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兼有神经保护作用的γ-分泌酶抑制剂的计算机辅助设计、合成及初步活性实验研究

鄢浩

   阿尔茨海默病又称老年痴呆症,是一种中枢神经系统原发性退行性病变。关于阿尔茨海默病的发病机制仍然不能完全确定,普遍认为它与Tau蛋白修饰、Aβ毒性以及神经细胞凋亡等因素有关,研究表明形成老年斑的主要成分β淀粉样蛋白的沉积是AD病理的始发原因和中心环节,决定Aβ代谢的关键酶-γ-分泌酶是治疗AD很有潜力的靶点。同时Aβ分子也具有一定的神经毒性,因此兼有神经保护作用的γ-分泌酶抑制剂具有良好的开发前景。 然而由于γ-分泌酶的基本结构还未完全确定,无法了解其结合位点的结构以及药物与其作用的方式,因此可以通过研究一系列活性化合物的构效关系,并结合构象分析总结出对活性至关重要的原子基团及其空间关系即药效团模型来指导设计与合成新的γ-分泌酶抑制剂。 本课题研究的主要内容包括: 一、药效团模型的建立及目标化合物的设计 选择对γ-分泌酶具有较好体外抑制活性的苯并二氮杂卓类化合物为样本,用计算机辅助药物设计软件Catalyst构建出γ-分泌酶抑制剂的药效团模型;因为聚ADP-核糖聚合酶(PARP)抑制剂具有明显的神经保护作用,再由已知的PARP抑制剂构建出PARP抑制剂的药效团模型;首先用γ-分泌酶抑制剂的药效团模型在MDL数据库中搜寻新型的化合物结构,确定了先导化合物;并将所得的先导化合物再与PARP抑制剂的药效团模型匹配,找出与模型的匹配程度高,分别对于γ-分泌酶和PARP均具有较高预测活性的目标化合物。 二、目标化合物的合成及结构鉴定 以苯胺及其衍生物为起始原料,经取代反应得到中间体N-苯基甘氨酸乙酯及其衍生物,最后采用酰化反应合成出5个全新结构的化合物。在合成中间体N-苯基甘氨酸乙酯及其衍生物时采用了微波辐射合成方法,结果反应时间大大缩短,且产率与常规合成方法相当。 利用HPLC对所合成的目标化合物及中间体进行分析;利用UV、IR、1 H-NMR、13C-NMR等手段对产物进行了表征。 三、抗神经细胞凋亡实验 对目标化合物都进行了体外药理活性试验:以H2O2为凋亡诱导剂损伤PC12细胞构建氧化应激损伤的凋亡细胞模型,用MTT法考察目标化合物对H2O2诱导的神经细胞凋亡的抑制作用。结果显示,目标化合物3a、3b、3c既有神经营养活性,也对H2O2诱导PC12细胞的凋亡有一定的抑制作用,具有显著的双重活性。化合物3d,3e虽然无明显抑制H2O2诱导PC12细胞凋亡,但是本身也对PC12细胞具有营养作用。 本研究的特点及创新之处: 1、利用计算机辅助药物设计软件构建了γ-分泌酶抑制剂和PARP抑制剂的药效团模型,设计并合成了5个全新结构的兼有神经保护作用的γ-分泌酶抑制剂,体外抗神经细胞凋亡实验研究结果表明,5个化合物均具有神经保护作用,验证了所构建的药效团模型的正确性。 2、在合成中间体N-苯基甘氨酸乙酯及其衍生物时,采用了微波辐射催化合成的方法,使反应时间大大缩短。 3、首次发现N-苯基-N-[(乙氧羰基)甲基]丁二酰胺乙酯衍生物兼有神经营养活性和对H2O2诱导的神经细胞凋亡的抑制活性。……   
[关键词]:计算机辅助药物设计;药效团模型;γ-分泌酶抑制剂;PARP抑制剂;神经细胞凋亡;神经保护作用;微波辐射反应
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中科技大学2006年