双-(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-s-转硫酶潜抑制剂的制作方法
【专利摘要】双-(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制剂，其结构和活性特征为：将两个对-烷氧基苯丙烯酮单元以酰胺或/和酯键连接到相隔不超过8个单键的两个氨基、醇羟基、羧基或一个氨基和一个醇羟基上，所得化合物是谷胱甘肽-S-转硫酶即GST的底物和抑制剂；GST催化这些化合物中每个对-烷氧基苯丙烯酮单元α，β-不饱和酮的碳碳双键与还原型谷胱甘肽即GSH通过Michael加成生成加合物即产物；这类产物对GST的抑制效力更强，使所述化合物为GST潜抑制剂；这类产物对人GST同工酶μ抑制效力强于对人GST同工酶α和π；这些化合物能进入细胞内，并能增强顺铂对耐药肿瘤细胞生长的抑制作用。
【专利说明】双-(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制
剂
【技术领域】
[0001]本发明【技术领域】为酶抑制剂类药物，涉及双-(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制剂的结构和生物活性；此类潜抑制剂在GST作用下与谷胱甘肽GSH生成二价加合物即二价产物；此类加合物是人GST同工酶μ即GSTM的选择性二价抑制剂；此类潜抑制剂能透过细胞膜抑制肿瘤细胞内GST活性、增强顺钼即DDP对耐药肿瘤细胞生长的抑制作用。
【背景技术】
[0002]肿瘤细胞多药耐药性是化疗失败的主要原因，细胞内谷胱甘肽(GSH)系统是造成细胞毒性药物作用失效的关键因素。谷胱甘肽-S-转移酶(GST)为同二聚体，属II相生物转化代谢酶，广泛分布于各种生物体内细胞中。在哺乳类动物各组织中均含有不同种类的GSTs，其含量和活性亦各不相同。人胞质GSTs有多种同工酶，分为α，μ，ω，π，θ，ζ六大类。肿瘤细胞内GST主要是同工酶π即GSTP、α即GSTA和μ即GSTM ;这些同工酶是利用GSH对各种内源性和外源性非营养物质(包括细胞毒性抗肿瘤药物)进行生物转化的关键催化剂。普遍认为，当这些GST同工酶活性增强时，药物的代谢和排泄也随之增加，从而引发耐药性(Biochemistry (Mosc)，2000，65 (I):95);肿瘤细胞对化疗药物的耐受性与GSTP、GSTM和GSTA等高表达有密切关系；GST已成为肿瘤耐药性逆转药物的作用靶点；GST抑制剂能有效的逆转肿瘤耐药性而提高肿瘤化疗药物治疗指数。
[0003]已报道多种GST抑制剂，代表包括α，β -不饱和酮类化合物如依他尼酸、丙稀醛、肉桂醛、姜黄素以及反式-2 -己烯醛等(Chem Biol Interact，1996，102:117)。另外，谷胱甘肽类似物，如TLKl 17及其二乙酯前药TLK199对GSTP的Ki约0.4mM(Chem Biol Interact,1997，105:17 ；Curr Med Chem, 2006，13:1461)。依他尼酸能抑制GST活性，其与替塞派合用治疗晚期肿瘤曾进入I期临床，但其有严重的耳毒性，并伴随高血糖、低钙和低镁血症等副作用，严重制约了其临床应用(Biochem Pharmacol，1990，40:1631)。
[0004]已报道以依他尼酸为先导化合物对其进行结构改造和修饰的新GST抑制剂，包括:(1)某些依他尼酸衍生物通过抑制GSTP而抑制肿瘤细胞生长和迁移(Bioorg MedChem2005，13:4056 ；Bioorg Med Chem2009，19:606 ；Bioorg Med Chem2010，10:1848 ；J MedChem2010，53:1015 ；Bioorg Med Chem Lett.2011，21:912 ；Bioorg Med Chem,2012，20:2316 ；Biomed PhannacotherfO 13，67:58).(2)依他尼酸类似物用酰胺连接成二价抑制剂，大大提高了化合物的抑制能力，已有报道对GSTP的Ki可达nM水平(Biochemistry2003，42:10418)。(3)改变二价抑制剂中的连结臂结构可改变GST同工酶的选择性；用13-19个原子的非柔性链连接依他尼酸生成的二价抑制剂对GSTA的抑制常数即Ki低于20nM，相对于 GSTP 的选择性达 75 倍(Bioorg Med Chem Lett2006,16:3780);对 GSTA 和 GSTP 之间的选择性取决于依他尼酸取代基和连结臂，连接臂中负电荷和芳环增加对GSTA选择性，而氢键给体和疏水性提高对GSTP选择性(J Am Chem Soc, 2006,128:8615)。已报道的GSTM选择性抑制剂较少且抑制常数都大于50nM(J Med Chem, 2011, 54:8574 ；Chem Eur J2012,18:10564)。
[0005]GSTP的活性是多数肿瘤细胞对顺钼等化疗药物耐受的主要原因，但不同肿瘤细胞耐药可能源于不同GST同工酶的诱导表达。目前认为GSTP选择性抑制剂是逆转对肿瘤细胞耐药的主要方向，但在部分耐药肿瘤细胞中，GSTM被诱导表达(J Med Chem, 2011, 54:8574) ；GSTM的选择性抑制剂也有可能是强效的抗肿瘤药物增敏剂。
[0006]作为肿瘤化疗增敏剂的GST抑制剂需有较强疏水性以便能透过细胞膜。本发明描述对GSTM有很强选择性抑制作用的二价潜抑制剂；此类潜抑制剂含有两个可和GSH生成加合物的结构单位，其自身疏水性较强而能有效透过细胞膜；此类潜抑制剂本身为GST的底物，在GST同工酶作用下转变成二价GSH加合物类二价产物；此类二价产物对GSTM有强抑制作用，对应表观抑制常数低于对GSTA和GSTP表观抑制常数的30 %。
【发明内容】
[0007]本发明用短且无环类取代基的连接片段，将对-烷氧基苯丙烯酮及其类似物连接成人GST的双价潜抑制剂；此类潜抑制剂能透过细胞膜，在细胞内经过GST作用再转变成GSH的二价加合物而发挥对GST的更强抑制作用；此类潜抑制剂的产物对GSTM抑制作用最强，属于紧密结合型抑制剂。本发明所得目标化合物实际上是GST的底物类潜抑制剂，所测定的抑制常数都是其表观抑制常数，只有在经过与GSH在GST预先作用较长时间后再加入另一个底物(2，4_ 二硝基氯苯，缩写CDNB)测定的才是产物的抑制效力。
[0008]按照本发明所述，选用依他尼酸为对-烷氧基苯丙烯酮单元，有利于得到对人和动物GST敏感同工酶抑制作用更强的目标化合物，但其对细胞的毒性也较大；选择芳香环不含氯、溴或者碘代取代的对-烷氧基苯丙烯酮单元，可获得对细胞毒性很小的GST抑制剂。
[0009]按照本发明所述，选用芳香环上无卤素原子取代的对-烷氧基苯丙烯酮及其类似物作为与GSH反应的结构单元，有利于避免其对正常细胞的毒性而增强其作为肿瘤化疗增敏剂的价值。本发明所用连接片段易制备，而且在细胞内代谢分解过程中产生的碎片毒性很小，也有利于避免所得化合物对正常细胞的毒性和增强其作为肿瘤化疗增敏剂的应用价值。
[0010]本发明的具体内容如下:
[0011]1.双-(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制剂，其结构和活性特征为:
[0012](I)含对-烷氧基苯丙烯酮单元，即4-(丙烯酰)_苯氧乙酸结构I和苯氧乙胺/醇结构II:
[0013]
【权利要求】
1.双-(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制剂，其结构和活性特征为: (1)含对-烷氧基苯丙烯酮单元，即4-(丙烯酰)-苯氧乙酸结构I和苯氧乙胺/醇结构II:
2.如权利要求1所述双_(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制剂，它们对GST的抑制作用及基于这种抑制作用的相关生物活性有如下特点: (1)与两分子GSH加成产物为GSTM二价抑制剂，同时结合到GSTM两个活性中心； (2)与两分子GSH加成产物对GSTM、GSTP和GSTA抑制作用比此类化合物本身强； (3)与两分子GSH加成产物，对人GSTM抑制作用强于对GSTP和GSTA抑制作用； (4)与两分子GSH加成产物作为二价抑制剂对人GSTM的抑制常数小于0.5 μ M ; (5)与两分子GSH加成产物对人GSTA和GSTP抑制常数大于对GSTM抑制常数； (6)在生理条件下，这些化合物即潜抑制剂能透过细胞膜进入细胞内； (7)能增强顺钼即DDP对耐受DDP肿瘤细胞生长的抑制效力； (8)在0.1 μ M时对不耐DDP肿瘤细胞生长的抑制率低于30% ； (9)在0.1 μ M时对正常人源细胞生长的抑制率小于30% ； (10)是血吸虫GSTM的潜抑制剂，二价产物抑制作用更强，同时结合其两个活性中心。
3.如权利要求1所述双_(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制剂，其两个对-烷氧基苯丙烯酮单元之间的连接片段有如下结构或特征:(I)乙二胺或醇、1，3-丙二胺或醇、1，4- 丁二胺或醇、1，5-戊二胺或醇、1，6-己二胺或醇，用其两个氨基或羟基为连接基团得对称连接片段III ;乙醇胺和3-丙醇胺为不对称连接片段III ； (2) 丁二酸或1.5-戊二酸或1，6_己二酸用两羧基为连接基团得到双羧基连接片段IV0
4.如权利要求1所述双_(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制剂，这些化合物中对-烷氧基 苯丙烯酮单元结构和这些化合物的生物活性有如下特征:(1)对-烷氧基苯丙烯酮单元I和II中，每个苯丙烯酮单元与GSH发生Michael加成形成的加合物结合在GSTM活性中心，这种加合物对GSTM的抑制能力强于潜抑制剂本身； (2)这种潜抑制剂对应的二价产物比对应单价产物的抑制作用更强； (3)苯丙烯酮单元中，苯环上无溴、氯取代基时所得双_(对-烷氧基苯丙烯酮)化合物类GST同工酶选择性抑制剂对正常人细胞的生长抑制作用弱于有氯、溴取代的对应化合物。
5.如权利要求1所述双_(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制剂，其制备过程有如下特征性步骤: (1)用双胺/醇类连接片段III时，所需对-烷氧基苯丙烯酮结构单元为羧酸形式，即结构I ;将其羧酸活化成活泼酯或酰氯后，将其投料的摩尔比为连接片段氨基/羟基2倍以上，与双胺/醇连接片段中的氨基发生酰胺化或/和羟基发生酯化得到对应的目标化合物类潜抑制剂； (2)用双羧酸类连接片段IV时，对-烷氧基苯丙烯酮结构单元为氨基或醇形式，即结构II ;将连接片段的两端羧基活化成活泼酯或酰氯后，加入相对羧基摩尔比大于2.0的对-烷氧基苯丙烯酮结构单元的氨基或醇结构形式，反应得到目标双酯或双酰胺类潜抑制剂。
6.如权利要求1所述双_(对-烷氧基苯丙烯酮)类谷胱甘肽-S-转硫酶潜抑制剂，其生物活性和应用还有如下特点: (1)用双胺/醇类连接片段，用依他尼酸为对-烷氧基苯丙烯酮结构单元，所得双_(对-烷氧基苯丙烯酮)化合物类GST潜抑制剂本身能抑制肿瘤细胞生长； (2)二价产物抑制剂同时结合到GSTM两个活性中心的速度比潜抑制剂慢； (3)二价产物的抑制常数低于50nM时，对应潜抑制剂适用于检测细胞裂解液中GSTM。
【文档编号】C07C231/02GK103610669SQ201310591024
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】廖飞, 杨晓兰, 胡小蕾, 许榜田, 王昕 , 陈春艳, 秦家林, 谭登, 黄亚 申请人:重庆医科大学