以亮氨酰tRNA合成酶为靶标的高效抗原虫抑制剂的设计合成及构效关系研究

非洲人类锥虫病 (Human African Trypanosomiasis，HAT)，也称为非洲昏睡病，是原虫-布氏锥虫（trypanosoma brucei, T. brucei）引起的一类有致命危险的寄生虫病，现有治疗药物普遍存在效用低，安全性低，抗药性频繁出现等问题。氨酰tRNA合成酶（aaRS）作为新型药物靶标在抗感染领域的应用已有成功的案例，但作为抗寄生虫药物靶标的相关研究报道今年才首次出现，其中包括我们课题组近期报道的苯并硼唑类（benzoxaborole）的T. brucei 亮氨酰tRNA合成酶抑制剂，具有潜在抗HAT的作用。本项目将在此基础上进一步深入研究，结合结构辅助药物设计的方法,设计并合成一系列6位含氮杂环取代的苯并硼唑类衍生物，通过酶水平和细胞水平的活性反馈深入探讨构效关系，得到具有更好活性和较好成药性的抗HAT化合物。

非洲人类锥虫病 (Human African Trypanosomiasis，HAT)，也称为非洲昏睡病，是原虫-布氏锥虫（trypanosoma brucei, T. brucei）引起的一类有致命危险的寄生虫病，现有治疗药物普遍存在效用低，安全性低，抗药性频繁出现等问题。本项目以前期工作中得到的具有苯并硼唑母核的原虫氨酰tRNA合成酶的高效抑制剂为基础，以吡咯环替代链状结构，设计并合成得到了更为高效的抑制剂。我们首先优化了作为母核结构的重要中间体6-吡咯基取代的苯并硼唑化合物的合成路线，并在此基础上进行衍生化反应，得到吡咯环上羧基，醛基，腈基，酰基等取代的衍生物，其中T. brucei亮氨酰tRNA 合成酶（LeuRS）抑制活性最好达到了IC50 =1.3 uM，相应的细胞活性达到IC50 = 0.02 ug/mL，不幸的是同时也发现此化合物对小鼠成纤维细胞L929具有明显毒性（IC50 = 0.63 ug/mL）。与此同时，我们欣喜地发现一部分6-吡咯取代的苯并硼唑类衍生物虽然不具有T. brucei LeuRS抑制活性，但普遍在细胞水平显示出良好的抗锥虫抑制活性，大部分化合物抑制T. brucei生长的IC50 < 1ug/mL且对L929未显示毒性（IC50 > 10 ug/mL）。由于抗寄生虫药物研究领域的特殊性，即一些疗效良好的药物最初是在细胞水平筛选中得到并且作用机制未知，这使得基于细胞水平的药物研发成为不可缺少的一种途径，因此我们转而将项目重点放在了6-吡咯基取代的苯并硼唑类衍生物基于细胞水平抗锥虫构效关系的研究，并在此基础上选择了5个T. brucei IC50 < 0.1ug/mL的化合物进行治疗锥虫感染的小鼠模型实验，其中3个化合物能在30天实验期内完全治愈感染锥虫的小鼠并获得的100％的存活率。综上所述，在本项目研究中我们发现了一类具有良好抗锥虫活性的6-吡咯取代的苯并硼唑类衍生物，后续对于此类化合物抗锥虫机制的探索正在进行中，相信6-吡咯基苯并硼唑类衍生物一方面有希望成为能有效的治疗锥虫感染的化合物，另一方面也将成为探索抗寄生虫药物的全新靶标的有力工具。