JAK2和hDHODH两个靶标抑制剂的筛选及生物活性研究

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自身免疫性疾病直接影响人类的生活质量,严重时甚至威胁生命。癌症是中国居民死亡的主要原因之一,靶向药物治疗是抗瘤战线的中坚力量。随着中国人口老龄化及其他工业化城市化因素的影响,中国居民的自身免疫性疾病和癌症的发病率大大增加,对高效免疫抑制剂和抗癌药物的需求随之快速增长。本文选取与免疫疾病及肿瘤相关的两个靶标蛋白JAK2和hDHODH(二氢乳清酸脱氢酶)为研究对象,筛选这两个靶标的靶向抑制剂,为后续药物研发提供候选物基础。  JAK2(Janus kinase)是非受体型酪氨酸激酶,是治疗肿瘤和免疫相关疾病的一个重要靶标。JAK2抑制剂Ruxolitinib被FDA批准用于中高危MF(骨髓增殖性疾病),然而其同时具有抑制JAK1和JAK3的活性而产生副作用,如贫血、血小板减少等。因此,筛选新型高效的选择性JAK2抑制剂具有重要意义。本论文运用真核体系表达JAK激酶域重组蛋白,经分离纯化获得JAK1、JAK2和JAK3三种重组蛋白;之后利用表面等离子共振技术筛选课题组化合物库,发现化合物649与JAK2具有较高的结合亲和力,其KD值为0.759nM,继而通过热迁移实验再次验证649能与JAK2结合(△Tm=7.88℃);通过分子水平的激酶抑制活性测定,发现化合物649对JAK2的活性具有明显抑制效果(IC50=0.027μM),其对JAK2的激酶抑制活性分别是JAK1和JAK3的20倍和50倍;之后发现化合物649可以显著抑制HEL细胞过度增殖,其IC50为4.725μM,并且发现化合物649能剂量依赖性的抑制JAK2及其下游信号蛋白STAT3和STAT5的磷酸化;之后以649为先导进行结构改造获得了一系列衍生物,其中化合物W13抑制活性提高接近10倍(IC50=0.003μM),且其抑制选择性显著提高,其对JAK2的抑制活性分别是JAK1和JAK3的598倍及528倍,并具有较高抗HEL细胞增殖活性(IC50=4.194μM)。本研究成果将为JAK2选择性抑制剂的发现与优化提供基础。  二氢乳清酸脱氢酶(hDHODH)是嘧啶核苷酸从头合成途径的限速酶,其抑制剂可以阻断第四步反应,阻止细胞进入DNA复制的S期,进而抑制淋巴细胞及肿瘤细胞的快速增殖。因此,hDHODH可作为治疗肿瘤和免疫相关疾病的药物靶标。目前hDHODH抑制剂有来氟米特和其代谢产物A771726,分别被FDA批准用于类风湿关节炎和多发性硬化,但长期使用会出现副反应,如高血压、肝功能损伤等,因此开发安全有效的hDHODH抑制剂具有重要意义。本论文运用原核表达系统表达重组蛋白hDHODH,之后对一系列4-噻唑酮类化合物进行了体外酶活评价,其中化合物Z-31的抑制活性最好。构效关系分析后发现该类化合物的活性受N上芳基类型及芳基上取代基的大小影响较大。本研究将为hDHODH抑制剂研发提供候选物基础。
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