新型抗真菌先導物的設計、合成和生物活性研究.pdf

1、近年來，侵襲性真菌感染(Invasive Fungal Infections，IFIs)的發(fā)病率和死亡率呈明顯上升趨勢，臨床上真菌耐藥性問題日趨嚴重，而用于治療深部真菌感染的藥物存在毒副作用大、抗菌譜窄、易產生耐藥等諸多不足，因此，發(fā)現(xiàn)全新結構類型和作用機制的先導化合物成為抗真菌藥物研究的重要方向。
　　目前，抗真菌藥物研發(fā)主要有以下策略：(1)現(xiàn)有抗真菌藥物的優(yōu)化和改進;(2)發(fā)現(xiàn)抗真菌新靶點并設計特異性的抑制劑;(3)基于表型

2、篩選的先導化合物發(fā)現(xiàn)和靶標確證。對現(xiàn)有藥物進行結構優(yōu)化和改進難以避免其固有作用機制帶來的缺陷。因此，本文基于抗真菌新靶點Pdr1-Gal11A KIX蛋白，設計合成了兩類全新結構的抗真菌先導化合物，并針對課題組前期研究發(fā)現(xiàn)的咔啉類先導化合物進行深入的抗真菌作用機制研究。
　　一、基于Pdr1-KIX相互作用的抗真菌先導物的設計、合成和活性研究
　　本研究基于Pdr1-Gal11A KIX蛋白-蛋白相互作用，以抑制劑iKIX1

3、為先導化合物，通過分析iKIX1與KIX蛋白的氫鍵作用模式圖，設計、合成了19個肼硫代甲酰胺類衍生物。通過體外抗真菌活性測試，確證iKIX1對于光滑念珠菌有中等抑制活性(MIC50=1μg/mL)。構效關系表明，硫脲結構是其發(fā)揮活性的關鍵基團，將硫脲結構中的硫原子替換為氧原子活性喪失，骨架苯環(huán)上引入供電基、芳環(huán)、芳雜環(huán)均不能提高活性。但是，苯環(huán)上硝基取代的化合物5q、乙炔基取代的化合物12a對光滑念珠菌和新生隱球菌的抑制活性均優(yōu)于先導化

4、合物iKIX1，與陽性對照藥氟康唑相當。采用秀麗隱桿線蟲真菌感染模型進行初步的體內抗真菌藥效研究，結果表明，化合物5q、12a能在一定程度上延長線蟲的生存期。
　　二、吡唑硫代酰胺類新型抗真菌先導物的發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化和活性研究
　　在對IKIX1進行合成的過程中，意外分離得到一個副產物7a，經(jīng)核磁、質譜鑒定，確定該化合物結構為5-氧代-2，5-二氫-1H-吡唑-1-硫代甲酰胺。經(jīng)體外抗真菌活性測試，發(fā)現(xiàn)其對三種常見致病真菌均具有優(yōu)

5、秀的體外抗真菌活性(MIC值為0.016-0.25μg/mL)，是一個全新抗真菌分子骨架。本研究以7a為先導化合物，對其進行三個方面的結構優(yōu)化。首先，對5-氧代-1，2-吡唑酮環(huán)進行骨架躍遷，用變構的3-氧代-1，2-吡唑酮環(huán)替換，并在環(huán)上引入乙?；?其次，對骨架苯環(huán)進行取代基優(yōu)化，引入鹵素、烷基、芳香環(huán)等取代基;最后，在化合物7a雜環(huán)上引入疏水性基團苯環(huán)。
　　經(jīng)體外抗真菌活性測試，優(yōu)選得到抗真菌活性最好的化合物7a、6d和11

6、a，并進行初步作用機制研究和的體內抗真菌藥效考查。
　　結果表明，化合物7a、6d和11a可以抑制真菌被膜形成，可以有效延長新生隱球菌感染線蟲的生存期。此外，化合物7a可以濃度依賴地抑制新生隱球菌生長，且明顯優(yōu)于氟康唑;在小鼠系統(tǒng)性感染模型中，化合物7a對新生隱球菌感染小鼠表現(xiàn)出一定的體內抗真菌活性。
　　三、咔啉類化合物的抗真菌活性和作用機制研究
　　課題組前期通過表型篩選、結構優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)了具有優(yōu)秀抗隱球菌活性的咔啉

7、類化合物JYJ-19和JYJ-20（MIC值為0.25-1μg/mL），但該類化合物的體內抗真菌活性、作用機制和作用靶點并不明確。本研究建立了小鼠系統(tǒng)性隱球菌感染模型，對該類化合物的體內藥效進行考察;對其作用機制進行深入研究，考察化合物對真菌增殖、生物被膜、黑素、尿素酶形成、細胞表面疏水性等新生隱球菌毒力因子的抑制作用，考察化合物作用下真菌細胞形態(tài)學改變和對細胞周期的影響。根據(jù)研究結果，進一步考察化合物可能的作用通路。體內活性測試結果表

8、明，化合物JYJ-19可以顯著提高系統(tǒng)性新生隱球菌感染小鼠的生存期。作用機制實驗結果表明，化合物JYJ-19和JYJ-20呈濃度依賴地抑制真菌細胞的增殖，對黑素、被膜和細胞表面疏水性有較好的抑制作用。透射電鏡結果顯示，在化合物JYJ-19作用下，真菌細胞核固縮、染色體凝集、細胞膜和細胞壁均受損，與對照藥氟康唑作用下的損傷結果不同;細胞周期結果表明，JYJ-19阻滯真菌細胞于G2期，而氟康唑阻滯真菌細胞于G1期。以上結果提示該類化合物可能