细胞凋亡受基因的调节,能有序有效地清除DNA损伤引起的或正常发育过程中出现的受损细胞,从而阻止肿瘤生长。当细胞凋亡失调,细胞增殖不受控制时,细胞会癌变。因此,细胞凋亡失调被认为是癌症的一个标志特征。它的机制非常复杂,与多种信号通路相关。现在,文献报道较多的细胞凋亡途径主要是内源性通路和外源性通路,两种途径最终会激活半胱天冬酶级联反应,引起细胞形态学和生化特征的改变,发生凋亡。促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白之间的平衡是调控细胞线粒体凋亡通路的关键,研究发现多种肿瘤细胞中如Bcl-2、Bcl-xL和Mcl-1等抗凋亡蛋白表达水平升高。因此,靶向抗凋亡Bcl-2蛋白恢复肿瘤细胞对凋亡的敏感性已被证实是一种有效的抗癌策略。目前,Venetoclax是唯一上市的Bcl-2选择性抑制剂,临床应用中发现部分肿瘤细胞对其耐药,而耐药机制与抗凋亡Mcl-1蛋白过表达有关。此外,研究发现过表达抗凋亡Mcl-1蛋白也是机体对放射和化学疗法产生耐药性的主要原因。因此,开发抗凋亡Mcl-1蛋白抑制剂既有利于肿瘤治疗,也提供了一种克服Bcl-2抑制剂的耐药性的治疗手段。我们利用本课题组前期研究发现的酪氨酸衍生物L28作为先导化合物,设计并合成了一系列靶向抗凋亡Mcl-1蛋白的化合物A1-A31,并对这31个化合物进行了核磁和高分辨质谱确证。我们使用荧光偏振法测定目标化合物对Mcl-1蛋白的亲和力,部分化合物活性(如A7,Ki=0.18±0.04μM)略优于先导化合物和阳性对照;进一步研究代表化合物表现出一定的抗凋亡Bcl-2蛋白选择性,其中化合物A7、A9和A17对Mcl-1蛋白的亲和力高于Bcl-2蛋白5-7倍,且对Bcl-xL蛋白无活性,而A26和A27对Bcl-2和Bcl-xL均无活性。化合物A7与Mcl-1蛋白的分子对接探究显示,A7结构中的3,5-二甲基-4氯苯基占据了 Mcl-1的疏水腔,通过硝基和磺酰胺基与Mcl-1蛋白的Arg263形成多个氢键相互作用;苯磺酰胺取代基苯烷基胺与Phe270形成了π-π堆积效应。此外,我们使用AlphaSpace软件分析了 Mcl-1、Bcl-2和Bcl-xL蛋白的相关疏水结合口袋,结果显示Mcl-1蛋白相关结合口袋(523 A3)远大于Bcl-2(220 A3)和Bcl-xL(162 A3),这也可以用来解释R2位置引入大体积基团1-萘基,目标化合物对Mcl-1蛋白的选择性会高于Bcl-2和Bcl-xL。MTT结果显示,代表性化合物A7、A9、A17、A26和A27均具有一定的抗肿瘤增殖活性,化合物A7对人肝癌细胞HepG2细胞和人多发性骨髓瘤细胞KM3细胞的活性要好于对照药UMI-77。利用Annexin V-FITC/PI染色实验、TUNEL染色和线粒体膜电位实验证明,代表性化合物(如A7)通过线粒体凋亡途径剂量性诱导HepG2细胞凋亡。此外,siMcl-1敲除HepG2细胞Mcl-1蛋白后,相对于DMSO对照组(2.5%),细胞凋亡率(12.53%)升高;而敲除Mcl-1蛋白后,代表化合物A7和A26丧失诱导细胞凋亡能力,细胞凋亡率(10μM)分别为10.33%和10.55%,说明化合物A7作用于Mcl-1蛋白进而诱导细胞凋亡,证实其Mcl-1蛋白靶向性。