蛋白水解酶抑制剂组合化学库的研究—基质金属蛋白酶和β-分泌酶抑制剂设计、合成及生物活性

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该研究应用组合化学技术,选择两类蛋白水解酶,设计、合成其抑制剂化合物库,深入探讨结构和生物活性的关系.基质金属蛋白酶是一类含有锌离子的蛋白水解酶,它们能够调节细胞外基质的降解平衡.一旦过度表达或者调控功能失衡,就可能引起相关疾病,如肿瘤,多发性硬化症,关节炎等,肿瘤组织中发现MMP 2和MMP 9的高表达.MMP抑制剂的研究引起药物研究工作者广泛的兴趣.MMP抑制剂的研究关注锌离子结合基团,以及P1,P2两个亚位点作用基团.根据MMP活化和水解机理,催化锌离子在这一过程中起到至关重要的作用,亚位点口袋结合基团则提高抑制剂和酶之间的相互作用和选择性.该研究设计了9个构建单元作为候选ZBG,12个亲脂性烷基作为P1口袋结合基团,22个疏水性芳香基团作为P2亚位点结合基团.发展了羟甲基苯甲酸连接基团和甲基胺亲核进攻切割的组合化学方法,合成了含有2376个化合物的组合化学库.β-分泌酶是一种新型的跨膜天冬氨酸蛋白酶.研究发现,两种蛋白酶β-和γ-分泌酶对Ⅰ型跨膜蛋白β-淀粉样前体蛋白(APP)进行内切,产生β-淀粉样蛋白(Aβ).A β在脑部的沉积是阿尔海末病(AD)产生和发展的重要原因,β-分泌酶在产生Aβ的过程中,起着决速作用.因此,β-分泌酶成为AD研究领域一个重要的药物作用靶点.该研究发展了一种从天然结构氨基酸合成手性α-氨基醛的有效方法,顺利合成了手性羟基亚乙基构建单元,构建了含有羟基亚乙基结构片段的β-分泌酶抑制剂化合物库,分离、纯化,并确认了所合成的16个化合物结构.通过β-分泌酶抑制活性研究,分析了P和P侧片段与生物活性的关系.发现化合物88较先导化合物OM99-2少两个残基,分子量减少约300Da,仍保持对β-分泌酶的抑制活性,其IC50值为0.088μM.这一发现,为进一步设计、合成小分子β-分泌酶抑制剂提供了重要依据.
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