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谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferase,GSTs,EC2.5.1.18)是一种重要的二相生物转化代谢酶,可催化GSH(glutathionin)与内外源性小分子物质的亲电结合反应生成水溶性增加的GSH加合物而易于物代谢,从而保护正常细胞功能。胞液中有多种GST同工酶如GSTP、GS TA、GSTM等。研究表明,人体许多实体瘤的化疗耐药与细胞中GSTP的高表达密切相关;而GSTM被诱导表达与卵巢癌和儿童急性淋巴癌等的不良预后相关,针对GSTM的选择性抑制剂可作为肿瘤化疗增敏剂。 依他尼酸(EA)作为一个经典的GST单价抑制剂,其对GST的抑制作用较弱且同工酶选择性不够理想。EA的副作用也使其临床使用受到限制。本文基于课题组前期双依他尼酸类GST二价潜抑制剂的研究,为减小依他尼酸对正常细胞的毒性,设计合成新型对-烷氧基苯丙烯酮类GSTM选择性二价潜抑制剂: 首先,选择芳香环不含卤素取代的对-烷氧基苯丙烯酮衍生物为底物结合单元,以减小依他尼酸中二氯苯结构潜在的毒性;再基于 GST同工酶二聚体的活性中心距离及缝隙结构差异,针对其二聚体的对称双活性中心,设计不同长度柔性臂链接双-对-烷氧基苯丙烯酮构成双价底物型抑制剂,即二价潜抑制剂。通过Molegro Virtual Docker4.1.0软件对所设计的化合物的GSH产物进行了计算机模拟对接初步筛选。 优化合成路线,首先合成该类对丙烯酰基苯氧乙酸衍生物功能单元;再以不同长度二醇、二胺、醇胺为连结臂,制备对应二价潜抑制剂。所合成的一系列化合物均未见文献报道,其结构经1H-NMR、1D-NOESY、13C-NMR和FTMS确定。 制备GSTA、GSTP、GSTM和血吸虫GST(SjGST),表征化合物酶抑制活性和同工酶选择性:首先通过光度法表征GSH加合物生成;酶初速度表征抑制剂的抑制能力;荧光滴定法表征二价抑制剂;测定抑制剂半抑制浓度并拟合活性响应曲线获得抑制常数。结果显示,该类新设计化合物为 GSTM选择性二价潜抑制剂;其中 BDMAA和BDMAA-Cl原位生成对应产物型对GSTM的抑制常数小于10nM,为GSTA和GSTP的2%以下,其对GSTM的选择性抑制能力与双依他尼酰胺相当。 比较化合物活性结构关系表明,α,β-不饱和酮的碳碳双键结构是GSTM潜抑制剂的重要官能团;芳香环上的2,3位同时被取代,其对GSTM的抑制活性显著增加;以线性短链二胺、二醇和醇胺连接,合成得到对称的二价GST抑制剂对GSTM的抑制作用显著强于单价抑制剂。当选择乙二胺做连接臂,其活性明显要低于用丁二胺或者己二胺做连接臂的二价潜抑制剂,且酯键连接的二价衍生物表现出更强的酶抑制活性。