设计合成组蛋白去乙酰化酶的小分子抑制剂

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1、硕士学位论文设计合成组蛋白去乙酰化酶的小分子抑制剂DesignandSynthesisofSmallMolecularInhibitorsofHistoneDeacetylase学号：21118108完成El期：至Q!垒生墨旦墨旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学

2、位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：遮i土佥盛纽蛋自去乙醛坐堕鲍』：佥量控剑剂作者签名：垄j函铋日期：塑丝年—厶月j生日大连理工大学硕士学位论文摘要在肿瘤的发生和发展过程中，表观遗传学修饰起着非常重要的作用。组蛋白修饰是其中的主要方式之一，主要包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等。组蛋白修饰主要由两种拮抗酶共同调控：组蛋白乙酰基转移酶(HistoneAcetylTransferases，HATs)

3、、组蛋白去乙酰化酶(HistoneDeacetylases，HDACs)。HDACs将组蛋白N．端赖氨酸残基侧链上的e．氨基去乙酰化，因此，电荷量增多会促进组蛋白与DNA链之间的相互作用，从而影响染色质结构及基因的表达。HDACs的高表达会导致平衡失调从而引起肿瘤的发生，寻找高效抑制HDACs为靶点的抑制剂成为研发新型抗癌药物的热点。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HistoneDeacetyrlasesInhibitors，HDACIs)的结构分为三部分：金属结合区(ZincBindingGroup，ZBG)、连接区(L

4、inkerGroup)和表面识别区(SurfaceRecognitionGroup)。通过对三部分的结构进行设计，寻找高活性与高选择性的抑制剂。本论文根据上市药物SAHA、FK228及报道的抑制剂结构特点，设计了两个系列化合物。第一系列化合物基于2．氨基一7溴庚酸为骨架，引入不同的疏水结构作为表面识别区；5个亚甲基作为连接区：硫代乙酰基作为金属结合区。第二系列化合物主要以对苯硝基作为金属结合区。基于以上结构特点，设计出300余种抑制剂小分子，通过Autodock4．2分子对接软件初步筛选出13种化合物，并采用多肽液

5、相合成法成功合成了13种化合物10A1．10A6、1181、12C1．12C2、13．1至16．1。通过了HPLC、ESI．MS、1HNMR与13CNMR的结构验证，与目标产物结构一致。目标化合物均显示很好的酶抑制活性。其中第一系列的12C1(IC50=0．045州)与12C2(IC50=0．092州)活性最好，在表面识别区引入2．氨基一4．苯基噻唑可以提高抑制剂活性。对HDACl与HDAC6的抑制活性，与对HDAC的抑制活性呈现相同趋势。在目标化合物对肿瘤细胞的抗增殖活性实验中，对HeLa(宫颈癌细胞系)的选择性

6、要高于MCF．7(乳腺癌细胞系)与SMMC．7721(肝癌细胞系)。化合物12C1(IC50=40．3州)对HeLa的抑制作用优于TSA(IC50=48．5州)。12C1、12C2较对照TSA的酶抑制活性低10倍，但在细胞活性实验中，12C1活性优于TSA1．21倍。测试化合物中的硫代乙酰基类化合物与对照TSA分别进行抗增殖活性水平与酶抑制活性水平比较，硫代乙酰基类化合物在抗增殖活性水平上比对照TSA有更高的提升。说明硫代乙酰基在细胞内水解为巯基，促进与zn2+发生作用，达到与TSA相同的抑制水平。由于脂溶性，渗透

7、性的原因造成其它化合物的抑制活性不高。通过对接实验中的结合能分析，化合物中可旋转的单键数目过多，与复合物之间的静电能作用太大，都不利于与酶的相互作用。HDAC4．HDACIs复合物之间的对接能量设计合成组蛋白去乙酰化酶的小分子抑制剂与HDAC2-HDACIs复合物具有相同的分布趋势。在目标化合物与HDAC2的对接实验中，12C1与HDAC2形成的氢键数目多于其它，且只有12C1表面识别区的2．氨基一4．苯基噻唑中的N原子参与氢键的形成。在目标化合物与HDAC4的对接实验中，TSA中异羟肟酸基形成的氢键多于硫代乙酰基

8、，与体外酶抑制活性一致。巯基与酶的相互作用高于硫代乙酰基，因此，硫代乙酰基在细胞内水解为巯基后会提高与酶的相互作用，这与体外抗增殖活性实验较酶抑制活性有较大提高相符。关键词：组蛋白去乙酰化酶；组蛋白去乙酰化酶抑制剂；液相合成；分子对接；酶抑制活性；抗增殖活性：大连理工大学硕士学位论文DesignandSynthesisofSmallMolecularInhi