摘要
肝细胞癌（HCC）发病率和死亡率持续上升，亟需新的抗肝瘤药物来满足临床需求。最新研究发现从石斛中提取出来的天然联苄类化合物毛兰素，通过抑制丙酮酸羧化酶（PC）活性，来抑制肝癌细胞增殖，对PC抑制作用明显且达到纳摩尔级别，对肝癌细胞抑制作用强，而对正常细胞无毒性，成为研究抗肝癌药物的新方向。但其缺乏系统的构效关系研究，此外毛兰素在体内快速转化为其他代谢物，口服生物利用度低（8.7％）,半衰期较短（约0.1 h）,同时毛兰素分子探针对PC作用位点不是很清晰，需要发现具有高活性和高特异性的新分子实体。本文以毛兰素为先导物，对毛兰素进行结构修饰衍生，获得一系列毛兰素衍生物或类似物，开展初步体外酶活性和抗肝细胞癌活性筛选，针对所得系列毛兰素类化合物的结构特点，基于分子对接基础上研究其构效关系，为后续的毛兰素研究奠定了基础。 本文利用生物电子等排，药效团替换等原理设计了三类毛兰素类似物。第一类是将毛兰素结构中的三甲氧基苯环替换为含取代基的苯并噻唑环;第二类是将毛兰素的桥连区域进行氮杂，氧杂，改变碳链长度或引入酰胺基团得到一系列桥连修饰物;第三类是将毛兰素结构中含甲氧基和羟基取代的苯环引入氟原子，氨基，羧基等基团，并通过氨基成盐，或者通过吡啶，喹啉，喹唑啉等杂环替换含甲氧基和羟基取代的苯环。采用Sonogashira偶联，Wittig反应，胺酯交换，氢化还原等方法，通过1-6步反应，共设计合成30个毛兰素类似物，其中有28个为新化合物，并经过核磁谱图分析、红外光谱、高分辨质谱、单晶衍射、HPLC等测试，确认所得化合物为目标产物。 本论文将合成的毛兰素类似物进行人肝细胞癌细胞（HCCLM3）抗肿瘤活性测试和丙酮酸羧化酶抑制活性及静脉半衰期测定，发现6个化合物展现较好活性，其中活性最优的化合物LY23对肝癌细胞的IC50和丙酮酸羧化酶抑制分别为23.7 nM和29.29％,体内半衰期增加到1.21 h,比毛兰素提高12倍，增加了毛兰素的成药性。构效关系分析:（1）三甲氧基苯环替换为苯并噻唑环后，尽管活性有所降低，但是仍然有活性，表明三甲氧基苯环位点是可以修饰改造的;（2）桥连区域的链越短活性越高，羰基、酰胺及杂原子的引入不利于活性增加;（3）B环15位的甲氧基是重要取代基，若替换成氟，羧基，三氟甲基可能会使活性消失。17位氟原子引入取代的化合物对肝癌细胞的活性显著，能够强烈抑制PC活性和肝癌细胞活性，15,16位氟取代的结构降低了生物活性。氟原子和氨基的同时引入有利于增加半衰期和提高生物利用度。LY23成盐后的化合物IC50能够达到 19.32nM,10nM浓度的LY23的PC酶抑制率为29.29％。此外，利用薛定谔软件(Maestro13.5)的Glide模块和Autodock Vina，Pymol进行分子对接和可视化，模拟毛兰素类似物与丙酮酸羧化酶之间的相互作用方式。结果表明，毛兰素类似物与PC之间存在氢键，Π键，疏水作用力等。毛兰素类似物的三甲氧基苯环与PC的天冬氨酸(ASP 774)之间形成的Π键可增强作用力，桥连区域的两个苯环呈一定角度的二面角的构象有利于与蛋白之间形成作用力。
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