基于乙酰乳酸合成酶的新型抑制劑先導化合物的合理設計與篩選研究.pdf

1、乙酰乳酸合成酶(ALS)是支鏈氨基酸生物合成路徑中第一個發(fā)揮催化作用的酶，也是商業(yè)化除草劑中應用最多的靶標酶，該類除草劑以其高效、廣譜、對人和動物低毒等優(yōu)點在世界范圍內(nèi)的應用極其廣泛。近年來，該類除草劑的大量應用在保護農(nóng)作物免受雜草侵害的同時，雜草的抗藥性問題也隨之出現(xiàn)，并有愈演愈烈之勢，而且雜草產(chǎn)生抗性的時間也由最初的10年左右逐漸縮短為4～5年。因此，新型除草劑的研發(fā)迫在眉睫，也是最有效的一種解決雜草抗性的方法。在本課題的研究中，我

2、們綜合應用了分子模擬、生物檢測、有機合成與光譜表征等方法系統(tǒng)地研究了ALS的三維晶體結構、配體（抑制劑）與ALS活性位點之間的相互作用機制。在此基礎上，我們對新型ALS抑制劑先導化合物進行了合理設計與篩選研究。具體研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴對ALS的性質(zhì)、功能、三維晶體結構、作用機制及抑制劑等方面的研究進展，以及計算機輔助藥物設計方法的優(yōu)勢、分類、原理、已取得的研究成果、藥物設計中常用的分子模擬軟件等內(nèi)容進行詳細的論述。
　

3、　 ⑵先導化合物的理論篩選研究方面:針對抑制劑與ALS活性位點之間的相互作用機制進行分析與研究，確定了具體的篩選流程及Surflex-Dock和FlexX-Pharmconstraints兩種分子對接方法的對接參數(shù)。根據(jù)受體與配體之間的作用機制、結合模式等對商業(yè)化的小分子數(shù)據(jù)庫進行篩選，從20多萬個化合物中篩選出33種化合物作為候選化合物，通過Specs公司購買得到這些化合物，用于進一步的生物活性測試研究。
　　 ⑶候選化合物

4、生物活性測試方面:利用紫外可見吸收分光光度法，通過檢測乙偶姻在525nm處的吸光度值的變化來反應ALS活性變化的原理，建立了酶體水平的生物活性測試方法。利用建立的生物活性測定方法，對篩選出的33種化合物進行了酶體水平的生物活性測試。實驗結果表明，10號化合物在這33種供試化合物中具有最高的IC50值(47.41mg/L)，它的分子對接構象及結合力也同參照結構（單嘧磺酯）類似。因此，我們將10號化合物作為一個先導化合物而應用于下一步的分子

5、結構設計研究中。
　　 ⑷先導化合物的進一步優(yōu)化設計方面:主要基于ALS活性位點與抑制劑之間的相互作用機制和文獻報道的二者之間的主要結合位點及結合力，對先導化合物的結構進行了分析設計，確定了優(yōu)化后的目標化合物基本結構（5-芐基-1，3，4-噻二唑-2-氨基甲酸苯酯）。確立了目標化合物的合成路線，探討了該類化合物的合成反應機理，并對目標化合物進行IR、1HNMR結構表征。利用已建立的生物活性測試方法，對目標化合物進行生物活性測試。

6、結果表明，化合物2c具有最高的生物活性，其IC50值為23.54mg/L，與先導化合物相比，其抑制率增加了約50％。接著我們對目標化合物與靶酶ALS之間的相互作用進行了對接分析研究，對引起目標化合物生物活性變化的原因進行了詳細分析與推導。
　　 ⑸對虛擬篩選、先導化合物的結構設計、生物活性測定、目標化合物的合成與結構表征等方面內(nèi)容進行了歸納與總結，對先導化合物的結構設計方法進行詳細地討論，并對該類化合物進一步的研究提出一些合理性