抗肿瘤化合物定量构效关系、对接及分子设计理论的研究

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1、中山大学博士学位论文抗肿瘤化合物定量构效关系、对接及分子设计的理论研究姓名：廖思燕申请学位级别：博士专业：物理化学指导教师：郑康成20100608摘要抗肿瘤化合物定量构效关系、对接及分子设计的理论研究专业：物理化学博士生：廖思燕指导教师：郑康成教授摘要黄酮与异黄酮衍生物、CombretastatinA．4类似物、ARC．11l同类物、和钌配合物等，这些化合物都能很好地抑制肿瘤细胞的生长，因此研发这几种类型的化合物作为新的抗肿瘤药物是很有应用前景的。虽然在实验方面取得了一定的进展，然而这些化合物的结构与活性的关系以及它

2、们与受体的作用机理并不是很清楚，至今这方面的理论研究报导尚少。因此，对这些化合物进行定量构效关系(QSAR)、对接分析、作用机理及分子设计的理论研究是一项非常有意义的工作。本论文采用密度泛函(DFT)、比较分子力场分析法(CoMFA)、比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)和对接等方法对若干系列具有抗肿瘤活性的化合物进行二维、三维定量构效关系(2D，3D．QSAR)和作用机理的理论研究。基于计算，建立了具有良好统计质量和预测能力的QSAR模型，获得了化合物与受体可能的作用模式，设计了一些具有较高活性的新化合物，为实

3、验工作者提供理论参考。本文内容包括以下六部分：第一章，前言。概述抗肿瘤化合物的研究现状，扼要而系统地介绍计算机辅助药物设计的进展，以及有关的量子化学和分子力学的基本原理和方法，最后，阐明本文的选题意义。第二章，黄酮和异黄酮衍生物的2D．QSAR、作用机理和分子设计研究。采用量子化学DFT、分子力学MM2和统计学的方法，对～系列具有抑StJHeLa细胞生长活性的I黄酮和异黄酮衍生物进行2D．QSAR研究。建立了具有良好预测能力的2D．QSAR方程，同时从理论上设计了5个具有较高抗肿瘤活性的新化合物。第三章，CA-4类似

4、物苯并吡喃衍生物的3D．QSAR研究。采用CoMFA和CoMSIA方法对一系列具有诱导细胞凋亡活性的苯并吡喃衍生物进行3D．QSAR研究。建立了合理、可靠、有良好预测能力的3D．QSAR模型，并根据三维等势图，详细讨论了影响化合物活性的主要因素。第四章，ARC．111同类物的2D／3D．QSAR研究。采用量子化学DFT、分子力学MM2、统计学和CoMFA相结合的方法对一系列具有抑制P388细胞活性的ARC．11同类化合物进行2D／3D．QSAR研究，建立了更可靠的QSAR模型，得到该类型化合物的二维和三维定量构效关系

5、相一致的研究结果。第五章，CA-4类似物的3D．QSAR、对接分析和分子设计研究。采用对接(Docking)和CoMFA方法对两个系列的微管蛋白抑制剂CombretastatinA-4类似物进行结合方式、构象及3D．QSAR研究。获得了该类化合物与微管蛋白可能的结合方式和构象，建立了合理可信的3D．QSAR模型，并设计了三个具有较高预测活性的新化合物。第六章，钌(II)配合物对DNA构型选择性转换的对接研究。由于许多钌(II)多吡啶类配合物具有潜在的抗肿瘤活性，且在实验上已对其与DNA作用机理做了很多研究，因此，本章

6、基于实验提出的相关问题，采用对接和分子力学(MM+)相结合的方法对两个钌(II)配合物[Ru(phen)2(mphtiH)】2+[Ru(phen)E(nphti)]2+进行DNA构型选择性转换机理的理论研究。自动对接找到了钌(II)配合物与DNA可能的结合方式和构象，并计算了对接后整体复合物在常温下的总能量，从理论上初步解释了DNA构型选择性转换这一实验现象，为进一步探索具有抗肿瘤活性的化合物与DNA的作用机理提供了一些理论研究模型与方法。最后，对本论文的工作作了扼要的总结与展望。关键词：抗肿瘤，定量构效关系，对接分

7、析，分子设计，作用机理HAbstractTheoreticalStudiesontheQSAR，DockingandMolecularDesignofSomeSeriesofCompoundswithAntitumoractivityMajor"PhysicalChemistryName：Si．YahLiaoSupervisor：Prof．Kang-ChengZhengFlavoneandisoflavonederivatives，analoguesofCombretastatinA-4，analoguesofACR

8、-11andRucomplexeshavepotentgrowthinhibitionagainstseveralhumantumorcelllines，demonstratingthegreatpotentialofdevelopingthesekindsofcompoundsasnoveldrugsforcancertherapy．Alth