灰绿霉素A的结构优化与抗肿瘤活性研究

灰绿霉素A是发现于红树林海泥真菌灰绿曲霉Aspergillus glaucus HB1-19中的新骨架天然蒽环类分子，体内外活性评价其具有显著的抗肿瘤活性，并对拓扑异构酶Ⅱ和酪氨酸激酶具有抑制作用。本项目以该化合物的优势结构和多靶点的抗肿瘤活性为导向，根据其生合成途径，利用该菌株高产生合成中间体的特殊优势资源，采用前体定向生物合成方法及化学半合成方法，获得带有不同侧链的新衍生物；采用微生物发酵方法制备灰绿霉素A，采用化学合成方法对灰绿霉素A和新衍生物进行定向的糖基化及不同基团的修饰，获得系列新衍生物。对系列新衍生物进行分子、细胞及动物水平三个层面的活性评价，阐明其构效关系。本项目的研究可为阐明蒽环类作用机制和发现其结构与抗肿瘤的作用规律提供部分科学依据，同时极其有望发现兼具细胞毒和靶向肿瘤异常激活的酪氨酸激酶为一体的多靶点新的抗肿瘤先导化合物，具有原始创新性。

本课题以灰绿霉素A的优势结构和活性为导向，采用前体定向生物合成和化学合成的方法制备灰绿霉素A新的衍生物，进行构效关系研究，获得高活性、低毒结构新颖的先导化合物。首先通过改变参数和添加氨基酸前体物，优化培养Aspergillus glaucus HB1-19活性菌株，获得2个新的灰绿霉素A类似物和6个生合成前体物，其中灰绿霉素C (aspergiolides C) 和D具有新颖的spiro[5.5]undecane螺环结构，采用LC-CD耦合技术和量子化学CD计算相结合确定了其对映异构体的绝对构型，通过稳定同位素标记实验，阐明了灰绿霉素C的生合成途径为一种新颖的双前体混合聚酮途径；抗肿瘤测试表明，aspergiolides C和D可以选择性的抑制c-met受体酪氨酸激酶。继而，利用计算机辅助药物设计，预测了灰绿霉素A与DNA-TopoII复合物的结合模式，并根据灰绿霉素A在成药性评价时溶解性不好的缺点，对灰绿霉素A衍生物进行合理优化设计，采用化学全合成方法制备了23个新的灰绿霉素A的衍生物，经体外抗肿瘤活性评价，其中2个化合物对A549和HL-60细胞表现出强的增殖抑制活性。.该研究获得1个全新骨架的c-met受体酪氨酸激酶抑制剂和2个新颖结构的高活性灰绿霉素A衍生物，生合成研究发现的新颖双前体混合聚酮途径，可为阐明天然芳香螺环聚酮类化合物的生物合成机制提供科学依据，这些研究将为后续新药研究奠定重要基础。