新骨架KDR激酶抑制剂的设计合成和生物活性研究

FBDD (Fragment based drug design) is recently popular computer-aided drug discovery strategy, with shortened cycle time, lower cost, higher successful rate, and other advantages. In previous studies, the applicant synthesized the lead compound JKC-1-5 (KDR IC50 = 154nM) with ethylene malonamide group based on FBDD. This compound was brand new in structure, lower molecule weight suitable for further research. Current project is aimed to design and synthesis series of compound based on 2-(1,2-ethylene) malonamide for further biological activities evaluation, to obtain KDR kinase inhibitor with independent intellectual property rights.

基于碎片的药物设计（fragment based drug design）是近年新兴的一种计算机辅助药物发现手段，具有周期短、成本低、成功率高等优势。在前期研究中，申请者运用基于碎片的药物设计方法设计得到了一个亚乙基丙二酰胺类先导化合物JKC-1-5（KDR IC50=154nM）。该化合物结构全新，分子量较小，具备较高的开发价值，本项目拟在此基础上，结合骨架迁移原理和早期类药性测试对先导物进行结构优化，设计合成基于2-（1,2-亚乙基）丙二酰胺类的系列化合物并进行生物活性评价，以期获得具有自主知识产权的高活性KDR激酶抑制剂。

近年来，作用于肿瘤信号转导通路的激酶抑制剂类抗肿瘤药物日益在肿瘤临床治疗中发挥重要作用。我国在此方向积极跟进，目前已有多个激酶抑制剂类抗肿瘤药物处于临床研究阶段。浙江贝达药业研发的EGFR抑制剂埃克替尼已于2011年成功上市。然而，我国目前在激酶抑制剂领域的研究大多以“me-too、me-better”及”fast follow“为主，目前进入临床研究的化合物中鲜见全新结构类型。.KDR（VEGFR-2）已被证明可以介导与肿瘤有关的内皮细胞增殖和迁移，引起血管通透性升高，并有抗内皮细胞凋亡、维持内皮细胞存活的作用，是近年来抗肿瘤药物研究的热门靶点。目前大量的KDR晶体复合物结构已被解析，抑制剂与靶标的作用模式清晰。我们对KDR激酶3D-QSAR进行了系统研究，通过FBDD （Fragment Based Drug Design）的策略构建了虚拟化合物库并通过虚拟筛选和生物活性测试获得了KDR抑制活性IC50值分别达到154nM的先导化合物JKC-1-5。随后项目组综合利用计算机辅助药物设计手段以及药理结果反馈分析，对先导化合物JKC-1-5物进行了多个层次的不断优化。先后设计合成了4类骨架结构，六个系列共60个结构新颖的化合物。最终将先导物JKC-1-5的激酶活性从154nM优化到0.75nM（VI-3，美国RBC公司测试）,提高了超过200倍。细胞抑制实验显示化合物VI-9对HUVEC、MDA-MB-435细胞的IC50分别达到3.01μM和0.63μM（Crown-Bio公司测试）超过阳性对照顺铂和Sorafenib，显示出良好的抗血管增殖以及抗肿瘤活性。证实了这类化合物具有良好的开发前景。目前VI系列更深层次的药理活性正在进行。.通过本课题的研究找到了一类很有潜力的KDR激酶抑制剂结构。为苗头化合物接下来的临床前研究打下了良好的基础。同时建立了一套可靠的整合虚拟筛选流程以及虚拟筛选多样性库以及基于贝叶斯分类的碎片筛选方法，这为发现新结构激酶抑制剂提供了思路和信息。目前根据该项目的相关成果已发表论文4篇，申请专利3篇。