化合物t521或其结构类似物制备抗肿瘤药物的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物制药技术领域，具体而言，涉及一种化合物T521或其结构类似物 制备抗肿瘤药物的应用。
【背景技术】
[0002] 癌症是以细胞异常增殖及转移为特点的一大类疾病，其发病与有害环境因素、不 良生活方式及遗传易感性密切相关。2000年全球新发癌症病例约1000万，死亡620万，现 患病例2200万 [1]。预计2020年癌症新发病例将达到1500万，死亡1000万，现患病例3000 万[1]。癌症正在成为新世纪人类的第一杀手。伴随着人口老龄化加剧、生态环境破坏、不 良生活方式及食品安全问题的凸现，我国恶性肿瘤发病率多年呈持续上升趋势，已经成为 严重影响国民健康的危重疾病。廿世纪70年代以来，我国癌症发病及死亡率一直呈上升趋 势，至90年代的20年间，癌症死亡率上升29. 42%，年龄调整死亡率上升11. 56% [1]。2000 年癌症发病人数约180-200万，死亡140-150万，在城镇居民中，癌症已占死因的首位。特 别值得重视的是，我国农村癌症死亡率的上升速度明显高于城市，癌症高发地区亦多在农 村和西部地区，危害尤为严重，是当地农民因病致贫及因病返贫的重要原因。目前我国每死 亡5人，即有1人死于癌症；而在0~64岁人口中，每死亡4人，即有1人死于癌症 [1]。不 仅严重影响劳动人口健康，而且成为医疗费用上涨的重要因素。据有关部门估算，每年用于 癌症病人的医疗费用达数百亿元，中国亟须向恶性肿瘤宣战。因此，开发新型高效的抗肿瘤 药物成为恶性肿瘤治疗的关键。
[0003] 肿瘤的主要特征是遗传不稳定性诱发的连续基因突变、持续性的血管生成、细胞 生长失控并抵抗细胞死亡、组织浸润及转移及细胞能量代谢异常。传统抗肿瘤药物以干扰 或影响核酸生物合成、影响DNA结构与功能、干扰转录及阻止RNA合成、干扰蛋白质合成与 功能及影响激素平衡以实现对肿瘤细胞的杀伤，但是大部分传统化疗药物对肿瘤细胞和正 常细胞尚缺乏理想的选择作用，骨髓抑制等毒性反应成为肿瘤化疗限制剂量使用的关键因 素，同时也影响了患者的生存质量。因此，开发安全、高效、低毒的新型抗肿瘤药物具有重要 的临床意义。
[0004] 保罗样激酶（Polo-likekinases,Plks)是广泛存在于真核生物中的一类丝/苏 氨酸蛋白激酶，其家族成员主要包括？11^、？让2、？11^3、？11^4和？11^5。？11^1是广泛存在于 真核生物中的一类丝/苏氨酸蛋白激酶，主要在细胞有丝分裂的G2晚期和M期表达，在有 丝分裂启动、中心体成熟、纺锤体组装、染色体分离及胞质分裂等细胞有丝分裂过程中发挥 至关重要的作用 [2]。Plkl在大部分恶性肿瘤细胞中呈过度表达并且与肿瘤的发生与发展 密切相关，因此以Plkl为靶点的药物较传统微管蛋白活性抑制剂（如紫杉醇、长春碱、长 春瑞宾）具有更好的选择性、耐受性和临床应用优势 [3'4]，被认为是肿瘤治疗最具潜力的重 要靶点。与Plkl功能相反，Plk2和Plk3被认为是重要的抑癌因子，在检查点导致的周期 阻滞中发挥作用来保证基因组稳定性，防止癌变 [5'6];另外，由于CpG甲基化导致的翻译沉 默（transcriptionalsilencing)使Plk2在B细胞瘤中持续低水平表达，Plk2被认为是B 细胞瘤中的重要抑癌因子m;Plk3也可能通过调控HIF-I通路而发挥抑癌作用M;当前对Plk4和Plk5的功能还不甚了解，目前认为Plk4通过对中心体复制调控在保证基因组稳定 性方面发挥重要作用[EU°];Plk5与神经元分化功能密切相关，其被认为是神经胶质母细胞 瘤的一个重要抑癌因子[11]。
[0005]Plkl-3在结构方面有较大的相似性，N端具有一个高度同源的激酶催化结构域 (ATPbindingpocket/Kinasedomain,KD)，C端具有调节Plks催化活性及亚细胞动态定 位的特征性结构域PBD(PoloBoxdomain,PBD)。目前，大部分以Plkl为靶点的小分子抑制 剂均是革G向激酶结构域的ATP结合位点（ATP-bindingpocket)进行设计的，其中BI2536、 BI6727、GSK461364、0N01910及HMN214等小分子抑制剂已经进入I/II期临床研究。尽 管ATP竞争性抑制剂在一定程度上具有靶标选择性，但ATP结合域在众多激酶结构中的高 度保守性及ATP结合域结构变异的积累导致的药物耐受等诸多问题，这使开发高选择性的 Plkl抑制剂面临极大的挑战。
[0006] 因此，Plkl特有的底物结合域PBD成为新型Plkl小分子抑制剂开发的理想靶 点。PBD是Plks家族的特有结构域，Plkl-3PBD由两个特异的PoloBox(PBl和PB2)组 成，并具有较高的同源性；Plk4的C端具有较大的特异性，仅存在一个PoloBox;Plk5虽 然具有两个PoloBox结构，但是其缺少激酶结构域。正常情况下，Plkl激酶区域（Kinase Domain,KD)与PBD结合，以一种自抑制的调控形式存在；当Thr210被上游的其他激酶磷酸 化后，PBD便开始与磷酸化底物结合，KD解离后开启激酶催化活性，从而开始一系列的下游 生物学反应。EliaAE等[12]通过对定向肽库进行筛选发现了与PlksPBD特异结合的磷酸 肽（S-[pS/pT]-P/X)并系统阐明了该磷酸肽与PBD共结晶的晶体结构及其相互作用的分子 识别基础，使得人们对依赖PBD的蛋白质-蛋白质相互作用的认识有了本质的突破。故此， Plkl特有的底物结合域PBD成为新型Plkl小分子抑制剂开发的理想靶点。目前，已经报道 的PlklPBD小分子抑制剂主要包括Poloxin及其结构类似物百里醌（Thymoquinone,TQ)、 Poloxipan、红倍酸（Purpurogallin,PPG)和绿茶儿茶素类化合物（GreenTeaCatechins) 〇 但是，这些数量及结构有限的小分子抑制剂多属天然产物，极大地限制了靶向PlklPBD小 分子抑制剂的基于结构的定向设计。靶向PlklPBD的小分子抑制剂的开发对于PlklPBD 生物学功能的研究以及靶向PlklPBD新型抗肿瘤药物的定向设计具有重要的理论和实际 意义。
[0007] 参考文献：
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【发明内容】
[0020] 本发明首先涉及式I所示小分子化合物T521 (5-乙基砜基-2- (4-氟苯基）-4-苯 磺酰噁唑）或其结构类似物在制备用于细胞学研究的制剂或药物中的应用，所述的应用基 于T521或其结构类似物结合Plkl(Polo-likekinasesl)PBD(PoloBoxDomain)从而抑制 Plkl与其天然配体结合的功能，所述的应用为：
[0021] (1)制备阻断Plkl与其配体结合的阻断剂的应用；
[0022] (2)制备阻滞细胞至G2/M期的细胞周期调节剂的应用；
[0023] (3)制备引发染色体整列损伤及纺锤体组装障碍的调节剂的应用；
[0024] (4)制备促进凋亡制剂的应用；
[0025] (5)制备抗肿瘤的药物的应用。
[0026] 所述的配体为人工或天然配体，优选为人工多肽WeelAP印tide、或天然配体 GST-Map205?。
[0027] 所述式1所示小分子化合物的结构类似物优选为式2所示化合物（1-羟 基-4-N- (2, 5-二甲基）-磺酰胺基-萘-2-羧甲基硫醚）。
[0028] 所述的制剂或药物包括，有效量的式1所示化合物或其结构类似物，以及必要的 制剂/药用辅料。
[0029]
[0030] 式I:化合物T521 (5-乙基砜基-2- (4-氟苯基）-4-苯磺酰噁唑）
[0031]
[0032] 式2 :1-羟基-4-N-(2, 5-二甲基）_磺酰胺基-萘-2-羧甲基硫醚
[0033] 本发明还涉及由式1所示化合物或其结构类似物制备的如下制剂或药物：
[0034] (1)阻断Plkl与其配体结合的阻断剂；
[0035] (2)阻滞细胞至G2/M期的细胞周期调节剂；
[0036] (3)引发染色体整列损伤及纺锤体组装障碍的调节剂；
[0037] (4)促进凋亡制剂；
[0038] (5)抗肿瘤药物。
[0039] 所述的配体为人工或天然配体，优选为人工多肽WeelAP印tide、或天然配体 GST-Map205?。
[0040] 所述式1所示小分子化合物的结构类似物优选为式2所示化合物（1-羟 基-4-N- (2, 5-二甲基）-磺酰胺基-萘-2-羧甲基硫醚）。
[0041] 所述的制剂或药物包括，有效量的式1所示化合物或其结构类似物，以及必要的 制剂/药用辅料。
[0042] 本发明还涉及一种以PlklPBD活性中心的关键氨基酸空间结构为靶标的Plkl抑 制剂的筛选方法，所述的PlklPBD活性中心的关键氨基酸空间结构为Plkl蛋白的His538、 Lys540、Arg557在具备生物学活性的Plkl蛋白三级结构的空间构象中形成的立体结构，所 述的筛选方法包括：
[0043] (1)使用分子对接预测靶标和化合物的相互结合；
[0044] (2)使用生化检测方法验证二者的相互结合。
[0045] 所述的生化检测方法包括但不限于，荧光偏振筛选、竞争性ELISA、等温滴定量热 法。
[0046] 本发明还涉及使用所述方法筛选获得的化合物，优选的，所述化合物为T521