新型乙酰胆碱酯酶与β分泌酶双酶抑制剂的设计、合成与生物活性测试

摘要

阿尔兹海默症(Alzheimer's disease，AD)又称早老性痴呆症，目前已成为老年人群最为常见的痴呆类型。由于AD的发病与多个系统有关，单一作用于一个靶点带来的效果通常难以令人满意。本论文进行的多靶点药物设计旨在设计合成双靶点的抗AD生物活性分子，调节AD相关的多个信号通路或靶标，最终得到高效低毒的乙酰胆碱酯酶和β分泌酶双酶抑制剂。
　　本文所选择的先导化合物分子母体corydaline，是从中药中提取出来的，并已被证实具有较好的延缓记忆衰退的功能。通过对人属AChE及BACE-1活性结合位点的结构进行研究，结合corydaline母体的结构，逐步进行母体的开环修饰设计，最终设计成7.氨基-1，4-二氢异喹啉-3(2H)-酮的结构，并通过酰胺键将三段芳香部分连接，得到空间构型合理，并能与双酶的各个重要活性位点作用的虚拟分子结构。
　　在虚拟筛选的基础上，通过逆合成分析方法设计潜在活性虚拟分子的反应路线。最终经有机化学合成的方法，合成出中间体及目标分子14个。采用氢原子核磁共振手段进行结构鉴定。所合成化合物结构新颖，未见文献报道。
　　对已合成的化合物进行AChE的体外抑制活性测试，测试结果显示所有目标化合物的AChE抑制活性均高于多奈哌齐，其中化合物12b4的抑制活性最高(IC50=10.95pM)比多奈哌齐(IC50=3.46nM)高出315倍。体外活性结果表明酰胺键连接的三段式芳香结构化合物可以作为AChE抑制剂潜在先导化合物，可以作为进一步研究的母体结构。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 阿尔兹海默症的发病机理

1．2．1 胆碱能假说

1．2．2 β样淀粉蛋白沉积假说

1．2．3 自由基损伤假说

1．2．4 Tau蛋白过度磷酸化假说

1．2．5 Ca2+离子失衡假说

1．2．6 基因错义突变假说

1．2．7 炎症反应假说

1．3 临床常用抗老年痴呆症药物

1．3．1 已上市乙酰胆碱酯酶抑制剂及结构改造

1．3．2 已上市NMDA受体拮抗剂及结构改造

1．4 抗阿尔兹海默症双靶点活性分子的设计

1．4．1 乙酰胆碱酯酶双位点抑制剂

1．4．2 乙酰胆碱酯酶与β-分泌酶双靶点抑制剂

1．4．3 乙酰胆碱酯酶抑制剂与抗氧化剂

1．4．4 乙酰胆碱酯酶与钙离子通道双靶点化合物

1．5 双酶抑制剂的分子设计依据

1．5．1 乙酰胆碱酯酶的活性中心

1．5．2 β-分泌酶的活性中心

1．6 论文的研究思路

2 具有双靶点抑制活性的分子设计

2．1 引言

2．1．1 计算机辅助药物设计

2．1．2 MOE软件简介及应用

2．2 研究方法

2．2．1 分子设计

2．2．2 分子对接与虚拟筛选

2．2．3 分子设计思路

2．3 分子设计结果及讨论

2．3．1 A系列虚拟分子的对接结果及力场分析

2．3．2 B系列虚拟分子的对接结果及力场分析

2．3．3 C系列虚拟分子的对接结果及力场分析

2．4 本章小结

3 目标化合物的合成及表征

3．1 合成方案设计

3．1．1 逆合成分析

3．1．2 合成路线设计

3．2 化合物的合成

3．2．1 实验试剂与仪器

3．2．2 中间体的合成

3．3 中间体与产物的表征

3．3．1 物理性质

3．3．2 结构表征

3．4 结果与讨论

3．4．1 2-茚酮的合成

3．4．2 5-硝基-2-茚酮的制备

3．4．3 5-硝基-2-茚酮肟的合成

3．4．4 7-硝基-1，4-二氢异喹啉-3(2H)-酮的制备

3．4．5 7-氨基-1，4-二氢异喹啉-3(2H)-酮的合成

3．4．6 7-N-苯甲酰基氨基-1，4-二氢异喹啉-3(2H)-酮的合成

3．4．7 2-N-苯甲酰基-7-N-苯甲酰基氨基-1，4-二氢异喹啉-3(2H)-酮的合成

3．5 本章小结

4 目标化合物的生物活性测试

4．1 生物活性的测试方法

4．1．1 测试原理

4．1．2 酶活的测定

4．1．3 抑制活性的测定步骤

4．2 生物活性测定的结果与讨论

4．2．1 活性测定结果

4．2．2 构效关系讨论

4．3 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

攻读学位期间主要的研究成果目录

致谢