靶向蛋白酪氨酸磷酸酶抗肿瘤铂配合物的设计、合成及作用机理研究

铂类化合物在恶性肿瘤的化学治疗中占据着重要地位，传统的铂类抗肿瘤药物研究大多是以DNA为作用靶点，但近期研究发现，铂配合物也可能通过作用某些蛋白抑制肿瘤细胞的生长、繁殖。蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPs)的活性异常就与恶性肿瘤的发生有着密切的关系。已经成为抗肿瘤药物的一个新靶点。然而目前针对靶向PTPs的铂配合物抗肿瘤作用研究还是国内外研究的空白。因此本项目拟以生物内源性配体为主设计、合成并表征一系列新型单核和多核铂类配合物，筛选出能够高效且选择性抑制PTPs的铂配合物，然后通过稳态动力学实验、各种光谱学实验、配合物与蛋白复合物晶体培养以及分子动力学理论计算等方法来详细阐明铂配合物与PTPs的相互作用机理，并对抑制活性较高的铂配合物进行深入的抗肿瘤活性研究。本项目研究对进一步阐明铂类配合物的抗肿瘤机理有着重要的科学意义，对发展新型高效、低毒副作用的靶向PTPs抗肿瘤药物有着一定的实用价值。

顺铂作为药物被批准用于肿瘤的临床治疗带动了金属配合物在医学领域的应用，传统金属类抗肿瘤药物研究大多是以DNA作为靶点，但近期研究发现，蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPs)的功能异常与恶性肿瘤的发生有着密切的关系，已经成为抗肿瘤药物的一个新靶点，所以针对PTPs为靶点的铂类抗肿瘤作用的研究成为药物研究的一个新方向。本项目设计和合成大量新颖的铂以及其它金属钒、铜、锌配合物，进行了结构和理化性质的表征，表达纯化了五种蛋白酪氨酸磷酸酶。运用各种手段研究了配合物对PTPs的抑制作用、抑制类型和抑制机理，提出一种靶向PTP1B的顺铂抗肿瘤新机理，获得一种能够有效抑制乳腺癌细胞增殖的新颖的铂配合物。综合分析铂类配合物结构与其PTP抑制活性之间的关系，发现在金属铂配合物中，与铂离子配位的离去基团的存在有利于提高铂配合物对PTPs活性的抑制能力，同时铂配合物的空间结构也会影响其抑制能力，这个构效关系进一步指导了我们对靶向PTPs抗肿瘤铂配合物的设计和合成。其它金属配合物对PTPs的抑制作用的研究表明，铜、钒、锌配合物具有强于铂类配合物的PTP酶抑制能力，大多数铜、钒、锌配合物的半数抑制率都在几十到几百纳摩尔，但配合物和不同PTP的结构都明显影响抑制强度和选择性，其中一种双核铜配合物（[Cu2(μ-IDA)(phen)3(NO3)] NO34H2O(phen = 1,10-phenanthroline, H2IDA = iminodiacetic acid)）能够很好的区分高度同源的PTP1B和TCPTP，选择性抑制TCPTP，其半数抑制率为0.03 μM，是PTP1B的10倍，SHP-2的34倍，HePTP的41倍，比对SHP-1的抑制强3个数量级，该配合物不仅能够高效特异的抑制重组的TCPTP，而且能够能够进入细胞选择性抑制相关的TCPTP，提高相应底物的磷酸化，从而影响细胞的生理代谢，这是迄今为止发现的第一个能够高效特异抑制TCPTP活性的金属配合物。此外，大部分钒和锌配合物对PTP1B或者TCPTP也表现出一定的选择性，但是还没有发现具有高特异性抑制作用的钒、锌配合物。本项目研究对铂类配合物抗肿瘤机理的研究有着重要的科学意义，这种新的设计思想，也将会为一大类靶向PTP酶的新型铂类药物甚至金属类药物开发提供有价值的信息。