基于糖基结构的新型碳酸酐酶II抑制剂设计、合成及抗青光眼活性评价

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81903463
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3401.合成药物化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Although the treatment of glaucoma with inhibitors of the metallo-enzyme carbonic anhydrase is very effective in reducing elevated intraocular pressure(IOP), the systemic administration of drugs such as acetazolamide AZA, methazolamide MZA leads to unpleasant side effects due to inhibition of the enzyme present in other tissues (kidneys, red cells, stomach, etc.) than the eye. In most cases, oral CA inhibitors are used only as a last resort. For more than 40 years, it was considered that CA inhibitors could only be given sistemically. Important advances in this field have been then achieved by discovering the clinically used, topically effective antiglaucoma sulfonamide, dorzolamide and brinzolamide..However, dorzolamide and brinzolamide are not soluble enough at neutral pH and must be used as a suspension (brinzolamide) or must be solubilized as hydrochloride salt (dorzolamide) and as a consequence, the pH of the solution is rather acidic (around 5.5). Both these properties lead to undesired side effects of these two antiglaucoma drugs such as blurred vision, eye redening and irritation, and so on.. We have explored on the other hand an alternative approach for the design of topically acting antiglaucoma sulfonamides, which consists in attaching tails that will induce the desired physico-chemical properties (such as for example water solubility, good penetrability through the cornea, etc.) to scaffolds of aromatic/heterocyclic sulfonamides also incorporating derivatizable moieties of the amino type.. Many tails have been used for the design of topically acting sulfonamide CA inhibitor antiglaucoma agents, but no sugar moieties have been incorporated up to now in such compounds. Due to the highly hydrophilic character of such sugar moieties, one may expect a good water solubility for sulfonamides incorporating them, a feature desirable for topically acting drugs to be administered directly into the eye..Thus, it was easy to formulate them as eye-drops at neutral pH values, which constitutes a very desirable pharmacological feature for topically acting antiglaucoma drugs. Thus, we will explore the possibility of synthesizing sugar-containing sulfonamides, prepare a series of such derivatives possessing glucuronic acid tails, and study their in vitro CA inhibitory properties against isozymes hCA I and hCA II. Some of the most effective CA inhibitors obtained will be investigated in vivo, in rabbits with high intraocular pressure (IOP), in order to detect compounds useful as topically acting antiglaucoma drugs.
本项目针对CAII抑制剂需同时具备高水溶性和高角膜透过率这一难点问题,从CAII的结构特征出发,结合计算机辅助技术预测结果,设计由多种糖基结构修饰的新型CAII抑制剂,使目标化合物具有好的亲水性,可配置成能局部用药的水溶液形式,以避免口服用药造成的全身副作用,同时可使目标化合物在睫状体处达到治疗浓度。因糖基结构引入使目标化合物避免使用盐酸盐的形式,消除了对眼睛的刺激,因此含糖片段的磺胺类化合物克服了已上市的抗青光眼药物的缺点。项目通过扎实的糖化学合成技术,构建新颖的结构多样性化合物库,经酶水平的活性测试,评价选择性抑制CAII的作用能力,总结较为系统的构效关系。进一步开展水溶性试验、角膜渗透性试验和家兔体内降眼压实验,深入讨论糖基结构的生物学功能。本项目为建立与睫状体CAII产生特异结合和有效作用的抑制剂的发现策略提供一条科学有效的新思路。

结项摘要

本项目针对CAII抑制剂需同时具备高水溶性和高角膜透过率这一难点问题,从CAII的结构特征出发,结合计算机辅助技术预测结果,设计由多种糖基结构修饰的新型CAII抑制剂,使目标化合物具有好的亲水性,可配置成能局部用药的水溶液形式(大于1%),避免了口服用药造成的全身副作用。因糖基结构引入使目标化合物避免使用盐酸盐的形式,糖类目标化合物在水溶液中的pH接近中性,消除了对眼睛的刺激,因此含糖片段的磺胺类化合物克服了已上市的抗青光眼药物的缺点。项目通过新型的糖化学合成技术,制备了多个系列的目标化合物,后经酶水平的活性测试,评价选择性抑制CAII的作用能力。进一步开展水溶性试验、pH测试和家兔体内降眼压实验,发现了一类具有进一步研究价值的抗青光眼先导分子。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Design, synthesis and biological evaluation of novel carbohydrate-based sulfonamide derivatives as antitumor agents
新型碳水化合物磺酰胺衍生物抗肿瘤药物的设计、合成及生物学评价
  • DOI:
    10.1016/j.bioorg.2020.104237
  • 发表时间:
    2020-11-01
  • 期刊:
    BIOORGANIC CHEMISTRY
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Hao, Shuang;Cheng, Xue;Guo, Chun
  • 通讯作者:
    Guo, Chun
Sequential one-pot synthesis of (1 -> 6) amide-linked oligosaccharide mimetics under mild conditions
温和条件下连续一锅法合成 (1 -> 6) 酰胺连接寡糖模拟物
  • DOI:
    10.1080/07328303.2020.1798456
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Carbohydrate Chemistry
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Hao Shuang;Lin Shuai;Wang Xin;An Ran;Guo Mengbi;Wang Yuanxin;Cheng Xue;Xu Hang;Yang Xiaoguang;Hou Zhuang;Guo Chun
  • 通讯作者:
    Guo Chun
Novel carbohydrate-based sulfonamide derivatives as selective carbonic anhydrase II inhibitors: Synthesis, biological and molecular docking analysis
作为选择性碳酸酐酶 II 抑制剂的新型碳水化合物基磺酰胺衍生物:合成、生物和分子对接分析
  • DOI:
    10.1016/j.bmcl.2021.128291
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhuang Hou;Qiang Cai;Mao-sheng Cheng
  • 通讯作者:
    Mao-sheng Cheng
Facile and efficient access to C1-aminosugar derivatives under mild conditions
在温和条件下轻松高效地获得 C1-氨基糖衍生物
  • DOI:
    10.1016/j.tetlet.2022.153644
  • 发表时间:
    2022-02-09
  • 期刊:
    TETRAHEDRON LETTERS
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Guo,Mengbi;Wang,Xin;Gong,Ping
  • 通讯作者:
    Gong,Ping
Design, synthesis and biological evaluation of carbohydrate-based sulphonamide derivatives as topical antiglaucoma agents through selective inhibition of carbonic anhydrase II
通过选择性抑制碳酸酐酶 II 作为局部抗青光眼剂的碳水化合物基磺酰胺衍生物的设计、合成和生物学评价
  • DOI:
    10.1080/14756366.2019.1705293
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF ENZYME INHIBITION AND MEDICINAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Hou, Zhuang;Li, Chuanchao;Liu, Yang
  • 通讯作者:
    Liu, Yang

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其他文献

Design, Synthesis and Antifungal Activity of Benzofuran and Its Analogues
苯并呋喃及其类似物的设计、合成及抗真菌活性
  • DOI:
    10.1002/cjoc.201900304
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Chin. J. Chem
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯状;苏昕;郭春
  • 通讯作者:
    郭春
Design, Synthesis, and Mechanism of Dihydroartemisinin–Coumarin Hybrids as Potential Anti-NeuroinflammatoryAgents
作为潜在抗神经炎症药物的双氢青蒿素与香豆素杂化物的设计、合成和机制
  • DOI:
    10.3390/molecules24091672
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Molecules
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    于昊楠;侯状;牟艳华;郭春
  • 通讯作者:
    郭春
Synthesis of glucuronic acid derivatives via the efficient and selective removal of aC6 methyl group
高效选择性脱除αC6甲基合成葡萄糖醛酸衍生物
  • DOI:
    10.1016/j.tetlet.2016.12.055
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Tetrahedron Letters
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    侯状;郭春
  • 通讯作者:
    郭春
烟曲霉羊毛甾醇14α-去甲基化酶的三维同源结构建模及其分子对接研究
  • DOI:
    10.19728/j.issn1672-6634.2018.03.014
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    聊城大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙彬;刘敏;侯状
  • 通讯作者:
    侯状
Design, synthesis and biological evaluation of novel semicarbazoneselenochroman-4-ones hybrids as potent antifungal agents
作为有效抗真菌剂的新型缩氨基脲硒色满-4-酮杂合体的设计、合成和生物学评价
  • DOI:
    10.1016/j.bmcl.2019.126726
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    苏昕;侯状;郭春
  • 通讯作者:
    郭春

其他文献

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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

        graph TD
          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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