山国凌论又在线 http://www.paper.edu.cn 新型苯并硫氮杂草酮类非ATP竞争GSK-3β抑制剂的 设计、合成和活性评价 黄朝辉",胡海荣3,雷贾毅',楚勇",叶德泳 1:复旦大学药学院药化教研室,上海(200032) 复旦大学生命科学学院,上海(200433) ail:cy110@fudan.edu.cn;dyye(@shmueducn 摘要:本研究针对GSK-3β的非ATP结合的底物作用位点为作用靶点,采用 Autodock 程序对类药性小分子库 Maybridge进行虛拟筛选寻找新型GSK-3β抑制剂。虛筛结果表明 2,3-二氢苯并[b][1,4硫氮杂草-4(5-酮类化合物可能是潜在的非ATP竞争抑制剂。采用 克脑文格尔反应,环合及烷基化反应制备了8个该类化合物衍生物。体外酶抑制活性测 试结果显示,化合物2-(2-呋喃基)-5-苄基-2,3-二氢苯并[b]I,4]硫氮杂草-4(5-酮(4c) 对GSK-3β具有中等抑制活性(ICs47.69±2.38μM。活性化合物(4c)的结构与目前报道 的其它GSK-3β抑制剂不同,可望作为多种疾病治疗的新的先导化合物,值得进一步研究 关健词:糖原合成酶激酶3β(GSK-3β),虛拟筛选,酶抑制剂,合成 1.引言 糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,能磷酸化糖原合成酶 使其失活2。研究表明,GSK-3B参与了多种信号通路的调控,与I型糖尿病3、阿尔茨海 默病、肿瘤°等多种疾病的发生发展有密切联系。当前,基于GSK-3激酶信号通路开发GSK-3 β的小分子抑制剂用于治疗复杂性疾病,如癌症、糖尿病和早老年性痴呆症等已成为一个新 的研究热点。 GK-3β有两个重要的活性结合位点。其一为ATP结合位点。由于该位点在所有蛋白激 酶中高度保守,从而导致此类抑制剂大都选择性较差,可能的副作用较多,极大地限制了其 最终成药的可能性。目前已有的GSK-3β抑制剂绝大多数均为ATP竞争型,只有少数几个显 示出了较好的选择性。其二为GSK-3β特有且高度保守的非ATP结合的底物作用位点。该位 点是由Ag96,Arg180,Lys205和Tyr216组成的正电性口袋,作用于该结合位点的抑制剂 有望实现高选择性6。2002年报道的噻二唑酮类化合物(TDZD)是首个作用于此底物结合 区的非ATP竞争抑制剂,的确显示出了较高的选择性8 提高选择性是GSK-3β抑制剂研究的关键所在,因而非ATP竞争型抑制剂的发现具有更 实际的意义。然而遗憾的是,传统的高通量筛选方法对于寻找此类抑制剂并不十分有效。相 较而言,针对GSK-3β的非ATP结合区的三维晶体结构进行虚拟筛选和药物设计却有可能获 本课题得到教育部高等学校博士学科点专项科研基金新教师基金资助(No.20070246089) #二者对本文的贡献相同,为并列第一作者:*通讯作者＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 本课题得到教育部高等学校博士学科点专项科研基金新教师基金资助(No. 20070246089)。 # 二者对本文的贡献相同，为并列第一作者； * 通讯作者 1 新型苯并硫氮杂 酮类非 ATP 竞争 GSK-3β抑制剂的 设计、合成和活性评价 黄朝辉 1#， 胡海荣 2#， 雷贾毅 1 ， 楚勇 1*， 叶德泳 1* 1：复旦大学药学院药化教研室，上海(200032) 2：复旦大学生命科学学院，上海(200433) E-mail: cy110@fudan.edu.cn; dyye@shmu.edu.cn 摘要：本研究针对 GSK-3β的非 ATP 结合的底物作用位点为作用靶点，采用 Autodock 程序对类药性小分子库 Maybridge 进行虚拟筛选寻找新型 GSK-3β抑制剂。虚筛结果表明 2,3-二氢苯并[b][1,4]硫氮杂 -4(5H)-酮类化合物可能是潜在的非 ATP 竞争抑制剂。采用 克脑文格尔反应，环合及 N-烷基化反应制备了 8 个该类化合物衍生物。体外酶抑制活性测 试结果显示，化合物 2-(2-呋喃基)-5-苄基-2,3-二氢苯并[b][1,4]硫氮杂 -4(5H)-酮（4c） 对 GSK-3β具有中等抑制活性 (IC50 47.69±2.38µM)。活性化合物（4c）的结构与目前报道 的其它 GSK-3β抑制剂不同，可望作为多种疾病治疗的新的先导化合物，值得进一步研究。 关键词：糖原合成酶激酶 3β(GSK-3β)，虚拟筛选，酶抑制剂，合成 1. 引言 糖原合成酶激酶－3β(GSK-3β)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，能磷酸化糖原合成酶 使其失活 1, 2。研究表明，GSK-3β参与了多种信号通路的调控，与 II 型糖尿病 3 、阿尔茨海 默病 4 、肿瘤 5 等多种疾病的发生发展有密切联系。当前，基于 GSK-3 激酶信号通路开发 GSK-3 β的小分子抑制剂用于治疗复杂性疾病，如癌症、糖尿病和早老年性痴呆症等已成为一个新 的研究热点。 GSK-3β有两个重要的活性结合位点。其一为 ATP 结合位点。由于该位点在所有蛋白激 酶中高度保守，从而导致此类抑制剂大都选择性较差，可能的副作用较多，极大地限制了其 最终成药的可能性。目前已有的 GSK-3β抑制剂绝大多数均为 ATP 竞争型，只有少数几个显 示出了较好的选择性。其二为 GSK-3β特有且高度保守的非 ATP 结合的底物作用位点。该位 点是由 Arg96，Arg180，Lys205 和 Tyr216 组成的正电性口袋，作用于该结合位点的抑制剂 有望实现高选择性 6, 7。2002 年报道的噻二唑酮类化合物（TDZD）是首个作用于此底物结合 区的非 ATP 竞争抑制剂，的确显示出了较高的选择性 8 。 提高选择性是 GSK-3β抑制剂研究的关键所在，因而非 ATP 竞争型抑制剂的发现具有更 实际的意义。然而遗憾的是，传统的高通量筛选方法对于寻找此类抑制剂并不十分有效。相 较而言，针对 GSK-3β的非 ATP 结合区的三维晶体结构进行虚拟筛选和药物设计却有可能获 中国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn