
摘要:通过研究BGB-11417与靶蛋白结合的相互作用,创造性的在P2口袋引入并环,合成了6个结构新颖的BCL-2抑制剂,产物经1 H NMR和MS确证。以时间分辨荧光共振能量转移法(TR-FRET)测定目标化合物对BCL-2蛋白及BCL-2突变蛋白G101V和D103Y的体外抑制活性。活性结果表明化合物A、化合物B和化合物D对BCL-2及其突变蛋白G101V和D103Y有较好的抑制活性,可为合成活性更高的BCL-2抑制剂提供参考。
关键词:BCL-2抑制剂;合成;抗肿瘤活性
中图分类号:R914 文献标识码:A 文章编号:
Design,Synthesis and Activity Evaluation of Novel BCL-2 Inhibitors
Yang Liu 1,2,Wang Xinyue 2,Gao Anhui 2,3,Liu Xiaoling1*,Bai Haiyun3*
(1 Wuya College of Innovation,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110016,China;
2 Drug Research Institute of Yangtze Delta,Nantong 226133,China;
3 Biopolar Hongye (Nantong) Pharmaceutical Co.,Ltd.,Nantong 226133,China)
Abstract:To synthesize a series of novel BCL-2 inhibitors and to determine their anticancer activity.By studying the interaction between BGB-11417 and BCL-2 protein,we creatively introduce bicyclic structure into P2 pocket.Six novel BCL-2 inhibitors were synthesized and their structures were confirmed by 1H NMR spectra and MS.The inhibitory activity of the target compounds on BCL-2 and its mutant proteins G101V and D103Y in vitro was determined by time-resolved fluorescence resonance energy transfer method (TR-FRET).The results of biological evaluation indicated that compound A,compound B and compound D showed potent anticancer activities,which could provide a reference for synthesizing BCL-2 inhibitors with higher activity.
Key words:BCL-2 inhibitors;synthesis;anti-tumor activity
B细胞淋巴瘤因子2(B-cell lymphoma-2,BCL-2)家族蛋白在细胞凋亡的内源性途径中发挥着重要作用[1]。BCL-2家族蛋白根据功能可分为三类:抗凋亡蛋白、促凋亡蛋白和BH3-only蛋白,其中抗凋亡蛋白包括BCL-2、BCL-XL和MCL-1等。抗凋亡蛋白的异常表达现象发生在多种不同类型的恶性肿瘤中[2-4],并被证实与肿瘤的形成、进展和治疗耐药性等息息相关[5]。因此靶向抑制BCL-2可作为BCL-2高表达肿瘤的治疗策略之一。维奈托克(Venetoclax,VEN)是于2016年获得上市批准的BCL-2高选择性抑制剂[6],并在慢性淋巴细胞白血病(CLL)患者中具有单药活性,然而,VEN仍然面临着治疗耐药性的挑战,在用VEN治疗CLL临床进展中,发现一些治疗失败的患者中出现了药物选择性BCL-2突变(G101V以及D103Y等)[7,8]。研究表明BCL-2 G101V突变使VEN对BCL-2的亲和力降低了约180倍[9]。因此,BCL-2抑制剂具有巨大的开发潜力,目前不少药物已经进入了临床试验阶段。
APG-2575是亚盛医药研发的新型BCL-2选择性抑制剂[10],目前处于Ⅲ期临床研究阶段。APG-2575与VEN之间存在两个关键结构差异:在位点1,二甲基被环丁基环取代,在位点2,四氢-2H-吡喃基团被1,4-二氧杂环己烷取代,结构与活性关系研究证实,位点1和2的改造是可行的,使得APG-2575仍然对BCL-2具有有效的结合亲和力。BGB-11417是由百济神州研发的一种高选择性的BCL-2抑制剂[11],目前处于Ⅲ期临床研究阶段。与APG-2575相比,BGB-11417对进入核心部位P2口袋结构域的氯苯基部分做了更大的修改,研究表明P2口袋是增强化合物对BCL-2突变体G101V活性的关键部位[6]。经文献检索,暂未发现P2口袋结构域含并环片段的BCL-2抑制剂,本文创造性的在P2口袋部位引入并环片段,设计合成了2个全新的化合物(化合物A和化合物F),对其中活性较好的化合物A的并环部分的手性进行了分别合成得到化合物B~E。我们使用专利中相同的方法合成了化合物Y[12](BGB-11417的消旋体)作为阳性参照物。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试药
磁力搅拌器(德国IKA公司)、集热式恒温磁力搅拌器(巩义予华仪器有限公司)、超声波清洗器(宁波新芝生物科技股份有限公司)、旋转蒸发仪(上海亚荣仪器有限公司)、紫外可见分光光度计(安捷伦科技公司)、准微量天平(德国赛多利斯公司,精度0.01 mg)、核磁共振波谱仪(德国Bruker公司)、高分辨质谱仪(安捷伦科技公司)、超高液相色谱仪(沃特世公司)、快速制备色谱仪(拜泰齐贸易(上海)有限公司)。薄层析硅胶板(青岛海浪硅胶干燥剂有限公司),柱色谱采用100~200目硅胶(青岛海洋化工厂生产);VEN(纯度>99.00%,上海与昂化工有限公司);BCL-2蛋白(北京义翘神州科技股份有限公司);BCL-2 G101V和BCL-2 D103Y蛋白(通过大肠杆菌系统表达纯化获得)(百极弘烨(南通)医药科技有限公司);蛋白相互作用检测试剂盒(Cisbio公司)。
所用化学试剂均为市售化学纯或分析纯产品,除特别说明外,不经处理直接使用。
1.2 合成路线及方法
目标化合物的合成路线见图2。
1.2.1 中间体a-e的合成[13]
在干燥的100 mL单口瓶中依次加入2-苯基乙醇(1.0 g,8.20 mmol)、(S)-叔丁基2-甲酰基吡咯烷-1-羧酸酯(1.6 g,8.20 mmol)和8 mL二氯甲烷,冰浴下降温至0 ℃,缓慢加入2 mL三氟甲烷磺酸,室温搅拌1 h。反应结束后,用50 mL冰水淬灭反应,V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=10∶1(50 mL×2)萃取,有机层经无水硫酸钠干燥,浓缩后得到1.6 g棕色油状物a。中间体a经快速制备色谱仪(流动相:乙腈和0.1%三氟乙酸)分离得到650 mg透明粘性液体b,收率为40.6%和420 mg透明粘性液体c,收率为26.3%。
中间体d和e使用(R)-叔丁基2-甲酰基吡咯烷-1-羧酸酯作原料以相同的方式得到。
(S)-2-((S)异苯并二氢吡喃-1-基)吡咯烷(b):1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 7.32~7.19(m,4H),4.95(d,J=4.2 Hz,1H),4.21~4.17(m,1H),4.02(d,J=7.1 Hz,1H),3.77(ddd,J=10.4,9.9,3.3 Hz,1H),3.15~3.01(m,3H),2.70(dt,J=6.8,3.1 Hz,1H),2.13~1.97(m,3H),1.93~1.80(m,1H)。ESI MS(m/z):204.40[M+H]+。
(S)-2-((R)异苯并二氢吡喃-1-基)吡咯烷(c):1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 7.28~7.17(m,4H),5.15(s,1H),4.34~4.30(m,1H),4.24~4.18(m,1H),3.74(td,J=11.6,3.0 Hz,1H),3.22(ddd,J=10.0,7.4,5.1 Hz,1H),3.19~3.12(m,1H),3.01(ddd,J=17.1,11.9,6.0 Hz,1H),2.66(dd,J=15.3,1.2 Hz,1H),1.95~1.73(m,2H),1.66~1.52(m,2H)。ESI MS(m/z):204.40[M+H]+。
(R)-2-((R)异苯并二氢吡喃-1-基)吡咯烷(d):1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 7.34~7.19(m,4H),4.95(d,J=4.2 Hz,1H),4.23~4.09(m,2H),3.76(td,J=10.7,3.7 Hz,1H),3.20~3.01(m,3H),2.69(dt,J=16.3,3.1 Hz,1H),2.16~1.84(m,4H)。ESI MS(m/z):204.11[M+H]+。
(R)-2-((S)异苯并二氢吡喃-1-基)吡咯烷(e):1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 7.26~7.19(m,4H),5.15(s,1H),4.30(dd,J=8.0,5.7 Hz,1H),4.22(dd,J=11.2,5.1 Hz,1H),3.74(td,J=11.6,3.0 Hz,1H),3.25~3.14(m,2H),3.06~2.95(m,1H),2.66(d,J=16.5 Hz,1H),1.92~1.75(m,2H),1.64~1.54(m,2H)。ESI MS(m/z):204.20[M+H]+。
1.2.2 中间体(2S)-2-(1,3-二氢异苯并呋喃-1-基)吡咯烷(f)的合成[13]
1)100 mL单口瓶中依次加入2-溴苄醇(1.0 g,5.35 mmol)、1H-咪唑(728 mg,10.70 mmol)、叔丁基二甲基氯硅烷(1.6 g,10.70 mmol)和10 mL二氯甲烷,室温搅拌2 h。用50 mL水在0 ℃下淬灭反应,60 mL二氯甲烷萃取,有机层用饱和氯化钠溶液洗涤,无水硫酸钠干燥,浓缩后经硅胶柱色谱纯化(流动相:石油醚)得到1.5 g无色油状物2,收率为93.8%。
2)向干燥的100 mL三颈瓶中加入中间体2(1.5 g,4.98 mmol)和30 mL无水四氢呋喃,氮气保护下冷却至-78 ℃,逐滴加入2.4 mol/L的正丁基锂正己烷溶液(8.3 mL,19.92 mmol),滴加完毕,保持-78 ℃反应30 min。然后逐滴加入在无水四氢呋喃(5 mL)中的(S)-叔丁基2-甲酰基吡咯烷-1-羧酸酯(1.5 g,7.47 mmol),反应混合物在-78 ℃下继续搅拌1 h。反应结束后,用50 mL饱和氯化铵溶液淬灭反应,40 mL乙酸乙酯萃取,分离有机相,用饱和氯化钠溶液洗涤,无水硫酸钠干燥,浓缩后经硅胶柱层析纯化(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=15∶1)得到560 mg无色油状液体3,收率为26.7%。ESI MS(m/z):422.04[M+H]+。
3)向100 mL单口瓶中依次加入中间体3(560 mg,1.33 mmol)、1.0 mol/L四丁基氟化铵四氢呋喃溶液(1 mL)和10 mL四氢呋喃,室温反应2 h。TLC监测反应完全,加入50 mL乙酸乙酯稀释反应液,用水洗涤(50 mL×2),有机层用无水硫酸钠干燥,浓缩后经硅胶柱层析纯化(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=5∶1)得到385 mg无色油状液体4,收率为94.4%。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 7.55~7.48(m,1H),7.45~7.40(m,1H),7.26~7.21(m,2H),5.26(d,J=32.9 Hz,1H),5.13~5.05(m,1H),4.73~4.59(m,1H),4.12~3.98(m,1H),3.83~3.71(m,1H),3.47~3.36(m,1H),1.93(d,J=12.6 Hz,2H),1.79(d,J=31.4 Hz,1H),1.68~1.56(m,1H),1.43(d,J=9.3 Hz,9H)。ESI MS(m/z):208.1[M-Boc+H]+。
4)冰水浴下向50 mL单口瓶中依次加入中间体4(385 mg,1.25 mmol)、甲磺酰氯(98 mg,1.25 mmol)、三乙胺(380 mg,3.76 mmol)和5 mL乙酸乙酯,室温搅拌30 min后减压蒸除溶剂,得到粗产物。粗产物溶于5 mL四氢呋喃中,加入叔丁醇钾(281 mg,2.51 mmol),室温搅拌1 h。反应结束后,加入50 mL乙酸乙酯稀释反应液,用水(40 mL×3)洗涤,有机层用无水硫酸钠干燥,浓缩后经硅胶柱层析纯化(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=20∶1)得到175 mg无色油状物5,收率为48.5%。ESI MS(m/z):190.12[M-Boc+H]+。
5)向50 mL单口瓶中依次加入中间体5(175 mg,0.61 mmol)、3.0 mol/L盐酸的乙酸乙酯溶液(2 mL)和4 mL乙酸乙酯,室温搅拌1 h。TLC监测,待完全反应之后,减压蒸除溶剂,得到115 mg无色油状物f,收率为100%。ESI MS(m/z):190.01[M+H]+。
1.2.3 中间体7a-7f的合成
向50 mL单口瓶中依次加入中间体a-f(3.20 mmol)、2-氧代-7-氮杂螺[3.5]壬烷-7-甲酸叔丁酯(4.8 mmol)、醋酸(3.20 mmol)和10 mL二氯乙烷,45 ℃反应1 h,反应液冷却至室温,分批加入醋酸硼氢化钠(6.40 mmol),室温搅拌3 h。TLC监测反应完毕,加入50 mL水和40 mL乙酸乙酯萃取,有机层用无水硫酸钠干燥,浓缩后经硅胶柱层析纯化(V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=30∶1)得到淡黄色粘性液体6a-6f,收率为65.0%~85.5%。将中间体6a-6f溶于4 mL乙酸乙酯中,加入3.0 mol/L盐酸的乙酸乙酯溶液(2 mL),室温搅拌1 h。TLC监测,待完全反应之后,减压蒸除溶剂,得到无色油状物7a-7f。
1.2.4 中间体8a-8f的合成
按文献[14]方法制得中间体11,收率为69.1%。向50 mL单口瓶中依次加入中间体7a(650 mg,1.99 mmol)、中间体11(795 mg,1.67 mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(304 mg,0.33 mmol)、2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯(X-phos)(315 mg,0.66 mmol)、碳酸铯(1.6 g,4.91 mmol)和10 mL二氧六环,氮气保护,80 ℃反应3 h。反应结束后,将反应液冷却至室温,用硅藻土过滤,滤渣用20 mL乙酸乙酯洗涤,滤液加入50 mL水和30 mL乙酸乙酯萃取,有机层用无水硫酸钠干燥,浓缩后经硅胶柱层析纯化(V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=30∶1)得到330 mg棕色粘性液体8a,收率为27.5%。
中间体8b或8d使用7b或7d作原料以相同的方式得到;中间体8c或8e使用7c或7e作原料,并用叔丁醇钠代替碳酸铯以相同的方式得到;中间体8f使用7f作原料,并用S-(-)-1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦(BINAP)代替X-phos以相同的方式得到。
1.2.5 化合物A~F的合成
1)向50 mL单口瓶中依次加入中间体8a-8f(0.46 mmol)、氢氧化钠(4.6 mmol)、无水甲醇(4 mL)和水(2 mL),60 , ℃反应16 h。反应结束后,将反应液用1 mol/L盐酸调节至pH=5,40 mL二氯甲烷萃取,有机层用无水硫酸钠干燥,浓缩后得到褐色粘性固体9a-9f。
2)按文献[14]方法制得中间体12,收率为27.8%。向50 mL单口瓶中依次加入中间体9a-9f(0.21 mmol)、中间体12(0.23 mmol)、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)(0.32 mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)(0.32 mmol)、三乙胺(0.42 mmol)和10 mL二氯甲烷,35 ℃反应3 h。TLC监测,待完全反应之后,减压蒸除溶剂,经薄层析硅胶板纯化(展开剂:V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=20∶1)得到黄色固体10a-10f,收率为25.5%~55.0%。
3)向50 mL单口瓶中依次加入中间体10a-10f(0.11 mmol)、1.0 mol/L四丁基氟化铵四氢呋喃溶液(1 mL)和10 mL无水四氢呋喃,80 ℃反应3 h。TLC监测反应完全后,将反应液冷却至室温,加入50 mL水和50 mL乙酸乙酯萃取,有机层经无水硫酸钠干燥,浓缩后经薄层析硅胶板纯化(展开剂:V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=10∶1)得到黄色固体A~F,收率为25.5%~70.0%。
化合物A~F及阳性参照物Y的谱图数据如下:
A:黄色固体,收率45.5%,HPLC纯度93.19%。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 11.70(s,1H),11.44(s,1H),8.62~8.55(m,2H),8.06(dd,J=6.4,2.6 Hz,1H),7.80(d,J=9.4 Hz,1H),7.53(ddd,J=14.5,9.8,5.8 Hz,3H),7.28(s,1H),7.22(dd,J=8.1,4.5 Hz,3H),7.09(d,J=9.3 Hz,1H),6.77~6.69(m,1H),6.42~6.38(m,1H),6.21(d,J=19.4 Hz,1H),5.12(s,1H),4.94(s,1H),4.23(s,2H),4.11(s,1H),3.99(s,1H),3.77~3.70(m,1H),3.53(d,J=8.2 Hz,1H),3.06(d,J=26.5 Hz,6H),2.66(d,J=11.9 Hz,1H),2.30~2.06(m,4H),1.92(s,J, =8.1 Hz,2H),1.68(d,J=12.7 Hz,4H),1.59~1.52(m,10H),1.14(s,2H),1.10(s,3H)。ESI MS(m/z):理论值:C49H58N7O8S+[M+H]+904.40,实测值:904.70。
B:黄色固体,收率64.5%,HPLC纯度95.18%。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 11.72(s,1H),11.46(s,1H),8.58(t,J=4.5 Hz,2H),8.06(d,J=2.6 Hz,1H),7.80(dd,J=9.3,2.2 Hz,1H),7.55~7.49(m,3H),7.29(d,J=3.3 Hz,1H),7.22(dd,J=12.2,3.6 Hz,3H),7.10(d,J=9.5 Hz,1H),6.71(dd,J=9.0,2.1 Hz,1H),6.40(dd,J=3.3,1.9 Hz,1H),6.19(d,J=1.9 Hz,1H),4.95(d,J=2.9 Hz,1H),4.23~4.20(m,1H),4.00(s,1H),3.53(s,1H),3.40~3.37(m,1H),3.05(dd,J=32.5,15.7 Hz,7H),2.70(s,1H),2.68~2.63(m,1H),2.27~2.10(m,3H),1.93(d,J=8.7 Hz,2H),1.69(d,J=12.8 Hz,3H),1.57(t,J=15.5 Hz,9H),1.45~1.35(m,4H),1.15(s,2H),1.11(s,3H)。ESI MS(m/z):理论值:C49H58N7O8S+[M+H]+904.40,实测值:904.60。
C:黄色固体,收率44.2%,HPLC纯度96.93%。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 11.71(s,1H),11.45(s,1H),8.60~8.55(m,2H),8.06(t,J=3.2 Hz,1H),7.81(dd,J=9.2,2.2 Hz,1H),7.56(d,J=2.5 Hz,1H),7.52(dd,J=6.1,3.0 Hz,2H),7.25~7.23(m,1H),7.22~7.20(m,2H),7.19(s,1H),7.10(d,J=9.4 Hz,1H),6.78~6.74(m,1H),6.40(dd,J=3.3,1.9 Hz,1H),6.24(d,J=2.0 Hz,1H),5.12(s,1H),4.25~4.21(m,1H),4.10(d,J=8.5 Hz,1H),3.99~3.93(m,1H),3.77~3.72(m,1H),3.10(s,2H),2.99(dd,J=21.6,10.8 Hz,3H),2.66(d,J=14.7 Hz,1H),2.41(s,1H),2.23~2.03(m,4H),1.85(dtd,J=19.2,13.3,5.8 Hz,3H),1.72~1.60(m,6H),1.55(d,J=15.4 Hz,10H),1.20~1.12(m,2H),1.10(s,3H)。ESI MS(m/z):理论值:C49H58N7O8S+[M+H]+904.40,实测值:904.60。
D:黄色固体,收率68.6%,HPLC纯度98.35%。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 11.70(s,1H),11.44(s,1H),8.58(dd,J=8.0,4.1 Hz,2H),8.05(d,J=2.6 Hz,1H),7.80(dd,J=9.3,2.2 Hz,1H),7.56~7.47(m,3H),7.32~7.27(m,1H),7.23(t,J=3.7 Hz,2H),7.20(d,J=3.7 Hz,1H),7.09(d,J=9.4 Hz,1H),6.70(dd,J=9.0,2.1 Hz,1H),6.40(dd,J=3.4,1.9 Hz,1H),6.19(d,J=2.0 Hz,1H),4.94(d,J=2.9 Hz,1H),4.24~4.18(m,1H),3.99(s,1H),3.73(dd,J=11.1,7.9 Hz,1H),3.53(d,J=8.2 Hz,1H),3.12~2.94(m,7H),2.70~2.65(m,1H),2.29~2.08(m,3H),1.92(d,J=8.5 Hz,2H),1.69(d,J=12.5 Hz,3H),1.56(dd,J=19.2,12.1 Hz,10H),1.47~1.36(m,4H),1.15(d,J=7.8 Hz,2H),1.10(s,3H)。ESI MS(m/z):理论值:C49H58N7O8S+[M+H]+904.40,实测值:904.60。
E:黄色固体,收率54.3%,HPLC纯度95.31%。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 11.70(s,1H),11.44(s,1H),8.58(dd,J=8.0,4.1 Hz,2H),8.05(d,J=2.6 Hz,1H),7.80(dd,J=9.3,2.2 Hz,1H),7.56~7.47(m,3H),7.32~7.27(m,1H),7.23(t,J=3.7 Hz,2H),7.20(d,J=3.7 Hz,1H),7.09(d,J=9.4 Hz,1H),6.70(dd,J=9.0,2.1 Hz,1H),6.40(dd,J=3.4,1.9 Hz,1H),6.19(d,J=2.0 Hz,1H),4.94(d,J=2.9 Hz,1H),4.24~4.18(m,1H),3.99(s,1H),3.73(dd,J=11.1,7.9 Hz,1H),3.53(d,J=8.2 Hz,1H),3.05(dd,J=32.3,15.7 Hz,7H),2.70~2.64(m,1H),2.19(ddd,J=49.6,13.5,6.8 Hz,3H),1.92(d,J=8.5 Hz,2H),1.74~1.51(m,13H),1.46~1.35(m,4H),1.15(d,J=7.8 Hz,2H),1.10(s,3H)。ESI MS(m/z):理论值:C49H58N7O8S+[M+H]+904.40,实测值:904.60。
F:黄色固体,收率37.5%,HPLC纯度93.70%。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 11.71(s,1H),11.45(s,1H),8.58(dd,J=7.1,4.1 Hz,2H),8.07(t,J=2.4 Hz,1H),7.83~7.79(m,1H),7.56(t,J=2.8 Hz,1H),7.54~7.50(m,2H),7.40~7.32(m,4H),7.10(d,J=9.3 Hz,1H),6.76(d,J=6.6 Hz,1H),6.42~6.38(m,1H),6.25~6.21(m,1H),5.59(s,1H),5.28~5.20(m,1H),5.18~5.02(m,2H),3.96~3.91(m,1H),3.78(d,J=8.4 Hz,1H),3.52(s,1H),3.10(s,3H),2.39(s,1H),2.10(dd,J=20.8,11.9 Hz,4H),1.96(dd,J=30.1,11.0 Hz,3H),1.82(s,1H),1.69(d,J=12.5 Hz,3H),1.56(d,J=7.2 Hz,8H),1.48(s,3H),1.14(s,2H),1.10(s,3H)。MS(ESI)m/z:890.40 [M+H]+。ESI MS(m/z):理论值:C48H56N7O8S+[M+H]+890.38,实测值:890.40。
Y:黄色粉末固体,收率60.0%,HPLC纯度97.76%。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):δ 11.71(s,1H),11.45(s,1H),8.63~8.53(m,2H),8.04(d,J=2.5 Hz,1H),7.81~7.76(m,1H),7.61(d,J=7.6 Hz,1H),7.54~7.45(m,3H),7.37(d,J=3.9 Hz,1H),7.24(s,1H),7.11(s, 1H),6.98(s,1H),6.68(d,J=9.2 Hz,1H),6.38(d,J=1.8 Hz,1H),6.17(s,1H),5.32(t,J=4.8 Hz,1H),4.78(d,J=8.3 Hz,1H),4.23(d,J=6.5 Hz,1H),4.13(d,J=5.6 Hz,1H),3.70~3.64(m,2H),3.31~3.26(m,2H),3.06(s,1H),2.95(s,1H),2.33(s,1H),2.11(s,3H),2.03~1.94(m,5H),1.75(s,1H),1.65(d,J=6.6 Hz,3H),1.54(d,J=12.8 Hz,2H),1.44(d,J=6.9 Hz,4H),1.34(d,J=6.1 Hz,4H),1.23(s,9H)。ESI MS(m/z):理论值:C49H60N7O7S+[M+H]+890.42,实测值:890.60。
1.3 体外生物活性评价
本文采用时间分辨荧光共振能量转移测定化合物体外抑制活性。使用测试方法为:首先将化合物样品用DMSO稀释至终浓度的50倍,随后配制反应缓冲液(20 mmol/L HEPES,150 mmol/L NaCl,1 mmol/L DTT,0.01% Tween-20),用反应缓冲液稀释至测试终浓度的5倍(5X母液),依次将2 μL 5X母液和4 μL His-tagged标记的BCL-2、BCL-2 G101V或BCL-2 D103Y蛋白(终浓度0.2 nmol/L),添加到测定孔中,每个浓度设2个复孔,并设置DMSO对照孔作为阴性对照,设置不含蛋白对照孔为空白对照。将培养板在25 ℃下孵育30 min后,加入4 μL Bio-Bim底物(终浓度0.2 nmol/L),室温反应1 h。
反应结束再添加10 μL检测抗体(含0.4 nmol/L anti-His抗体和0.4 nmol/L streptavidin-XL665),在25 ℃下孵育18 h。用Envision微孔板读数器读取培养板在620 nm和665 nm处的荧光信号强度值(RFU),计算每个孔的比率(Ratio):
Ratio=RFU665 nm/RFU620 nm
随后根据各化合物浓度下的Ratio计算对应浓度的化合物对BCL-2蛋白、BCL-2 G101V或BCL-2 D103Y蛋白与BH3-only蛋白相互作用的抑制活性(Activity%)。
计算不同浓度化合物处理下得到的活性剂量依赖关系,根据[Inhibition] vs normalized response-variable slope模型拟合出化合物对BCL-2及其突变型的IC50值。计算所用软件为Graphpad Prism 8.0。
2 结果与讨论
目标化合物对BCL-2及其突变蛋白G101V和D103Y的体外抑制活性见表1。
表1 目标化合物的体外抗肿瘤活性
Tab.1 Antitumor activities of the target compounds in vitro
化合物 | IC50/(nmol/L) | ||
BCL-2 | BCL-2 G101V | BCL-2 D103Y | |
A | 5.10 | 49.67 | 258.50 |
B | 4.13 | 82.63 | 113.59 |
C | 25.19 | 1228.00 | 2909.50 |
D | 1.21 | 69.54 | 354.70 |
E | 25.07 | 1088.50 | 4470.00 |
F | 9.32 | 3353.50 | 156.00 |
0.35 | 16.06 | 61.59 | |
VEN | 2.80 | 267.35 | 593.25 |
对BCL-2及其突变蛋白G101V和D103Y的体外抑制活性结果显示:化合物A~F对BCL-2及其突变蛋白显示出不同程度的抑制活性,其中化合物D对BCL-2的抑制活性较强(IC50值为1.21 nmol/L),化合物A对BCL-2 G101V的抑制活性较好(IC50值为49.67 nmol/L),化合物B对BCL-2 D103Y的抑制活性较好(IC50值为113.59 nmol/L)。
3 结论
本文创造性的在P2口袋部位引入并环片段,设计合成了6个化合物。初步的体外活性数据表明,化合物A、化合物B和化合物D对BCL-2突变体G101V和D103Y的抑制活性都优于阳性对照药VEN(唯一上市的BCL-2抑制剂),化合物D对BCL-2的抑制活性优于对照药VEN,因此值得进一步开展结构优化研究。为进一步提升目标化合物对靶标的亲和性,可考虑在化合物D结构中异色满片段上的苯环引入取代基,增强化合物在P2口袋的疏水相互作用,进而增强化合物的活性。因此,本课题组后期还需要对改构化合物进行更深入的研究,期望可以得到比BGB-11417更优的新型BCL-2抑制剂。
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