新型选择性SIRT2变构抑制剂的设计、合成、生物活性及作用机制研究

基本信息
批准号:81703355
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.10
负责人:杨羚羚
学科分类:
依托单位:西华大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王周玉,钱珊,赖朋,周丹,徐伟,张兴,刘斯宇,谭平,姚昊
关键词:
表观遗传组蛋白去乙酰化酶小分子抑制剂SIRT构效关系
结项摘要

Atypical histone deacetylase SIRT2 is new potential drug target for the treatment of cancer and other diseases, but there is still a lack of highly potent, selective and in vivo effective SIRT2 inhibitors at present. To this end, we designed and synthesized a new compound named SI-63 according to the SIRT2 allosteric site using our developed program. The test results showed that SI-63 has good potency and selectivity for SIRT2, and it also exhibits nanomolar level inhibition against hepatic cancer cell line HUH7. However, SI-63 suffers from poor physical and chemical properties, its potency needs to be improved, in vivo anti-tumor activity also remains to be evaluated, as well as its mechanism of action at atomic and molecular levelis not clear. Therefore, this project will continue to carry out following two-part studies: structural optimization design, chemical synthesis and enzymatic activity test for new SI-63 derivatives, determination of complex crystal structure for the selected SIRT2 inhibitors to reveal their allosteric inhibition mechanism at atomic level, and further structural optimization of SIRT2 inhibitors according to the obtained activity data and crystal structure; evaluation of anti-cancer activity of the selected inhibitors in vitro and in vivo, and study of their mechanism of action at molecular level. The implementation of this project is expected to obtain high-quality SIRT2 allosteric inhibitors, and will provide new candidate compounds for targeting SIRT2 drug discovery and development, and provide probe/precursor probe molecules for exploring new SIRT2 biological functions.

非典型组蛋白去乙酰化酶SIRT2是肿瘤等疾病的潜在新靶标,但目前十分缺乏高活性、选择性且体内有效的SIRT2抑制剂。为此,申请人针对SIRT2变构位点,采用前期参与研发的软件设计并获得了一个新型抑制剂SI-63,它对SIRT2有较高的抑制活性和选择性,且对肝癌细胞HUH7有纳摩尔级抑制作用。然而,SI-63的理化性质较差、酶抑制活性有待提升、体内抗肿瘤活性还有待考察且其原子和分子水平作用机制尚不清楚。鉴于此,本项目将继续开展以下两部分研究:对SI-63进行优化设计、合成及酶活性测试,测定化合物与蛋白复合物晶体结构以阐明其原子水平变构抑制机制,并根据活性数据及晶体结构进行结构再优化;对优选化合物进行体内外抗肿瘤活性及分子水平作用机制研究。本项目的实施将有望获得高品质SIRT2变构抑制剂,为靶向SIRT2的药物研究提供候选化合物,也可为深入探索SIRT2的生物学功能提供探针分子或其前体分子。

项目摘要

非典型组蛋白去乙酰化酶SIRT2是肿瘤等疾病的潜在新靶标,但目前十分缺乏高活性、选择性且体内有效的SIRT2抑制剂。为此,本项目设计并合成了100余个新化合物,并测试了它们对SIRT2的抑制活性;随后对活性较好的化合物进行了选择性,理化性质研究;同时研究了代表性化合物与SIRT2复合物的晶体结构,依据化合物活性及晶体结构系统揭示了系列化合物对SIRT2的构效关系及原子水平变构抑制机制;然后研究了优选化合物体内外抗乳腺癌和非小细胞肺癌活性及作用机制等。该项目研究成果为靶向SIRT2的药物研发奠定了基础,同时为深入探索SIRT2的生物学功能提供了探针分子的前体分子。此外,在本项目的资助下,项目负责人及团队设计并合成了16条含AMC的SIRT底物类似物(P1-P16),然后分别测试了SIRT1、SIRT2、SIRT3、SIRT5、SIRT6和SIRT7对它们的去酰化作用。基于测试结果,我们构建了以P13、P15和P16为荧光底物的SIRT5酶活性筛选方法。采用该方法,我们筛选了含有200余个激酶抑制剂的化合物库,结果发现Bcl-2抑制剂TW-37对SIRT5有显著抑制作用,以P13、P15和P16为荧光底物测得的活性分别为21.9 μM、6.6 μM和6.1 μM。进一步过ITC实验研究发现TW-37与SIRT5有较强结合,且结合可能由焓驱动,结合亲和力为4.63 μM。该研究内容为我们后期开展SIRT5抑制剂及相关研究奠定了坚实基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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