抗癌化合物作为一种高效和选择性的周期蛋白依赖性激酶4和6抑制剂的发现

细胞周期是一个高度调控的过程,通过其检查点导致从静止或细胞质分裂到细胞增殖的转变,确保基因组的稳定性。更重要的是,细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependent kinase, Cdks)在细胞周期调控中发挥着重要作用。特别是d型细胞周期蛋白在肿瘤细胞中过表达,与Cdk4/6相关,激活视网膜母细胞瘤蛋白(retinoblastoma protein, pRb)磷酸化活性,导致E2F转录因子释放,激活G1期向S期转变所需的基因。先前的研究表明,CDK4/6-Rb-E2F通路在90%的癌症中被破坏。

Abemaciclib结合CDK6活性位点的二维模型

图1所示。Abemaciclib结合CDK6活性位点的二维模型。

CDK4/6是细胞周期进程的关键调节因子。令人惊讶的是,遗传学研究表明,CDK4/6在细胞周期中是不可或缺的。在CDK4/cyclin d1依赖性肿瘤中,消融CDK4激酶活性导致肿瘤生长完全抑制。此外,由于CDK1的补偿,在成纤维细胞中涉及CDK4/6的基因敲除实验具有良好的耐受性。因此,这表明选择性CDK4/6抑制剂可能比泛cdk抑制剂在癌症治疗中具有更宽的治疗窗口。

Abemaciclib是近期获FDA批准的一种选择性口服CDK4/6抑制剂,可选择性抑制CDK4和CDK6,半数最大抑制浓度分别为2 nM和10 nM。但与Palbociclib和Ribociclib相比,其对CDK1的选择性不够好,可能会带来更多的副作用和毒性。因此,我们对Abemaciclib及其类似物进行了支架修饰和构效关系(SAR)研究(图1),以发现具有药物样特性的新型选择性CDK4/6抑制剂。

新结构化合物作为CDK4/6抑制剂

图2所示。新结构化合物作为CDK4/6抑制剂。

为了保持活性和选择性,将1-乙基哌嗪环与其他支架进行修饰,即取代哌嗪或哌啶,这使得临床前的合成具有灵活性,并且在结构修饰中也符合该位置的正确尺寸。我们的化合物中保留了吡啶环和咪唑,我们尝试添加小基团来研究吡啶环单元周围的SAR,并将其他环烷环加入咪唑中来研究其抑制活性和选择性,我们认为这个位置可能会影响分子对CDK1的选择性(图2)。

在我们的研究中,我们设计、合成了一系列新的化合物来评估CDK的抑制活性。部分化合物特别是10d,与Abemaciclib相比,对CDK4/6具有近似的效价(IC50=7.4/0.9 nM),具有良好的药代动力学特性和对CDK1的高选择性,值得作为抗癌药物进行深入研究。官方manbetx手机版因此,本研究为抗癌药物的发现提供了一条新的、有前途的途径。

王阎1王詹1Zhi-Gang李2
1北京大学化学系绿色催化与分离北京市重点实验室
北京工业大学化学工程学院,北京
2北京汉典药业有限公司。北京市朝阳区昆泰国际大厦

出版

设计合成4-(2,3-二氢- 1h -苯并[d]吡咯[1,2-a]咪唑-7-基)- n-(5-(哌嗪-1-基甲基)吡啶-2-基)嘧啶-2-胺作为高效选择性周期蛋白依赖性激酶4和6抑制剂,并发现构效关系。
王艳,刘文建,尹磊,李恒,陈振华,朱殿喜,宋秀青,程振珍,宋鹏,王展,李志刚
生物医学化学通讯,2018年3月1日

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