山图我蔹记义在线 /www.pa 得新的具有更高选择性的非ATP竞争型抑制剂。与高通量筛选相比,虚拟筛选不存在样品的 限制,经过虚筛以后再进行生物学测试,“命中率”也远远高于随机的高通量筛选“0 因此,本工作首先建立了针对GSK-3B激酶晶体结构 PDB code:1UV5)特定靶点的虚拟 筛选模型。以其特有的非ATP结合的底物作用区作为作用位点,选取非ATP竞争型抑制剂 TDZD与此位点作用最密切的三个氨基酸Arg96,Lys205和Tyr216构建基于靶点的筛选模型; 采用 Autodock3.0.5程序对 Mobridge数据库中5万个分子分成15个结点分别进行对接, 每一化合物产生20个构象;根据结合自由能及簇分析结果,初步筛选出一定数量的命中化 合物。结果发现其中打分较高的前20个命中化合物中有4个具有相同的分子骨架结构,均 属于2,3-二氢苯并[b][,4硫氮杂草-4(⑤-酮类化合物(图1),其结构与现有GSK-3B抑 制剂有较大区别,可能是一类潜在的新型结构GSK-3B抑制剂。 R2 R scoring order 4-methylthiophen-3-yl thiophen- 3-methylthiophen-2-yl 2346 图1虚拟筛选命中的苯并硫氮杂草酮类化合物 Fig. l. Hits of dihydrobenzo thiazepineones by virtual screening 这4个命中化合物中,硫氮杂草环的2位氢均被噻吩杂环以其a位或β位取代。而且 打分居于第2、3、4位的分子中的硫氮杂草环的氮原子均有甲基取代(化合物1a,1b,1c)。 值得注意的是,如果该氮原子无取代基(1d,则其打分排名落到第16位。因此,该氮原子 是否有取代基可能对活性或选择性有较大影响。由于所有虚筛命中化合物的氮取代基均为甲 基,因此,其它取代基对活性或选择性的影响还有待进一步验证。但从对接模型上看,5位 氮原子周围有较大的疏水性空间,引入较大的疏水性基团,如苯环可能更有利于获得高活性。 基于以上考虑,除了需合成虚拟筛选得到的以上命中化合物进行实际的活性验证外,还 有必要设计和合成更多的N-取代衍生物,以考察不同的取代基对活性可能产生的影响。因 此,选择了甲基,支链短烃异丙基和具有一定体积和电性的苄基作为4位氮的取代基。同时, 基于电子等排原理,我们还设计了一系列以呋喃环替代噻吩环的类似物,以考察不同芳杂环 在母环2位取代的影响 目标化合物的合成如图2所示。呋喃甲醛或噻吩甲醛与丙二酸在碱催化下,发生克脑文 格尔反应生成烯酸;然后与邻氨基苯硫酚在高温下缩合脱水并进一步进行环加成反应,生 成2,3-二氢苯并[b][1,4硫氮杂草-4(51-酮:再在NaH作用下与相应卤代烃进行烷基 化反应即生成相应的目标化合物1。最终合成了8个氮取代的2,3-二氢苯并[b[1,4]硫氮杂 草-4(5-酮类衍生物2 得新的具有更高选择性的非 ATP 竞争型抑制剂。与高通量筛选相比，虚拟筛选不存在样品的 限制，经过虚筛以后再进行生物学测试，“命中率”也远远高于随机的高通量筛选 9, 10 。 因此，本工作首先建立了针对 GSK-3β激酶晶体结构(PDB code:1UV5)特定靶点的虚拟 筛选模型。以其特有的非 ATP 结合的底物作用区作为作用位点，选取非 ATP 竞争型抑制剂 TDZD 与此位点作用最密切的三个氨基酸 Arg96，Lys205 和 Tyr216 构建基于靶点的筛选模型； 采用 Autodock 3.0.5 程序对 Mybridge 数据库中 5 万个分子分成 15 个结点分别进行对接， 每一化合物产生 20 个构象；根据结合自由能及簇分析结果，初步筛选出一定数量的命中化 合物。结果发现其中打分较高的前 20 个命中化合物中有 4 个具有相同的分子骨架结构，均 属于 2,3-二氢苯并[b][1,4]硫氮杂 -4(5H)-酮类化合物（图 1），其结构与现有 GSK-3β抑 制剂有较大区别，可能是一类潜在的新型结构 GSK-3β抑制剂。 N S O 1 2 3 5 4 R1 R2 1a 1b 1c 1d R1 R2 scoring order CH3 4-methylthiophen-3-yl CH3 CH3 H thiophen-3-yl 3-methylthiophen-2-yl 2 3 4 thiophen-3-yl 16 1 图 1 虚拟筛选命中的苯并硫氮杂 酮类化合物 Fig.1.Hits of dihydrobenzo thiazepineones by virtual screening 这 4 个命中化合物中，硫氮杂 环的 2 位氢均被噻吩杂环以其α位或β位取代。而且 打分居于第 2、3、4 位的分子中的硫氮杂 环的氮原子均有甲基取代（化合物 1a，1b，1c）。 值得注意的是，如果该氮原子无取代基(1d)，则其打分排名落到第 16 位。因此，该氮原子 是否有取代基可能对活性或选择性有较大影响。由于所有虚筛命中化合物的氮取代基均为甲 基，因此，其它取代基对活性或选择性的影响还有待进一步验证。但从对接模型上看，5 位 氮原子周围有较大的疏水性空间，引入较大的疏水性基团，如苯环可能更有利于获得高活性。 基于以上考虑，除了需合成虚拟筛选得到的以上命中化合物进行实际的活性验证外，还 有必要设计和合成更多的 N－取代衍生物，以考察不同的取代基对活性可能产生的影响。因 此，选择了甲基，支链短烃异丙基和具有一定体积和电性的苄基作为 4 位氮的取代基。同时， 基于电子等排原理，我们还设计了一系列以呋喃环替代噻吩环的类似物，以考察不同芳杂环 在母环 2 位取代的影响。 目标化合物的合成如图 2 所示。呋喃甲醛或噻吩甲醛与丙二酸在碱催化下，发生克脑文 格尔反应生成烯酸 11；然后与邻氨基苯硫酚在高温下缩合脱水并进一步进行环加成反应，生 成 2,3-二氢苯并[b][1,4]硫氮杂 -4(5H)-酮 12 ；再在 NaH 作用下与相应卤代烃进行 N-烷基 化反应即生成相应的目标化合物 13 。最终合成了 8 个氮取代的 2,3-二氢苯并[b][1,4]硫氮杂 -4(5H)-酮类衍生物。 中国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn