本文成功解析了內蒙古嘧啶K-5a2和25a與多個突變株的復合晶體結構

本文闡明了該類化合物具有高效抗耐藥性的結構基礎,為進一步基于結構合理設計高效抗耐藥性NNRTIs奠定了結構生物學基礎。其對所測單突變株和雙突變株F227L+V106A,IIA-5b也具有一定的抑制活性,但遠低于先導化合物K-5a2。IIC系列中有7個化合物對HIV-1野生株表現出納摩爾活性(EC50 = 2.20-9.98nM),與 K-5a2(EC50=1.16nM)接近。IIA、IIB 和真IC三個系列的構效關系表明,先導化合物K-5a2右翼“哌啶胺-亞甲基-芳基”結構對化合物活性至關重要。IID系列多數化合物對HIV-1 IIIB和RES056具有高效的抑制活性。其中,IID-3e是抗突變株活性好的化合物,對所測單突變株和雙突變株F227L+V106A 的 EC50 值均小于 10nM,對 RES056 的 EC50 值為 21.5nM,均優于ETV。此外,IID-3e在人肝微粒體中也表現出良好的體外代謝穩定性(T1/2 =80.1 min),目前正在對其進行初步成藥性評價。靶向NNIBP'“可容納區域II”的HIV-1 NNRTIs的設計、合成和活性評價。內蒙古玉嘧磺胺DAPY類NNRTls結構中含有多個親脂性芳環,雖然能適應NNIBP的疏水性環境,但由于分子間緊密堆積所形成的π-π作用使該類化合物溶解度變得極差。為進一步提高化合物的抗耐藥性并兼顧改善其溶解度,本論文第四章基于生物電子等排、骨架躍遷的藥物設計策略以及引入極性基團、內蒙古嘧啶構象優化(晶體堆積分析)等改善溶解度方法,對K-5a2朝向NNIBP“可容納區域II”的中心噻吩并嘧啶環進行了結構多樣性芳(雜)環替換,設計合成了 11個子系列、共計72個化合物,以期得到具有更高抗耐藥性和更佳成藥性質的抗艾滋病候選藥物。活性測試結果顯示,34個化合物對HIV-1野生株的活性超過ETV。其中,Ar為對位含親水性氫鍵供受體基團、中心環為噻唑并[4,5-d]嘧啶(IIIA)、噻唑并[5,4-d]嘧啶(ⅢB)、5,7-二氫呋喃并[3,4-d]嘧啶(ⅢG)的化合物對RES056均具有優于ETV的活性。ⅢA和ⅢB系列的活性尤其突出,EC50值在18.1-28.1 nM之間,是 ETV(EC50 = 45.4nM)的 2 倍左右。除此之外,ⅢF-5a(EC50 = 28.8 nM)和ⅢH-5a(EC50 = 25.8nM)抑制RES056的活性也優于ETV。對單突變株L100I、Y181C、Y188L、E138K 和雙突變株 F227L+V106A,ⅢA、ⅢB、ⅢG 系列化合物與ⅢF-5a均表現出優于或相當于ETV的活性。通過化合物配體效率對抗耐藥性突出的化合物進行了進一步的篩選,得到具有良好理化性質的化合物ⅢA-5a、ⅢA-5g、ⅢB-5a、ⅢB-5c和ⅢG-5a-d。溶解度測定結果顯示,ⅢA-5a、ⅢA-5g、ⅢB-5a和ⅢB-5c的溶解度較K-5a2均大幅提高,在提高化合物抗耐藥性的同時改善了溶解性。基于點擊化學和原位篩選技術的NNRTIs的設計、合成和活性評價。基于CuAAC點擊化學構建優勢片段組合庫并進行原位篩選是快速發現藥物先導物的高效途徑。本論文第五章首次將該方法運用于HIV-1 RT靶標。綜合運用基于靶標結構的合理藥物設計策略設計了 5種含有炔基片段的DAPY類化合物骨架,并進而根據HIV-1RT蛋白-溶劑界面柔性區域的結構特征,內蒙古嘧啶引入了電性和分子骨架多樣性的疊氮取代基(39種),經CuAAC點擊化學構建了含有1]6個化合物的組合庫。對組合庫進行原位篩選得到得到10個酶活抑制率超過ETV和K-5a2的活性分子。進而對其進行擴大量制備并進行體外活性篩選?；钚越Y果表明,化合物細胞活性與酶活抑制率具有較高的一致性。內蒙古氨基嘧啶其中,C3A19(EC50 = 3.28nM,SI64103)和 C3A34(EC50 = 4.3 8 nM,SI48544)對 HIV-1 IIIB 表現出 了優于 ETV(EC50 = 5.1nM,SI889)的活性,且二者均具有極高選擇指數。此外,C3A19對NNRTIs產生嚴重耐藥性的雙突變株RES056也表現出了良好的活性?？傊?本論文針對HIV-1NNRTIs耐藥性以及溶解度差的科學問題,綜合運用基于靶標結構的合理藥物設計、抗耐藥性藥物設計和提高溶解度(首次將晶格能和水合能概念用于DAPY類NNRTIs的設計)的藥物設計策略、計算機輔助藥物設計手段以及基于點擊化學和原位篩選技術(首次用于HIV-1 RT靶標)對前期發現的先導化合物K-5a2進行了系統的結構優化,共設計合成208個結構全新的稠環類化合物以及116個含有三氮唑基團的組合庫。經細胞及靶點水平的生物活性測試、內蒙古嘧啶化合物配體效率計算、溶解度測定、人肝微粒體穩定性分析等發現多個具有高效抗耐藥和良好理化性質的先導化合物。經初步成藥性評價,得到2個具有重要開發前景的候選藥物K-5a2和25a。