基于銅的新型蛋白酶體抑制劑N,N-二硫代氨基甲酸鹽類化合物庫(kù)的合成、抗癌活性篩選及機(jī)理研究.pdf

1、銅是人體組織和動(dòng)物組織所必需的微量元素，是人體進(jìn)行正常新陳代謝過(guò)程所不可缺少的。人體內(nèi)正常銅的含量為50～100 mg，在此范圍內(nèi)的銅可以維持正常的人體生理功能。如果人體內(nèi)的銅含量過(guò)多則會(huì)引起銅中毒。隨著對(duì)癌癥機(jī)理的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)在癌癥病人血清中銅的濃度與正常人相比普遍偏高。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)銅在腫瘤發(fā)生與發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著極其重要的作用，例如腫瘤組織中血管的形成，腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移等過(guò)程。因此越來(lái)越多的研究將銅作為一個(gè)重要的靶點(diǎn)來(lái)開(kāi)發(fā)新的

2、癌癥治療方法。目前針對(duì)癌癥組織中銅濃度過(guò)高的治療方法有：降低癌癥病人血清中銅的濃度，減少高濃度的銅對(duì)腫瘤血管形成的影響；利用有機(jī)銅配合物作為蛋白酶體抑制劑，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡；利用腫瘤組織中銅的氧化還原反應(yīng)誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡等。
　　 研究發(fā)現(xiàn)N，N-二硫代氨基甲酸鹽是一種很好的銅螯合劑，其與銅生成的有機(jī)配合物是一種蛋白酶體抑制劑，能夠有效的誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡。這種結(jié)構(gòu)代表性的藥物就是作為戒酒藥上市的藥物-戒酒硫(Disulfi

3、rm，DSF)。通過(guò)對(duì)DSF抗癌活性的研究發(fā)現(xiàn)，這種藥物能夠有效的抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，同時(shí)對(duì)正常細(xì)胞的副作用比較小。但是DSF可以與體內(nèi)的醛脫氫降解酶(Aldehyde dehydrogenase，ALDH)發(fā)生反應(yīng)，使其在進(jìn)入人體內(nèi)所發(fā)揮的抗癌作用大大降低。
　　 本文基于現(xiàn)有的研究結(jié)論提出假設(shè)：合成一種新型的N，N-二硫代氨基甲酸鹽化合物，能夠有效的抑制腫瘤細(xì)胞的增值并誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡；對(duì)正常細(xì)胞的毒副作用小；并且在體內(nèi)與AL

4、DH不發(fā)生反應(yīng)。本論文的主要工作分為三個(gè)部分：第一部分首先合成了一個(gè)全新的N，N-二硫代氨基甲酸鹽的化合物庫(kù)，并對(duì)庫(kù)中化合物進(jìn)行了生物活性篩選，比較了不同化合物與銅結(jié)合能力的差別，對(duì)其構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了初步的探討；第二部分通過(guò)對(duì)前一個(gè)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)的活性化合物優(yōu)化，合成了另一個(gè)N，N-二硫代氨基甲酸鹽的化合物庫(kù)，篩選出了對(duì)癌細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制作用比較明顯的化合物；通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬篩選出了對(duì)人體內(nèi)的醛脫氫降解酶沒(méi)有明顯抑制作用的化合物；第三部分是使用組合

5、化學(xué)和高通量篩選的方法開(kāi)發(fā)新型飲用水中除砷劑，分別利用液相組合合成和固相組合合成的方法合成了兩個(gè)化合物庫(kù)，并對(duì)庫(kù)中化合物的除砷能力進(jìn)行了評(píng)估。
　　 論文的主要工作及其結(jié)果如下：
　　 第一部分，合成了一個(gè)新型的N，N-二硫代氨基甲酸鹽的化合物庫(kù)，并對(duì)庫(kù)中的化合物進(jìn)行了活性篩選。篩選發(fā)現(xiàn)庫(kù)中的化合物與銅的反應(yīng)生成的配合物除了＃9之外，其余的配合物都對(duì)乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231的增殖有明顯的抑制作用，能夠很好的抑制腫瘤

6、細(xì)胞中蛋白酶體的活性并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。化合物＃1與銅的絡(luò)合物在5μM作用于細(xì)胞16 h，可以抑制90％的腫瘤細(xì)胞蛋白酶體活性。利用熒光滴定的方法對(duì)化合物與銅的絡(luò)合能力進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)化合物＃9可以與銅離子發(fā)生反應(yīng)，但是所得到的絡(luò)合物不能起到對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖的抑制。
　　 第二部分，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后合成了第二個(gè)N，N-二硫代氨基甲酸鹽化合物庫(kù)，利用MDA-MB-231和DCIS兩種腫瘤細(xì)胞系對(duì)庫(kù)中的化合物進(jìn)行了活性篩選。研究發(fā)現(xiàn)庫(kù)中化合物的

7、生物活性具有一定的構(gòu)效關(guān)系。利用紫外滴定的方法對(duì)化合物與銅的絡(luò)合常數(shù)進(jìn)行了測(cè)定。通過(guò)計(jì)算化學(xué)以及計(jì)算機(jī)模擬Docking的方法研究了庫(kù)中的化合物對(duì)兩種醛脫氫降解酶活性的抑制作用，發(fā)現(xiàn)了＃39化合物既能抑制癌細(xì)胞的蛋白酶體活性，又不與人體內(nèi)的醛脫氫降解酶進(jìn)行反應(yīng)，從而最大限度的發(fā)揮了其誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的作用。
　　 第三部分，運(yùn)用組合化學(xué)和高通量篩選的方法開(kāi)發(fā)新型的飲用水除砷劑。研究以二硫代氨基甲酸鹽為核心結(jié)構(gòu)，運(yùn)用液相和固相兩種合

8、成方法構(gòu)建化合物庫(kù)，并利用高通量的方法對(duì)化合物庫(kù)中的化合物與砷的結(jié)合能力進(jìn)行了篩選。在化合物的構(gòu)建上充分考慮到所合成的化合物在環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用的特點(diǎn)。高通量篩選方法的選擇上則本著建立全自動(dòng)儀器分析方法的原則，充分體現(xiàn)庫(kù)中化合物篩選快速的特點(diǎn)。
　　 結(jié)論：
　　 1)N，N-二硫代氨基甲酸鹽不僅可以絡(luò)合腫瘤細(xì)胞中高濃度的銅，同時(shí)其與銅生成的有機(jī)配合物是一種良好的蛋白酶體抑制劑，能夠抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，并且誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡；