一种小分子抑制剂及在抑制S腺苷甲硫氨酸脱羧酶上的应用.pdf

一种小分子抑制剂，该小分子抑制剂的结构式为该抑制剂还包括含有通式I所示的化学结构的药学上可接受的盐，其中，R2包括＝O，-NH2，-CH2(NH2)，-C(NH2)3，-CO(NH2)，-CH2-CHO中的任意一种。本发明将该小分子抑制剂在抑制S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶上的应用。本发明利用AutoDockVina软件，通过将上述骨架和取代基组成的小分子对接到确定的AdoMetDC口袋中，通过AutoDockVina软件给出的打分进行评价，最低打分低于-7.0的小分子用于实验验证。

权利要求书
1.  一种小分子抑制剂，其特征在于，该小分子抑制剂的结构式为：

该抑制剂还包括含有通式I所示的化学结构的药学上可接受的盐，其中，R1包括中的任意一种；R2包括＝O，-NH2，-CH2(NH2)，-C(NH2)3，-CO(NH2)，-CH2-CHO中的任意一种。

2.  根据权利要求1所述的小分子抑制剂，其特征在于，该小分子抑制剂的结构式为：
以及药学上可接受的盐。

3.  权利要求1-2任意一项所述的小分子抑制剂在抑制S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶上的应用。

说明书一种小分子抑制剂及在抑制S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶上的应用
技术领域
本发明属于生物医学领域，涉及S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosylmethionine decarboxylase；AdoMetDC)，具体涉及一种新型小分子抑制剂对人源S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶的抑制。
背景技术
蛋白质是生物体的主要组成成分之一，是完成各种生命活动的主要物质。在各种蛋白质中，蛋白酶对生命活动至关重要，几乎所有生物体内的生化反应过程都由蛋白酶进行催化。生物体内各种蛋白酶的活性具有严格的调控机制，一旦其调控机制出现问题，造成蛋白酶的活性过高、过低或者是完全失活，都会造成相应的各类疾病。因此，通过药物来调控蛋白酶的活性，使其恢复和保持在正常水平，具有非常重要的理论意义和现实意义。以结构为基础的药物设计，是设计以蛋白质为靶标的药物的一个非常重要的手段。
多胺(polyamines)是一类从氨基酸代谢产生的带正电的阳离子小分子，在所有生物体中都存在，对细胞生长、分化、存活及正常生物学功能等都不可缺少。多胺带多正电荷的特性，使它们能通过与带负电荷的生物大分子(DNA、RNA、蛋白质、细胞膜等)形成静电作用，从而调控非常广泛的生物学过程，包括染色体结构形成、DNA合成与稳定、DNA复制、转录和翻译、蛋白质磷酸化、核糖体生成、离子通道和膜表面受体的调控、自由基清除等。天然的多胺有很多种。在哺乳动物中，天然存在的有三种，即putrescine(腐胺),spermidine(精脒)，spermine.(精胺)，它们对哺乳动物正常生长和发育必不可少。由于多胺具有重要的生物学功能，其细胞内水平受到严格的调控。在快速繁殖的细胞(如肿瘤细胞)中，多胺水平也会上升和失调。多胺水平升高，伴随着细胞增殖加快、凋亡减少、以及肿瘤浸润和转移相关基因的表达水平升高等。因此，多胺的调控，成为肿瘤治疗和药物研发中的一个重要手段。
AdoMetDC是多胺体内合成的一个关键酶，对于精胺和精脒的合成至关重要，因为精胺和精脒的氨丙基来源于AdoMetDC的脱羧反应。因此，合成AdoMetDC抑制剂，抑制精胺和精脒的生成，是目前很受关注的一个肿瘤治疗途径。同时，由于病原微生物也需要维持正常的多胺水平，因此AdoMetDC抑制剂也成为针对病原微生物的一个重要药物靶标。
当前，AdoMetDC的抑制剂MGBG(米托胍腙)已经被用于临床中的抗白血病治疗和癌症的化疗辅助药物。但MGBG会导致严重的线粒体损伤，因此毒副作用非常大。AdoMetDC的抑 制剂CGP 48664(SAM486A)已经进入I期和II期临床评估。因此，开发出具有更好效果的AdoMetDC新型抑制剂具有重要意义和价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小分子抑制剂，并将其应用于抑制S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(AdoMetDC)上。
本发明的技术方案为：先确定一个S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(AdoMetDC)的药物口袋，通过计算机辅助，将小分子抑制剂作用于该药物口袋，进行生物学活性检测。具体如下：
S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(AdoMetDC)的药物口袋：以S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(AdoMetDC)的晶体结构为基础，将PDB ID为3DZ5的AdoMetDC晶体结构中的第68位丙酮酰基用PDB ID 1JL0的AdoMetDC晶体结构中的第68位色氨酸残基替代，以替代后的AdoMetDC晶体结构为基础，通过Pocket蛋白质药物口袋分析软件，确定了在alpha亚基和beta亚基两条链之间形成的药物口袋。所述的在alpha亚基和beta亚基两条链之间形成的药物口袋是在S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶上的Ser68转变成丙酮酰基之前。所述的alpha亚基和beta亚基两条链是在S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶与腐胺的结合下，S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶发生自催化反应，Glu67和Ser68间的肽键断裂，形成的alpha亚基和beta亚基两条链。
所述的小分子抑制剂的结构式为：
一种小分子抑制剂，该小分子抑制剂的结构式为：

该抑制剂还包括含有通式I所示的化学结构的药学上可接受的盐，其中，R1包括中的任意一种；R2包括＝O，-NH2，-CH2(NH2)，-C(NH2)3，-CO(NH2)，-CH2-CHO中的任意一种。进一步优选为该小分子抑制剂的结构式为：以及药学上可接受的盐。
本发明还将上述小分子抑制剂或其要药学上可接受的盐应用于抑制S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶上。
按照以上方案，利用AutoDockVina软件，通过将上述骨架和取代基组成的小分子对接到确定的AdoMetDC口袋中，通过AutoDockVina软件给出的打分进行评价，最低打分低于-7.0的小分子用于实验验证。
将上述小分子抑制剂在抑制S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶活性上的应用。
附图说明
图1为实施例1最低打分构象在AdoMetDC药物口袋中的构象。
图2为实施例1中的小分子抑制剂对AdoMetDC的抑制效果。
具体实施方式
实施例1
所述的小分子抑制剂为
2-amino-3-[(2-fluorophenyl)diazenyl]-4,5,6,7-tetrahydro-8H-cyclopenta[d]pyrazolo[1,5-a]pyrimidi n-8-one。结构式如下所示：

通过AutoDockVina软件，将上述骨架和取代基组成的小分子对接到AdoMetDC的药物口袋中，给出的最低打分构象在AdoMetDC药物口袋中的构象如图1所示。图1中，半透明表面模型及其中的棒状模型为AdoMetDC，该药物显示为棒状模型。如图1所示，该小分子与AdoMetDC的主要作用方式中，pyrazole环与he223/Phe7形成疏水堆积作用，环骨架上的取代基分别与Leu65,Glu67,Ser68,Cys226,Asn224形成静电相互作用。
将该小分子应用于AdoMetDC的活性检测实验，其结果如图2所示。用1.5mL的EP试管，将二氧化碳测定试剂的R1715uL、R2235uL进行混合，然后添加1mM的腺苷甲硫氨酸和 不同量的该小分子，最后添加AdoMetDC蛋白酶终浓度为1uM，使总体积为1000ul，启动反应。反应时，在37度水浴中进行孵育，1-30min后，将溶液转至透明96孔板(200uL/孔)，利用酶标仪等仪器检测体系在340nm波长处的光吸收。通过比较不加AdoMetDC或腺苷甲硫氨酸的对照体系，对反应活性进行检测。
图2中，MGBG和测试的该小分子浓度均为100uM，DMSO为阳性对照，Blank为空白(阴性)对照。可以看出该小分子抑制剂具有明显的AdoMetDC活性抑制效果，与MGBG基本相当。本实验中小分子抑制剂用DMSO溶解，用DMSO做为对照，AdoMetDC活性高，则NADH减少，光吸收下降。小分子抑制AdoMetDC活性，则使光吸收下降减少。
由于在更高浓度时，该抑制剂的抑制效果更强，但同时该小分子抑制剂会在340nm波长处产生较为明显的背景吸收，造成假阳性，因此上述抑制效果实验中并未显示更高浓度结果。
实施例2
所述的小分子抑制剂为，结构式如下所示：

实施例3
所述的小分子抑制剂为，结构式如下所示：

实施例4
所述的小分子抑制剂为，结构式如下所示：

实施例5
所述的小分子抑制剂为，结构式如下所示：

实施例6
所述的小分子抑制剂为，结构式如下所示：

实施例7
所述的小分子抑制剂为，结构式如下所示：