组织蛋白酶K拟肽腈类抑制剂的合成、表征及抑制效应检测.pdfVIP

V01．30 高等学校化学学报 No．4 2009年4月 CHEMICALOFCHINESEUNIVERSITIES 716_719 JOURNAL 组织蛋白酶K拟肽腈类抑制剂的 合成、表征及抑制效应检测 李洪伟1，刘星辰1，杨金刚2，蒋坤2，房学迅2，吴玉清1 (1．吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室， 2．分子酶学工程教育部重点实验室，长春130012) 摘要针对组织蛋白酶K(Cat K)的活性位点的化学结构特征设计合成了一系列拟肽腈类抑制剂，并检测了 其抑制效果，得到了高效且具有较高选择性的抑制剂(其中抑制剂b和f对CatK的抑制常数K值分别为 15．9和19．1 nmol／L)．构效关系分析表明，P2与P，位连接部分以及P3基团的结构不同可使其抑制效果产 生100倍以上的差异． 关键词组织蛋白酶K；肽腈化合物；抑制剂；构效关系 中图分类号0629 文献标识码A 文章编号0251-0790(2009J04-0716-04 组织蛋白酶K(CatK)属于半胱氨酸蛋白酶，在人类破骨细胞中大量选择性表达，研究表明它是参 J． 与骨胶原降解的主要酶，在骨代谢过程中起到重要作用，已成为治疗骨关节疾病的重要分子靶标¨’2 由于CatK与CatB，L和s都具有很高的同源性，因此在设计合成其抑制剂时需充分考虑小分子对酶 抑制的选择性．目前，已发现某些拟肽腈类化合物在作为组织蛋白酶抑制剂时，不但具有良好的可逆 性、选择性和抑制活性，而且稳定性好，相对于醛类、环氧琥珀酰类、腙类、乙烯基砜类等化合物具有 更强的新药开发潜质，所以备受关注旧。J．拟肽腈类化合物抑制半胱氨酸蛋白酶活性的主要原因是其 结构中的腈基碳能够亲核进攻酶活性中心的硫负离子，与酶形成共价结合的、可逆的硫代亚胺型中间 产物旧1(见Scheme1)．基于上述机理以及组织蛋白酶的x射线晶体结构，人们设计合成了多种强特异 P’厂一HS-Cy8。Pro协撇P2s．Cys．Protease P2 u ( 。 i2 H i。Cy8。 P＼N～村＼夕言N；===jr＼、N／』、＼／N、一一≮NH H g Pil H凸；， Scheme1 Reversibleformationofthioimidatesfrom nitrilesand cysteine peptide proteases 性拟肽腈类抑制剂．由于P。，P2和P，基团在识别过程中分别对应于CatK的S。，S：和S，等3个疏水 空腔，所以它们与CatK中相应空腔的匹配程度将直接决定抑制剂对酶的抑制效果及选择性M’7I．当 K的 P：位为异丁基时(即肽链结构为亮氨酸残基)，抑制剂能与CatK的S：空腔匹配更好；而由于Cat S，空腔暴露在酶的外部，所以一般不需要用取代基替代P。位(肽链结构多用甘氨酸残基)．目前，人 们主要关注P。位的化学修饰，通过调整P，位取代基的基团大小、长度、酸碱性、氢键配一受体的个数 等来调控抑制剂小分子与酶的识别．基于此，本文设计合成了一系列在P3位具有不同取代基团的拟肽 腈类小分子化合物，并研究了P，位结构以及P：，P，位之间连接部位的化学结构对其抑制效应的影响． 1 实验部分 1．1试剂与仪器 收稿日期