摘要
恶性肿瘤是严重危害人类身体健康的重大疾病之一。细胞周期依赖性激酶（CDK）在细胞周期调控中具有重要作用，被视为癌症治疗最有潜力的靶点之一。然而，由于 CDK蛋白家族的高度同源性和相似性，导致传统 CDK抑制剂存在着选择性差和易脱靶等问题。鉴于此，迫切需要一种全新策略来开发新型CDK靶向药物。 蛋白水解靶向嵌合体（Proteolysis targeting chimera，PROTAC）是一类双功能分子，由目的蛋白配体（POI 配体）、连接链和 E3 连接酶配体组成。PROTAC与目的蛋白结合并募集E3连接酶形成三元复合体，从而实现目的蛋白的多泛素化，并最终通过泛素-蛋白酶体系统特异性降解。与传统的小分子药物不同，PROTAC 以独特的“事件驱动”作用模式发挥作用。因此，PROTAC 具有多重优势，包括高选择性、高催化活性及靶点亲和力要求低等。 基于上述研究背景，本论文主要工作如下： （1）优化了CDK抑制剂Milciclib的合成路线，合成了Milciclib作为生物实验的阳性对照。同时，分析Milciclib与 CDK2的分子对接模型，在确定结合位点的基础上对其溶剂暴露区的结构进行改造，得到了Milciclib衍生物。 （2）以Milciclib衍生物为POI配体，以CRBN配体和VHL配体为E3连接酶配体，通过改变连接链的类型、长度及连接E3连接酶配体的连接位点，设计并合成了22个PROTAC。通过 1H NMR、13C NMR以及HRMS等方法对合成过程中的关键中间体和目标化合物进行了结构表征。 （3）通过CCK8法对合成的22个PROTAC进行了体外抗肿瘤细胞增殖活性研究，并探讨了抗肿瘤细胞增殖活性与 PROTAC 结构的关系。结果表明，PROTAC 9 （A2780细胞中IC50值为47 nM，SF126细胞中IC50值为80 nM）表现出最佳的抗肿瘤活性。PROTAC 5、6和7在A2780细胞中也表现出优异的抗肿瘤活性，其IC50值为0.13 μM?0.87μM。随后，探讨活性与PROTAC结构的关系。首先，将同样以1, 4-丁二胺为连接链的 PROTAC 9（A2780 细胞中 IC50值为 47 nM）与 PROTAC 2 （A2780细胞中IC50值为42μM）进行对比可知，以5位取代CRBN配体为E3连接酶配体，可显著增强其抗肿瘤活性。其次，通过 PROTAC 9 与 PROTAC 7（连接链为1, 2-乙二胺，A2780细胞中IC50为0.13μM）、PROTAC 11（连接链为1, 6-己二胺， A2780细胞中IC50为5.3μM）对比可知，连接链的长度显著影响基于5位取代CRBN配体的PROTAC的抗肿瘤活性。其中，烷基链长度适中的PROTAC表现出最优异的抗肿瘤活性。 （4）通过Western Blot技术对具有良好抗肿瘤活性的PROTAC进行了蛋白降解实验。结果显示，PROTAC 9在 A2780细胞中时间依赖性的下调了CDK2和 CDK4蛋白的表达水平。目前，进一步的实验正在进行中。 综上所述，本论文以Milciclib衍生物为POI配体，设计合成并表征了22个新型PROTAC分子。通过CCK8法研究了其抗肿瘤活性，并探讨了PROTAC结构对抗肿瘤活性的影响。筛选出了多个具有显著抗肿瘤活性的PROTAC，并通过Western Blot实验研究了其蛋白降解能力。本研究为基于 CDK抑制剂的 PROTAC设计开发提供了重要参考，进一步验证了 E3连接酶配体及连接链的选择对 PROTAC活性的重要影响，并为 PROTAC技术在克服传统 CDK抑制剂选择性差和易脱靶等方面奠定了基础。
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