新哌啶并吲哚类TopoⅠ抑制剂的设计、合成、活性及初步机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21272207
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0706.药物化学生物学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

DNA topoisomerase Ⅰ(Topo Ⅰ)is a key enzyme that regulates the coiling of DNA during replication. Recent research has indicated that overexpression of Topo Ⅰplays an important role in various types of solid tumors formation. Targeting TopoⅠ has been considered as an efficient strategy to discover selective antitumor drugs. Funded by our former NSFC project (20802066), a new alkaloid with novel piperazino-indole scaffold was discovered for the first time using strictosidine synthase (STR1). Insight into how STR1 is capable of catalyzing the synthesis of this unique structure was gained using X-ray crystallography. The research results were published in Journal of the American Chemical Society (JACS) and were reported as spotlights by JACS. Based on this novel scaffold, a lead compound of Topo I inhibitor with multiple chiral centers was discovered, showing remarkable in vitro activity which is close to campothecin. Rational computer aided drug design upon it affords the objective piperazino-indole alkaloids which will be synthesized through a stereoselective and efficient chemo-enzymatic approach. Biological activities of compounds, such as enzyme inhibition, antitumor efficacy and potency, pharmacokinetics and pharmacodynamics,will be studied in vitro and in vivo. The X-ray crystallography of the complex between TopoⅠ and the synthesized inhibitors will delineate the biochemical mechanism of action. The aim of this project is the discovery of the potent candidates with improved therapeutic windows in preclinial studies, providing lead compounds with suitalbe druggability for clinical development.
DNA拓扑异构酶Ⅰ(TopoⅠ)通过控制DNA的拓扑状态,从而控制DNA复制过程,其在肿瘤组织中的表达远高于正常组织,是重要的抗肿瘤药物研究靶点。在上一国家基金青年项目(20802066)资助下,我们发现了异胡豆苷合成酶催化特异性底物首次得到哌啶并吲哚新结构母核的生物碱,并通过X-ray衍射阐明了其催化机制,研究工作发表于美国化学会志(JACS),并被其作为亮点进行了重点报道。在此基础上,我们发现了体外活性接近于喜树碱的Topo I抑制剂先导物- - 一个多环多手性中心的新哌啶并吲哚类生物碱。本项目将以此化合物为基础,通过计算机辅助药物设计,运用化学酶法立体选择性、快速地构建目标生物碱,经分子、细胞、动物三个层次的体内外活性筛选、药代动力学指标、构效关系及酶复合物结晶等多轮循环研究,以期发现可专利性强、成药性好的TopoⅠ抑制剂,并初步阐明其作用机制,为临床前药物研究提供新型抗肿瘤候选化合物。

结项摘要

DNA Topoisomerase I (Top1)是一类非常重要的酶,参与DNA的复制、转录、重组、修复等关键的核内过程。在肿瘤细胞中,Top1的含量及活性都远高于正常细胞,通过抑制Top1的活性,可以达到选择性抑制肿瘤细胞的快速增殖,进而杀死肿瘤细胞的目的。我们在发现的先导物的基础上,进行类药性合理设计,运用化学酶法立体选择性地构建了系列目标生物碱库,发现了体外对TopoⅠ及其高表达的肿瘤细胞的抑制活性的新生物碱,具有重要意义。同时在研究中还构建了基于裂环马钱子碱的新生物碱库,并合成了相关的类药库。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Methanol facilitated synthesis of 7-methoxy-2-thioxo-2,3-dihydro-1H-1,3-diazepin-4(7H)-ones from nitroallylic acetates and thiourea
甲醇促进硝基烯丙基乙酸酯和硫脲合成 7-甲氧基-2-硫代-2,3-二氢-1H-1,3-二氮杂卓-4(7H)-酮
  • DOI:
    10.1016/j.tet.2014.08.017
  • 发表时间:
    2014-10
  • 期刊:
    Tetrahedron
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Zhu, Huajian;Chen, Tong;Zheng, Qunxiong;Zou, Hongbin
  • 通讯作者:
    Zou, Hongbin
Cascade regioselective synthesis of pyrazoles from nitroallylic acetates and N-tosyl hydrazine
由硝基烯丙基乙酸酯和 N-甲苯磺酰肼级联区域选择性合成吡唑
  • DOI:
    10.1016/j.tet.2013.12.046
  • 发表时间:
    2014-01
  • 期刊:
    Tetrahedron
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Zhang, Taotao;Zhu, Huajian;Zheng, Qunxiong;Zou, Hongbin
  • 通讯作者:
    Zou, Hongbin
Functionalized heterocyclic scaffolds derived from Morita-Baylis-Hillman Acetates.
  • DOI:
    10.1039/c3cc43285h
  • 发表时间:
    2013-08
  • 期刊:
    Chemical communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Huajian Zhu;Nana Shao;Tong Chen;H. Zou
  • 通讯作者:
    Huajian Zhu;Nana Shao;Tong Chen;H. Zou
Generation of insulin-producing cells from rat mesenchymal stem cells using an aminopyrrole derivative XW4.4.
  • DOI:
    10.1016/j.cbi.2013.11.007
  • 发表时间:
    2014-02
  • 期刊:
    Chemico-biological interactions
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Jingfeng Ouyang;Wei Huang;Wanwan Yu;W. Xiong;Ramanjaneya V. R. Mula;H. Zou;Yongping Yu
  • 通讯作者:
    Jingfeng Ouyang;Wei Huang;Wanwan Yu;W. Xiong;Ramanjaneya V. R. Mula;H. Zou;Yongping Yu
Cascade reaction for 3-pyrrolines and pyrroles from nitroallylic acetates and N-mesyl 2-aminoethanones
由硝基烯丙基乙酸酯和 N-甲磺酰基 2-氨基乙酮生成 3-吡咯啉和吡咯的级联反应
  • DOI:
    10.1016/j.tet.2013.10.045
  • 发表时间:
    2013-12-09
  • 期刊:
    TETRAHEDRON
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Chen, Tong;Shao, Nana;Zou, Hongbin
  • 通讯作者:
    Zou, Hongbin

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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