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喹啉类化合物二肽基肽酶-4(DPP-4)的抑制作用
发布时间:2021-07-06     作者:wyf   分享到:

喹啉类化合物二肽基肽酶-4(DPP-4)的抑制作用

摘要:本文以联苯化合物A7 为先导化合物设计并合成了10 个未见文献报道的2-(2,4- 二氯苯基) -3- 氨甲基-4- 取代-6- 取代喹啉衍生物(B1 - B10),并测定其对DPP-4 的抑制率和IC50 值。目标化合物通过引入的氮原子和芳香环可增强与酶Arg 125 Tyr 547 残基的作用。

具有DPP-4 抑制活性的新型氨甲基联苯衍生物[4],其中,代表化合物A7( 2) 表现出较好的活性和一定的选择性:对DPP-4DPP-7 DPP-8 的抑制活性( IC50) 分别为0.0822.750 0.560 μmol/L。化合物A7 DPP-4 酶的结合模式显示( 3,绿色)2,4- 二氯苯基与母环成垂直构象占据S1 口袋,与其中的酪氨酸(Tyr)、色氨酸(Trp) 和缬氨酸(Val)的氨基酸残基发生疏水作用;氨基可与谷氨酸(Glu)205/206 Tyr 662 形成盐桥或氢键作用;三唑环伸向S2 口袋与苯丙氨酸(Phe)357 发生π-π 叠加作用。

根据DPP-4 酶腔体特点,S1 S2 口袋之间有一个体积较大的空腔,可容纳多环母核结构( 3)。为进一步增强DPP-4 的抑制活性,本文对化合物A7 进行如下结构改造:①保留2,4- 二氯苯基和氨甲基;②在苯环上引入N 原子以增强其与精氨酸(Arg)125 的作用,同时骈合一个苯环形成喹啉环,增强其与Tyr 547 的π-π 叠加作用;③母环上引入给电子基团( 甲氧基或甲基),电子云密度增加有利于π-π 叠加作用;④ S2 口袋结合基团为芳香环,并通过杂原子与喹啉母环相连。

化合物A7 以及本研究设计的喹啉衍生物和DPP-4 酶结合模式显示A7 母环与喹啉母环几乎平行,2,4- 二氯苯基、氨基与酶的结合模式基本一致,并且喹啉环较化合物A7 拥有更多位置可进行结构修饰,易于引入与DPP-4 酶其他氨基酸残基结合的官能团。

根据上述设计思想,本研究设计合成10 个未见报道的B 类喹啉衍生物(B1 B10),这些新化合物的结构特征如下:①喹啉2- 位为2,4- 二氯苯基;② 3- 位为氨甲基;③ 4- 位为S2 口袋结合基团——芳香环或芳杂环,并通过杂原子(NO S 原子)与喹啉母环相连;④ 6- 位为给电基团甲氧基或甲基。B 类化合物结构通式如图4 所示。为验证所设计化合物的合理性,合成B11 B13 3 个已知喹啉化合物[5],与化合物B1 B10 进行比较。

B 类化合物是一种多取代喹啉化合物,其合成的关键是喹啉3- 位氨甲基和4- R2 基团的引入。本研究以2,4- 二氯苯甲酰氯(12) 为起始原料,设计以下合成路线( 5)。化合物12 与丙二酸二乙酯发生缩合反应得2-(2,4- 二氯苯甲酰基) 丙二酸二乙酯(13) [67],经三氯氧磷氯化得2-[ (2,4-二氯苯基) 亚甲基] 丙二酸二乙酯(14),与苯胺化合物经取代反应得中间体15a 15b[8]。然后经高温环合制得2-(2,4- 二氯苯基)-4- 羟基-6- 取代喹啉-3- 羧酸乙酯(16a 16b),再经氯代亚砜氯代得关键中间体2-(2,4- 二氯苯基) -4- -6- 取代喹啉-3- 羧酸乙酯(17a 17b),然后与亲核试剂(1,2,4- 三唑、苯硫酚、4- 氟苯硫酚、3- 甲氧基苯硫酚或苯酚) 发生亲核取代反应得2-(2,4- 二氯苯基) -4- 取代-6- 取代喹啉-3- 羧酸乙酯(18a 18j),再经酯基还原得2-(2,4- 二氯苯基) -3- 羟甲基-4- 取代-6- 取代喹啉(19a 19j)19a 19j

可与邻苯二甲酰亚胺发生Mitsunobu 反应得2-(2,4-二氯苯基) -3- 邻苯二甲酰亚胺甲基-4- 取代-6- 取代喹啉(20a 20j) ;也可先与三溴化磷发生溴代

反应,再与邻苯二甲酰亚胺发生Gabriel 反应得缩合产物20a 20j[910]20a 20j 经氨解制得目标化合物2-(2,4- 二氯苯基) -3- 氨甲基-4- 取代-6- 取代喹啉(B1 B10)B11 B13 的合成方法与B1 B10 相似。

本研究对目标化合物的体外DPP-4 抑制活性和选择性进行了初步研究。DPP-4 酶活测定是利用甘氨酰脯氨酸对硝基苯胺(Gly-Pro-p-nitroanilide) 为底物的发色法,以此评价化合物的活性[1112]

本研究采用DPP-4 Drug Discovery Kit 试剂盒(Enzo Life Sciences 公司) 对化合物B1 B13 进行体外活性筛选。将B1 B13 DMSO 溶解,配制

成浓度为10 μg/ml 的待测液。B1 B10(10 μg/ml)初筛抑制率测定结果均大于50 %, 而化合物B11 B13(10 μg/ml) 的抑制率均小于50%,进一步证明目标化合物与酶结合模式的正确性。

再测定初筛抑制率测定结果大于50%的化合物(B1 B10) IC50 值。其中阴性对照、阳性对照西格列汀和被测样品均含DPP-4 (17.3 U/L)15 μl,阳性对照、阳性空白对照、被测样品和被测样品空白对照均加入目标化合物待测液10 μl,再用50 mmol/L Tris-HCl 缓冲液将DPP-4 酶和被测样品稀释至50 μl,然后于37 ℃保温10 min。测其在405 nm 处的吸收值,然后加入0.2 mmol/L 的甘氨酰脯氨酸对硝基苯胺50 μl 反应1 h,每隔5 min 测一次OD 值。B1 B10 每个样品测6 个点( 浓度依次为0.10.20.51.02.0 4.0 μg/ml),每个点取3 个平行,终结果取其平均值,并用软件(ICp) 处理并计算其IC50 ( 1)

结果显示,除化合物B1 B6,其余化合物均表现出较好的DPP-4 抑制活性,与阳性对照西格列汀(IC50=0.035 μmol/L) 相当。

由于S2 口袋为疏水口袋,选取疏水性较强的苯巯基化合物B2 B3 进行DPP-4 及其同工酶DPP-7 DPP-8 酶选择性的初步探究,实验方法同上。结果显示B2 B3 的选择性不及A7 和阳性对照药西格列汀( 2)

根据上述活性测试结果可得出以下初步构效关系:

(1) 化合物B1 B10(10 μg/ml) 抑制率均大于50%,其中化合物B5 DPP-4 IC50 A7 相当,提示引入喹啉环,可保持抑制活性;

(2) 喹啉4- 位苯氧基取代活性优于苯巯基( 如:B5 优于B2B3 B4 B10 优于B7B8 B9),可能是由于氧原子半径小于硫原子,苯氧基较苯巯基更适合伸入S2 口袋;

(3)1,2,4- 三唑与喹啉母环直接相连,DPP-4 抑制活性明显降低( B1 B6),提示分子刚性增强,三唑基不能进入S2 口袋;

(4) 甲氧基给电能力优于甲基,喹啉6- 位为甲氧基取代时,喹啉环的电子云密度升高,有利于增强喹啉母环与Tyr 547 残基形成的π-π 叠加作用( B1 B5 分别优于B6 B10)

上述实验结果显示,化合物B2 B5 B7 B10 均表现出较好的DPP-4 抑制活性,与阳性对照药西格列汀相当,但同工酶选择性初步探究显示,该类化合物对DPP-7 DPP-8 酶的选择性不及阳性对照药。下阶段将通过进一步结构修饰提高化合物的选择性以进行深入研究。

喹啉化合物产品列表:

喹啉类

5-氨基喹啉580-15-4

5-甲基喹啉491-35-0

异喹啉119-65-3

喹啉-d7

8-氨基喹啉578-66-5

4-喹啉醇611-36-9

6-甲基喹啉91-62-3

4-喹啉甲醛4363-93-3

5-氨基喹啉611-34-7

8-甲基喹啉611-32-5

5-喹啉醇578-67-6

8-喹啉硼酸86-58-8

2,4-喹啉二醇86-95-3

2,8-喹啉二醇15450-76-7

8-羟基喹啉148-24-3

6-羟基喹啉580-16-5

喹啉黄8003-22-3

3-氨基喹啉580-17-6

2-羟基喹啉59-31-4

2,2-联喹啉119-91-5

喹啉黄8004-92-0

2-氨基喹啉580-22-3

2-溴喹啉2005-43-8

2-苯基喹啉612-96-4

3-溴喹啉5332-24-1

3-甲基喹啉612-58-8

3-喹啉甲醛13669-42-6

4-溴喹啉3964-04-3

5-硝基喹啉607-34-1

6-氯喹啉612-57-7

6-硝基喹啉613-50-3

6-溴喹啉5332-25-2

8-硝基喹啉607-35-2

8-溴喹啉16567-18-3

2-喹啉甲醛5470-96-2

喹啉-3-羧酸6480-68-8

喹啉-4-羧酸486-74-8

5-溴喹啉4964-71-0

8-喹啉甲酸86-59-9

2-氯喹啉612-62-4

4-氯喹啉611-35-8

7-甲基喹啉612-60-2

喹唑啉253-82-7

3-喹啉硼酸191162-39-7

1,2,3,4-四氢喹啉635-46-1

全氢异喹啉6329-61-9

喹喔啉N-氧化物6935-29-1

3-羟基异喹啉7651-81-2

上述产品齐岳生物均可供应,仅用于科研!

小编:wyf 07.06




【公司简介】:

德尔塔(Delta) 是西安齐岳生物科技有限公司旗下品牌,德尔塔(Delta) 目前经营的产品主要有合成磷脂,PEG衍生物,嵌段共聚物,纳米金,磁性纳米颗粒,介孔二氧化硅,活性荧光染料,荧光量子点,点击化学和大环配体等等,这些产品在国内给数百家高校实验室和数十家中科研研究所及药厂长期供应,德尔塔(Delta) 成立之初以代理国外进口品牌的为主,产品主要涉及磷脂、PEG衍生物等产品,随着公司的发展和扩大,公司更注重自主品牌的建立和高附加值的高端产品研发并且注册了自己品牌商标,在未来3-5年公司预计将建立一个综合型的大型实验室,该实验室不仅提供全方面的纳米靶向药物科研产品及定制外包服务,还将承接其他研究领域的科研产品和定制外包服务,预计该实验室还将与国内数十家大型药厂进行前期药物研发的科研合作,为药厂提供科研产品及技术服务,在研发阶段协助药厂开发抗肿瘤新药,一旦新药开发成功,在研发阶段积累的高端辅料产品和研发经验将支持我们建立一条药用辅料生产线给该肿瘤新药长期提供高端药用辅料。在高校和研究所科研领域上面公司不但要抢占国内市场还要开拓国际市场,国际业务以在2018年初开始启动,部分产品已远销欧美大陆,计划在未来3年-5年公司的拳头产品要抢占大量的国际市场,使得德尔塔(Delta) 品牌发展成一个国际品牌。

 

【经营种类】:

德尔塔(Delta) 经营的产品种类包括有:合成磷脂、高分子聚乙二醇衍生物、嵌段共聚物、磁性纳米颗粒、纳米金及纳米金棒、近红外荧光染料、活性荧光染料、荧光标记的葡聚糖BSA和链霉亲和素、蛋白交联剂、小分子PEG衍生物、点计化学产品、树枝状聚合物、环糊精衍生物、热门肿瘤原料药、大环配体类、荧光量子点、透明质酸衍生物、石墨烯或氧化石墨烯、碳纳米管、富勒烯,二氧化硅及介孔二氧化硅,聚合物微球,近红外荧光染料,聚苯乙烯微球,上转换纳米发光颗粒,MRI核磁造影产品,荧光蛋白及荧光探针等等。


【温馨提示】:

德尔塔(Delta)供应的产品仅用于科研,不能用于人体治疗、药物开发、和其他商业用途,如有购买方或第三方采购我公司的产品用于治疗、药物开发或商业用途,购买方或第三方将承担所有法律责任,我公司也将追究其法律责任。以上产品均可定购。


【运输说明】:


极低温产品:极低温产品运输过程中加装干冰运输。

低温产品:低温产品运输过程中加装冰袋运输。

常温产品:常温产品运输过程中无需加冰或者特殊包装。


【目前合作的部分科研单位】:

重庆医科大学,西南大学,第三军医大学,西南交通大学,重庆大坪医院,四川大学,华西医院,电子科技大学,哈尔滨工业大学,吉林大学,长春应化所,沈阳药科大学,中国海洋大学,北京大学,清华大学,北京理工大学,北京师范大学,北京中医药大学,中国农业大学,北京市肿瘤防治研究所,北京军事医学科学院,中国科学院动物研究所,中国科学院化学研究所,第四军医大学,西安交通大学,湖南大学,中南大学,武汉大学,武汉协和医院,华中科技大学,中山大学,广东药科大学,深圳大学,华南理工大学,中国科研学院先进技术研究院,厦门大学,福州大学,浙江大学,南京大学,南京医科大学,东南大学,中国药科大学,苏州大学,山东大学,山东师范大学,上海交通大学,华东理工大学,复旦大学,郑州大学,河南烟草局,宁夏医科大学,新疆大学,中国人民大学,中国科学院苏州纳米研究所,国家纳米科学中心,武汉病毒研究所,中国科学院过程工程研究所,江苏省原子医学研究所,中国科学院宁波材料技术与工程研究所,中国科学院上海硅酸盐研究所,中国医学科学院生物医学工程研究所等等

 

【目前合作过的药厂】:

石药集团中奇制药技术(石家庄)有限公司,西安力邦制药有限公司,上海药明康德新药开发有限公司,安徽省国平药业有限公司,苏州亚盛药业有限公司,兆科药业(合肥)有限公司,南京绿叶制药有限公司,山东绿叶制药有限公司,大冢(上海)药物研究开发有限公司,国药集团化学试剂有限公司,长春金赛药业有限责任公司,成都苑东药业有限公司,浙江海正药业等。


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