新型高活性、特异性ATM激酶抑制剂的设计、合成与生物功能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21772005
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0706.药物化学生物学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The ataxia telangiectasia mutated (ATM) kinase is an atypical serine/threonine protein kinase, playing a central role in maintaining genome integrity by regulating the detection and repair of DNA double-strand breaks. The existing evidences indicate that in the tumor treatment, DDR is one of the resistance mechanisms of radiation therapy and chemotherapy, in which ATM expression and activation connect multiple signaling pathways, regulating the balance of cell proliferation and cell apoptosis. However, few inhibitors of ATM have been reported until now. For the past two years, we previously constructed the homology model of ATM and systematically analyzed the binding mode and key sites of ATM-inhibitors. Furthermore, Compound XD-1 with similar potent compared to the currently known positive compound KU60019 was found by virtual screening. Here, we will focus on designing and developing the ATM-specific inhibitors based on the structure of those lead compounds, combining with combinatorial chemistry strategies and compound optimization strategies including similarity search, binding model analysis and quantitative structure-activity relationship, and further to determine potent, selective ATM inhibitors with novel chemical scaffolds. Totally, 30-50 candidates will be synthesized for evaluation of their biological activity based on enzyme assay, cell assay and drug combination assay. The results will not only provide novel efficient tools for investigating ATM with tumorigenesis, growth and drug resistance research, but also pave a potential path for the development of a novel therapeutic strategy for anti-cancer drugs by targeting ATM.
ATM是一种非典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,通过调节DNA双链断裂的检测和修复在维持基因组完整性中发挥核心作用.研究表明,在肿瘤治疗中DNA损伤应答是放射性疗法和化疗的耐药机制之一,其中ATM的表达和活化连接着多个信号通路,调节着细胞增殖和凋亡的平衡.课题组前期工作首次构建了ATM的结构模型,分析了ATM-抑制剂结合模式和关键作用位点,通过虚拟筛选发现了1个与目前已知阳性参照KU60019活性相当的化合物XD-1.本课题将进一步采用虚拟组合策略设计“靶向集中化合物库”、基于结合模式分析和QSAR在内的优化改造策略,进一步确定2-3类全新化学骨架的ATM抑制剂,合成30-50个高特异性、高活性候选化合物,并进行基于酶水平、细胞水平和联合给药的生物功能评价.本课题将为研究ATM与肿瘤的发生、生长和耐药研究提供高效的工具分子,并为开发以ATM为靶点的抗肿瘤药物奠定基础.

结项摘要

共济失调毛细血管扩张突变(ATM)激酶是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在DNA双链断裂修复中起关键作用。因此,ATM被认为是放疗和化疗增敏的一个潜在的靶点。在本研究公布工作中,我们通过计算、合成和进一步的生物学评价报告了ATM激动剂A22和抑制剂A41的发现。其中A22在体外表现出较低的细胞毒性,可作为ATM研究的有用工具。此外,我们首次证明ATM抑制剂对MCF-7和SW480细胞具有时间依赖性的增敏作用,在短期治疗中具有拮抗作用,而在长期治疗中具有协同作用,并且ATM激动剂的作用方式与ATM抑制剂相反。进一步的机制研究表明,ATM抑制剂与化疗药物在短期内的拮抗作用是通过抑制p53/p21轴来加速G1/S期细胞周期转变,促进细胞存活。此外,A41在SW480异种移植模型中与化疗药物联合显示出抗肿瘤作用,表明A41是一种很有前途的ATM抑制剂,可增强化疗药物在体内的抗肿瘤作用。综上所述,这些发现将指导ATM抑制剂与化疗药物在进一步的临床前和临床研究中的结合。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Identification and characterization of benzo[d]oxazol-2(3H)-one derivatives as the first potent and selective small-molecule inhibitors of chromodomain protein CDYL
苯并[d]恶唑-2(3H)-酮衍生物的鉴定和表征,作为染色结构域蛋白 CDYL 的第一个有效且选择性的小分子抑制剂。
  • DOI:
    10.1016/j.ejmech.2019.111656
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    European Journal of Medicinal Chemistry
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Yang Lixin;Liu Yongqing;Fan Minghua;Zhu Guiwang;Jin Hongwei;Liang Jing;Liu Zhenming;Huang Zhuo;Zhang Liangren
  • 通讯作者:
    Zhang Liangren
Discovery of novel glycogen synthase kinase-3 alpha inhibitors: Structure-based virtual screening, preliminary SAR and biological evaluation for treatment of acute myeloid leukemia
新型糖原合成酶激酶 3 α 抑制剂的发现:基于结构的虚拟筛选、初步 SAR 和治疗急性髓系白血病的生物学评估
  • DOI:
    10.1016/j.ejmech.2019.03.039
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    European Journal of Medicinal Chemistry
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Wang Yanxing;Dou Xiaodong;Jiang Lan;Jin Hongwei;Zhang Lihe;Zhang Liangren;Liu Zhenming
  • 通讯作者:
    Liu Zhenming
Multi-objective de novo drug design with conditional graph generative model.
具有条件图生成模型的多目标从头药物设计
  • DOI:
    10.1186/s13321-018-0287-6
  • 发表时间:
    2018-07-24
  • 期刊:
    Journal of cheminformatics
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Li Y;Zhang L;Liu Z
  • 通讯作者:
    Liu Z
Discovery of novel multidrug resistance protein 4 (MRP4) inhibitors as active agents reducing resistance to anticancer drug 6-Mercaptopurine (6-MP) by structure and ligand-based virtual screening.
通过基于结构和配体的虚拟筛选发现新型多药耐药蛋白 4 (MRP4) 抑制剂作为降低抗癌药物 6-巯基嘌呤 (6-MP) 耐药性的活性剂
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0205175
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Chen Y;Yuan X;Xiao Z;Jin H;Zhang L;Liu Z
  • 通讯作者:
    Liu Z
Multistage Screening Reveals 3-Substituted lndolin-2-one Derivatives as Novel and Isoform-Selective c-Jun N-terminal Kinase 3 (JNK3) Inhibitors: Implications to Drug Discovery for Potential Treatment of Neurodegenerative Diseases
多阶段筛选显示 3-取代的 indolin-2-one 衍生物是新型异构体选择性 c-Jun N 末端激酶 3 (JNK3) 抑制剂:对神经退行性疾病潜在治疗药物发现的启示
  • DOI:
    10.1021/acs.jmedchem.9b00537
  • 发表时间:
    2019-07-25
  • 期刊:
    JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Dou, Xiaodong;Huang, Huixia;Liu, Zhenming
  • 通讯作者:
    Liu, Zhenming

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其他文献

压电喷油器动态响应特性试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘景斌
一种基于图塌缩的药物分子检索方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘振明;李博;来鲁华*
  • 通讯作者:
    来鲁华*

其他文献

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刘振明的其他基金

选择性JNK3抑制剂的优化设计、合成与抗AD的生物活性评价和机制研究
  • 批准号:
    22277006
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
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选择性JNK3抑制剂的优化设计、合成与抗AD的生物活性评价和机制研究
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基于结构的特异性内皮脂肪酶抑制剂的设计、合成与生物活性评价
  • 批准号:
    21572010
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钙信号传导调控酶CD38非共价结合型抑制剂的结构优化改造、合成与生物活性研究
  • 批准号:
    21272017
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
钙信号传导调控酶CD38抑制剂的设计、化学合成与功能研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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