表征。另外，本文采用Elisa手段对化合物进行了活性评价，并筛选出具有良好抑制活性的分子。此外，本文运行分子对接及分子动力学模拟对活性分子与靶蛋白在微环境下的相互作用模式进行了研究。综上，本文通过设计、合成得到了数余具有PD-1/PD-L信号通路抑制活性的小分子化合物，为以PD-1/PD-L1信号通路为靶点的药物的发现提供依据。关键词：肿瘤免疫治疗，程序

6、性细胞死亡蛋白1，计算机辅助药物设计，虚拟筛选，基于片段的药物设计IABSTRACTABSTRACTInrecentyears,there’sincreasingstudyandfocusonimmunotherapyforcancer,whichstimulatebody'simmunesystemtofightagainstcancer.Cancerimmunotherapyhasbecomeoneofthemostpromisingmethodinthefieldofcancertherapy.Immunecheckpointinhibitorsarethemostclinicall

7、ymatureinthedevelop-mentofimmunotherapy,especiallytargetingPD-1/PDL1andCTLA-4.Untilnow,antibodiestargetingthePD-1/PD-L1immunecheckpointachievedspectacularsuccessinanticancertherapy.Fivemonoclonalantibodiesincludi