选择性BTK小分子抑制剂的设计、合成及生物活性研究

Malfunction of Bruton’s tyrosine kinase (BTK) signal is closely related to the development of NHL. Thus, BTK has become the most important therapeutic target for the treatment of NHL. However, untoward effects have been observed and attributed in part to its off-target effects on the epidermal growth factor receptor and the Tec family proteins other than BTK. Based on the structures of the BTK protein and the active compounds, a series of novel compounds as small molecule inhibitors targeting Bruton’s tyrosine kinase are designed and synthesized. Based on the structure-activity relationship analysis and binding mode studies, structural optimization will be conducted to improve the kinase inhibitory activities and selectivities of the compounds. By the study of structure-based drug design (SBDD), chemical synthesis and biological evaluation in this work, novel BTK inhibitors with intellectual property will be discovered, and the studies provids compound basis for further development of the clinical drug candidate for the treatment of NHL.

Bruton 酪氨酸激酶(BTK)在非霍奇金淋巴瘤(NHL)的发病中起着关键的介导作用，已成为当前NHL治疗最重要的分子靶标。然而，现有BTK抑制剂的脱靶效应使其在临床应用中出现了一定程度的毒副反应。本项目拟结合计算机辅助药物设计，开展新型选择性BTK抑制剂的研究：基于对BTK蛋白结构及活性小分子结构的研究，通过合理药物设计得到具有新型母核结构的化学实体，并利用药物化学手段对目标分子进行化学合成；通过在分子水平及细胞水平测试化合物的BTK抑制活性，阐明该类化合物的宏观构效关系，并利用分子模拟解析其微观作用机制；利用BTK结合口袋局部氨基酸残基的特异性，进行进一步结构优化设计，以提高化合物对BTK激酶的选择性。本项目通过合理药物设计、化学合成及生物活性研究，有望获得具有自主知识产权的新型选择性BTK抑制剂，为后续开展抗NHL的体内药理和药效学研究奠定基础。

非霍奇金淋巴瘤(NHL)是一类严重威胁着人类生命健康的恶性肿瘤，传统化疗方案的剂量限制性毒性使得其临床应用受限。Bruton酪氨酸激酶(BTK)在NHL的发生、发展过程中起着关键的介导作用，可作为新型NHL药物的设计靶标。本项目基于BTK蛋白结合口袋的空间构象及铰链区氨基酸残基的特征，设计了新颖BTK抑制剂母核骨架用于识别激酶铰链区，并通过分子模拟和生物活性测试验证了母核骨架的有效性。通过分子对接及分子动力学模拟，进一步优化了化合物结构，提高了激酶抑制活性及选择性。对目标化合物设计了化学合成路线并进行了探索和优化，基于多个反应路线的合成，共得到2,6-二氨基-9H-嘌呤类化合物32个，经1H-NMR、13C-NMR、HR-MS确证了化合物的结构，并经HPLC确定了其纯度。通过生物活性测试，得到了一系列高活性的BTK抑制剂。在分子水平，测试了化合物对BTK激酶的抑制活性，多个化合物对BTK显示了很强的抑制活性，高活性化合物ZB8的半数抑制浓度值达到1.6 nM；高活性化合物抗细胞增殖活性GI50值达到0.44微摩尔。基于本项目研究，通过后续的先导化合物优化研究，有望获得具有自主知识产权的新型选择性BTK抑制剂，为后续开展抗NHL的体内药理和药效学研究奠定基础。