丙型肝炎治疗药物研究与设计(编辑修改稿)

丙型肝炎治疗药物研究与设计(编辑修改稿)内容摘要：

y, CC50 (μM) PBM 19 Cytotoxicity, CC50 (μM) Vero 21 Cytotoxicity, CC50 (μM) CEM CLint(μL/min/mg protein) CYP1A2 (μM) IC50 100 CYP1A2 (μM) IC90 100 CYP3A4 (μM) IC50 177。 CYP3A4 (μM) IC90 100 CYP2D6 (μM) IC50 100 CYP2D6 (μM) IC90 100 CYP2C9 (μM) IC50 177。 CYP2C9 (μM) IC90 100 Resistance Mutations L31 V 、 BMS790052 的结合位点： BMS790052 的结合位点还未见报道，但其类似物 BMS411 的可能结合位点已被披露 4。 BMS411 的结构如下图所示： 23 结合方式通过 QUANTA软件模拟，可见 BMS411活性状态为 γ扭曲形结构，横穿 NS5A 二聚体的接触面，其“盖子”区靠近 Y93 氨基酸，其核心区域平躺于氨基酸 L31 残基之下，氨基酸残基 Q54 靠近 BMS411 的末端，并与 α螺旋的氨基酸残基 L28 相接触。 BMS411 与 NS5A 蛋白二聚体结合模式预测图，黄色棒球 部分代表高耐药突变残基。 构效关系研究： 我们将化合物分成四个部分讨论起构效关系： 联苯的 Linker/Core 结构，这部分 已经 被密集的考察过； 咪唑部分，研究很少； 脯氨酸部分，仅有氟化和三元环化有报道； 氨基酸及其 “ 盖子 ” 部分 ，这部分 被密集考察过。 片段 I 的构效关系 3c： 片段 I 被相当密集的考察过， 在通向 BMS790052 的道路中，对此部分的考察 是通过下面化合物 1 进行的： 24 通过此部分考察发现此核心结构的平面性、指向、极性、长度都活性影响很大。 首先，通过对烯烃电子生物等排体的考察，发现其 所连苯环倾向于反式共平面结构，而 换成饱和烷基链 后活性降低 67 倍， 醚链活性 比烷基链进一步 降低 16倍 ，对此 ， 进行构 象 分析，认为两边的苯环倾向于共平面或平行排列，而不是处于正交平面 ： 然后，考察链的长短对活性的影响，发现将乙烯基置换成亚甲基，羰基，氧，都 会使 活性极大降低。 而延长饱和烷基链的链长，活性降低程度中等。 并且发现用杂芳环取代乙烯基活性也是中等程度降低，然而这赋予了化合物优化药代特性的能力。 同时，杂芳环的引入也使得某些化合物具备了对 GT1a 的中等程度的抑制活性。 有文献报道了 BMS790052 联苯结构 Linker/Core 的构效关系 5。 结果显示，缩短此结构长度 使活性极大降低，而增加长度至三个苯环活性基本保持，而毒性下降。 引入杂环，改变联苯的角度，也对活性不理利。 片段 II 和片段 III 的构效关系 6： 在片段 II 的咪唑 4位引入噻吩、呋喃或苯基导致活性下降，但引入小基团如氟、氯、溴等后 ， EC50 基本不变， 而 EC90 有中等程度提高。 然而，卤素取代25 也使在淋巴细胞上的毒性提高。 在片段 III 上的取代也表现出类似趋势，小体积的叠氮取代活性 基本 保持，并且 （ 4R） 叠氮取代 在 PBM、 CEm和 Vero 细胞中没有表现出任何毒性（ 100μM） ，（ 4S） 叠氮取代表现出毒性（略）。 而 大体积的 1,4三氮唑取代使活性降低。 将两个位置最优取代结合，得到化合物活性都能保持，并且发现咪唑溴代的叠氮产物在 Vero 细胞上无毒 性（ 100μM）。 同时，在咪唑上的某些卤素取代也改善了化合物的药 药相互作用问题。 片段 IV 的构效关系 3d, e： 在此处的改造主要为提高在 GT1a 上的抑制活性，对此部分的考察 是通过下面化合物 3 进行的： 首先发现， 去除乙基， 在 GT1a 上的活性降低，但两个化合物 苯甲酰胺和苯胺 环的二面角 大小 基本 相同 ，说明原化合物的 GT1a 上活性的提高不是邻位取代引起的空间 效应 所致。 然后发现将苯甲酸的苯环置换为吡啶环后，在 GT1a 和 GT1b 上的活性都得到提高。 基于此，对一系列含氮杂环进行了筛选，发现异喹啉甲酰胺表现出与原来预测相一致的活性，即：其结构是有 GT1b 高活性的苯乙酸和有 GT1a 高活性的苯甲酸的融合，而确实兼具了两者的优势，如下图所示， 鉴于此，对此类结构进行了详细考察，主要考察取代基的影响，发现 取代基效应非常明显，兵器最终得到了双取代化合物 30（结构略），不仅在 GT1 两个亚型上表现强的抑制活性，在 G2a JFH（ EC50 = nM）、 G2a NIH（ EC50 = 14nM）、G3a（ EC50 = nM）和 G5a hybrid（ EC50 = nM）也表现出强的抑制活性。 但是比较 30 与化合物 1，发现其亚型选择性不同。 而比较 30 与化合物 3 苯甲酰胺和苯胺环的构想， 发现相差很大，推测，可能化合物 3 的构象与 NS5A GT1b的生物构象较符合，而 30 则与 NS5A GT1a 的较符合。 26 虽然化合物 30 的获得是一个里程碑式进步，但其类药性却存在问题，比如其 sp3碳原子的比例仅为 22%，而 上市药物一般为 47%.所以，一步改造的改造策略选择了去 环 化，如下图所示： 这个策略相当成功，得到了一个 GT1a 和 GT1b 活性都极大提高的化合物，并且有许多良好的性质，如耐突变、 高选择性等。 进一步考察中为避免烯烃顺反互变带来的影响，将烯烃置换为炔键，主要进行甘氨酸类 多样性考察 : 发现此处化合物活性随着取代基碱性的减弱而降低，并得到活性进一步提高的化合物。 五、创新药物设计 综合相关文献专利， 此类化合物的基本形状是 γ扭曲形结构， Linker/Core为柱状结构，两边为氨基酸，其 γ扭曲通过环实现 ，如下图所示： 27 此类化合物的 Linker/Core 的芳环 结构 给我们留下很大 改动余地。 据此， 我们初步设计以 了第一阶段工作计划，先合成以 下几种 Linker/Core 的化合物，之后再选择活性较好的结构进行进一步环以及氨基酸部分改造 ： 并 三 环类 : 四元环类： 28 其它类： 29 参考文献： 1. 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