抗癌海绵天然产物fascaplysin新衍生物的靶向设计、合成和生物活性评价

Fascaplysin是具有抗肿瘤活性的海绵天然产物，是周期蛋白依赖性激酶 4（cyclin-dependent kinase 4, CDK4）的抑制剂。体外实验研究表明平面结构的fascaplysin与DNA有嵌合作用，但开环的结构改造降低了抑制活性和选择性，相关体内抗肿瘤实验未发现fascaplysin的毒副作用。申请项目拟对fascaplysin保留母环结构，通过在合适位置增加取代基的方式进行结构修饰和优化，综合采用计算机辅助药物设计、有机合成以及生物活性评价等方法和技术，以期得到高活性、高选择性、低毒副作用的新颖CDK4抑制剂，这将为CDK4以及其它类CDK高效抑制剂的研发提供重要理论指导。

项目采用MOE软件对已有的CDK4晶体结构缺失的片段补全，用Gold5.0软件对接得到fascaplysin/CDK4和15b/CDK4复合物结构，结合模式研究显示这两个抑制剂与CDK4的铰链区都形成了两个氢键，fascaplysin的高抑制选择性在于存在正电荷N原子，15b化合物的高抑制选择性在于亚氨基上连接了大体积的刚性基团；我们通过对一系列高活性和高选择性的CDK4抑制剂采用比较分子场分析CoMFA方法建立三维定量构效关系（3D-QSAR）和三维定量构择关系（3D-QSSR）模型，统计结果显示q2为0.776和0.795，r2为0.972和0.942，r2pred为0.603和0.562，CoMFA的等值线图和CDK4的活性口袋的化学性质有助于合理设计fascaplysin的衍生物；我们顺利打通了fascaplysin天然产物的合成和fascaplysin衍生物的合成路线，得到多个fascaplysin的衍生物，并对它们进行药理研究，合成的facaplysin衍生物均有细胞毒性，其中1-(2-溴苯甲酰基)-6-(N-甲基-邻苯二甲酰亚胺基)-β-咔啉内盐的活性好，表现出抑制人脐静脉内皮细胞生长，引起细胞凋亡，该衍生物对诱导细胞早期凋亡的程度随实验加入剂量的增加而明显的加强。