由于抗肿瘤药物存在选择性差、毒副作用大、易产生抗药耐药性等问题,研究具有特异性靶点的新型选择性高效低毒抗肿瘤药物倍受关注。G-四链体是一种非经典的二级结构,诱导、形成稳定的G-四链体结构可抑制端粒酶的活性,导致肿瘤细胞的凋亡。本课题以端粒DNA G-四链体结构为靶点,以提高与G-四链体DNA的选择性结合为出发点,基于G-四链体结合剂构效关系,拟设计合成新型含氨基糖和氮杂糖的蒽醌、吖啶和萘二酰亚胺类G-四链体DNA结合剂,通过延展共轭体系,增强与G-四分体π-π堆积作用,通过缀连糖基与G-四链体沟槽、磷酸酯链的氢键、静电等结合,实现多位点、多种方式的协同作用,提高化合物与G-四链体DNA的选择性结合力及抗肿瘤活性,以研究糖基对化合物活性的影响,探讨构效关系,发现高活性抗肿瘤药物先导。对于新型抗肿瘤药物的设计合成及研发,丰富糖生物学的研究内容,具有重要的理论价值和实际应用意义。
sugar;G-quadruplex ligands;anti-tumor activity;DNA recognition;Structure-activity relationship
由于抗肿瘤药物存在选择性差、毒副作用大、易产生抗药耐药性等问题,研究具有特异性靶点的新型选择性高效低毒抗肿瘤药物倍受关注。G-四链体是一种非经典的二级结构,诱导、形成稳定的G-四链体结构可抑制端粒酶的活性,导致肿瘤细胞的凋亡。以端粒DNA G-四链体结构为靶点,以提高与G-四链体DNA的选择性结合为出发点,基于G-四链体结合剂构效关系,本项目以天然单糖为起始原料,探讨了利用aza-Wittig、Staudinger/Aza-Wittig等反应,合成含叠氮基、醛基等官能团的糖中间体。并进一步设计合成多个系列新型(含糖基、核苷等)的萘(二)酰亚胺类、蒽醌类、吖啶类、苝类及三聚吲哚类等化合物。对所合成化合物进行了抗肿瘤等生物活性研究,通过UV-Vis谱、荧光光谱、圆二色谱、热变性实验,研究了化合物与G-四链体DNA和双链DNA的选择性识别作用、结合模式和稳定性;通过荧光成像试验等研究部分化合物与肿瘤细胞的作用,进而,通过流式细胞术研究化合物与肿瘤细胞的作用机制。发现多个具高效、低毒良好抗肿瘤活性化合物,有望开发为抗肿瘤药物,为进一步G-四链体结合剂类高效低毒抗肿瘤药物的结构设计奠定了基础。