src激酶抑制劑綜述

Src(sarcomagene)

受體激酶家族抑制劑研究綜述藥學0703班U200717953

周俊

Src（sarcomagene）受體激酶家族抑制劑研究綜述摘要；本文介紹了src的組成，作用以及與相關(guān)疾病的作用，總結(jié)了近幾年研究src激酶家族的方向，以src激酶家族作為靶點尋找抗癌藥物中的一些進展和成果，并逐一分析比較有代表性的藥物，如喹啉衍生物，嘧啶衍生物等等化合物，最后總結(jié)近期成果，指出現(xiàn)有工作的不足和未來的研究方向。關(guān)鍵詞雞肉瘤病毒基因（關(guān)鍵詞雞肉瘤病毒基因（src）酪氨酸蛋白激酶抑制因子ATP結(jié)合位點引言：sarcomagene（雞肉瘤病毒基因，以下簡稱src）的組成Src是一類癌基因，其表達產(chǎn)物主要是酪氨酸蛋白激酶類。Src在許多組織細胞中表達，在癌癥發(fā)病機制中處于重要的地位，是腫瘤，癌癥分子表達途徑的重要的激酶oSrc家族是研究最早最深入的家族，包括Blk,Brk,Fgr,Frk,Fyn,Hck,Lck,Lyn,c-Src,Srm,c-Yes等成員。根據(jù)氨基酸序列，可以分為兩個亞族：一族是Src,Fyn,YesandFgr并且廣泛在不同的組織中表達，Lck,Blk,LynandHck和造血細胞有關(guān).研究表明，Src與其他眾多酶類可聯(lián)合在一起促進多個細胞反應進程。Src與多種激酶受體偶聯(lián)，包括酪氨酸激酶受體，整合單白受體，G蛋白偶聯(lián)受體等。.通過偶聯(lián)作用影響細胞生長，發(fā)育，乃至轉(zhuǎn)移擴散。最好的例子就是與EGFR（一種有關(guān)細胞生長的受體）的結(jié)合，Src可以使EGFR自身磷酸化，降低EGFR的中間體的調(diào)節(jié)與胞吞作用。除了牽涉到細胞內(nèi)的反應，Src可能也在初級腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移中扮演著一個重要的角色。實際上Src轉(zhuǎn)移細胞的存在減少了ECM反應以及組織反應的損失。分子調(diào)節(jié)這些過程的機理建立在Src和FAK的反應的基礎(chǔ)上。Src與粘附分子有關(guān)。Src的磷酸化使得在粘附分子上的整聯(lián)蛋白受體接收的黏著性與轉(zhuǎn)移信號得以傳播。Src的作用靶點一般來說就目前的研究而言，src的作用靶點有以下幾類：第一種是以src激酶為作用靶點。到目前為止還沒有被批準的src激酶抑制劑，但是新的分子，有選擇性的有潛力的化合物已經(jīng)在被合成。設(shè)計測試更加有效的抑制劑，運用分子模型篩選技術(shù)，組合化學研發(fā)新的藥物已經(jīng)成為趨勢。一般而言，一個抑制劑的選擇性應該嚴格作用于癌細胞而不干擾正常細胞的生長進程，抑制劑也應間接作用于酶合成這樣的在癌細胞進程中也會發(fā)生的物質(zhì)。第二種就是以SH2和SH3區(qū)域為靶點的藥物，該藥物是很多疾病的重要靶點，如癌癥cardiovascular，restenosis。這些分子阻斷src和其他蛋白底物作用屬于信號阻斷途徑，一般而言，SH2區(qū)域識別特殊的多肽包括一個磷酸化的酪氨酸殘基。SH2的抑制劑分子設(shè)計基于氨基酸特定的排列順序。在許多例子中，多肽庫中產(chǎn)生的第一代配體給與了重要的信息以成功設(shè)計連接無受體的src的SH2的受體。而SH3的抑制劑則是基于與該區(qū)域作用的分子的多肽，其配體能夠和SH3區(qū)域的酪氨酸富集區(qū)作用，但是一般而言這種作用是很弱的，因為形成的離子鍵和氫鍵數(shù)量有限。因此SH3抑制劑KI值在微摩爾范圍內(nèi)很低。盡管合成此種抑制劑的效果已經(jīng)顯現(xiàn)，但只有少量例子在文獻中出現(xiàn)。Src激酶家族的作用Src酪氨酸激酶聯(lián)系的受體對細胞的生長和分裂是非常重要的，它具有雙重作用，既可以作為一種受體，又可以作為一種酶（酪氨酸激酶）。在其休眠狀態(tài)時，酶的活性部位是關(guān)閉著的，但當受體被信號分子激活，其活性部位被打開，同時在細胞內(nèi)部產(chǎn)生級聯(lián)信號，這種信號可以是基因激活，蛋白質(zhì)被大量合成，細胞因此大量復制，繁殖分化。當這些受體變的不能控制或?qū)ζ浔磉_過度時，就有可能導致腫瘤等疾病的發(fā)生。受體的過度表達式由于對其遺傳基因密碼的過度表達引起【1】由此可見，將級聯(lián)信號傳遞過程中各個環(huán)節(jié)中參與的酶或受體作為靶點，阻斷信號傳遞將會非常有意義，該類src激酶抑制劑可能會取得比較好的效果，有可能可以開發(fā)出療效較好的抗腫瘤藥物。激酶催化的磷酸化過程如果要設(shè)計出高效的酶抑制劑，首先要弄清該酶所催化的反應以及底物的性質(zhì)，該種激酶的底物有兩個，一個底物是另外一個蛋白質(zhì)分子的酪氨酸殘基，而另一個底物是三磷酸腺苷，它是磷酸化過程的磷?；噭?，鎂離子對于ATP與酶鍵合的作用是非常重要的，磷酸化過程包括磷酸基從ATP分子向酪氨酸殘基的轉(zhuǎn)移過程。Src激酶家族與疾病關(guān)系癌癥SFK（src酪氨酸激酶家族，以下簡稱SFK）在細胞標記以及許多細胞疾病發(fā)生發(fā)展的過程中扮演著重要的角色，尤其是癌癥。正常細胞對不同生理條件包括有絲分裂發(fā)生，分化，生存，粘附以及轉(zhuǎn)移表現(xiàn)出不同的應答方式，所有的應答過程都受到癌癥過程的調(diào)節(jié)oSrc致命的活化過程往往伴隨著一個細胞失去對自身活性反饋調(diào)節(jié)的能力。在一些癌癥病因的調(diào)查中，一些調(diào)查研究表明src變異的細胞往往表現(xiàn)出癌細胞特征，不論是一開始發(fā)現(xiàn)的v-Src，還是病毒引起的同類分子c-Src，不論是人或雞類家禽，都以C端負反饋調(diào)節(jié)的缺失為標志?！?】SFK的活性由酶的過度表達程度決定，即便是在克隆性癌癥中出現(xiàn)也是如此。變異的關(guān)鍵牽涉到氨基酸531，并且這種含src-531的片段也具有活性。Src蛋白激酶水平以及活性的變化與惡性腫瘤的程度相關(guān)聯(lián)。SFK的惡性活化長期維持較高的蛋白酶活性，在諸多的人類癌癥中已有體現(xiàn)，如乳腺癌，胃癌，胰腺癌，卵巢癌，腦癌，肺癌，中性腫瘤以及白血病，淋巴瘤和骨髓瘤。Src和其他疾病SFK也參與了其他生理過程如介導骨質(zhì)丟失，參與風濕性關(guān)節(jié)炎，心血管疾病以及免疫系統(tǒng)失衡。c-Src涉及到一些骨病如骨質(zhì)疏松，帕氏病，高鈣血癥以及骨癌轉(zhuǎn)移?！?】最近發(fā)現(xiàn)c-Src也促進增殖和骨肉瘤的高潛力生長。在正常條件下，成骨細胞與破骨細胞的作用相平衡,c-Src控制成骨細胞活性，引導蛋白酶的分泌，同時調(diào)節(jié)骨組織微管和肌動蛋白聚合物。在轉(zhuǎn)移的時候，腫瘤細胞能夠從初期腫瘤組織轉(zhuǎn)移至骨組織，并刺激破骨細胞，誘導src表達，產(chǎn)生細胞因子反饋調(diào)節(jié)初期腫瘤組織，進一步促進其生長，造成惡性循環(huán)。Src的抑制劑能夠阻斷這些步驟的每一步，另一種骨病也涉及c-Src的表達，主要是Csk（一種抑制src催化活性的激酶）的過度表達，表明src抑制劑有治療類風濕性關(guān)節(jié)炎的潛在作用。Src同時也參與了增加血管通透性的生理機制，表達不同的分子包括血管內(nèi)皮生長因子，src抑制劑通過VGEF減少了血管通透性【4】研究表明SFK的重要性體現(xiàn)在src和Yes能夠減少VEGF介導的血管通透性，因此src抑制劑將會對腦化學損傷和心肌梗死的治療有所幫助。實際上，PP1（一種src激酶的抑制劑）可以減少腦損傷，對于小鼠還可以減少血管通透性以及提供有效地腦保護。Src同樣在其他過程中也有作用，例如調(diào)節(jié)NDMA（N-甲基-D-天門冬氨酸，以下簡稱NDMA）受體的活性，有治療NDMA受體介導的神經(jīng)痛的潛在活性。近期研究表明src與普列昂氏癥有關(guān)聯(lián)，包括可遺傳的腦病。普氏癥是一種自我繁殖的反常表達的蛋白顆粒引起的疾病。在該病細胞培養(yǎng)模型中發(fā)現(xiàn)了SFK的增長。Src可能是細胞間疾病作用機制關(guān)鍵因素。Src抑制因子的研究方向Src抑制因子的研究可以被分為三種類別：體外研究；臨床動物模型研究；臨床試驗；在這些研究中，三種不同類型的抑制因子已經(jīng)被測試出來：ATP競爭性抑制因子，干擾蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間與Src反應的分子和導致Src不穩(wěn)定的小分子【5】。CGP2511為代表的藥物CGP2511為代表的藥物先導化合物為staurosporine【6】，它是一種微生物的代謝物，是一種具有較高活性的蛋白激酶抑制劑，另外，還發(fā)現(xiàn)它有可以同ATP一起競爭ATP的鍵合部位，但是由于該化合物沒有選擇性，所以他對絲氨酸-蘇氨酸激酶以及酪氨酸激酶都有抑制作用。Staurosporine分子是一個復雜的聚環(huán)結(jié)構(gòu)，它包括一個帶有四個手性中心的二氫吡喃環(huán)，這樣復雜的結(jié)構(gòu)因為不一合成，因此必須簡化它的結(jié)構(gòu)，最容易的簡化過程就是去掉其結(jié)構(gòu)中的二氫吡喃環(huán)，使原來的聚環(huán)結(jié)構(gòu)得到簡化，同時又消除了四個手性中心。ArcyriaflavinA是消除了二氫吡喃環(huán)后得到一個合適的結(jié)構(gòu)，注意到它的結(jié)構(gòu)中額外增加了一個羰基，這也是一種結(jié)構(gòu)簡化的方法，因為導入了這個羰基后化合物分子變成了一個對稱的結(jié)構(gòu)，一般情況下對稱分子較容易合成。雖然arcyriaflavinA的活性比先導化合物低，但是仍然是一個酶抑制劑，且對蛋白激酶C（以后簡稱PKC）的特殊的激酶有選擇性。對該結(jié)構(gòu)進一步簡化，除去中間的芳環(huán)結(jié)構(gòu),進而合成了一系列雙吲哚基馬來酰胺類化合物,試驗表明，該類化合物對PFC的抑制活性較強。繼續(xù)對其進行構(gòu)效關(guān)系研究：?亞胺上氮原子不能被取代，否則活性將喪失?苯胺基所在的芳環(huán)是活性所必須的，如果用環(huán)己烷環(huán)代替則活性消失。?芳環(huán)上的取代基R1必須是小分子基團，否則活性下降，事實上取代基僅有氟原子。R1為甲基時化合物活性下降。?苯胺基的氮原子不能取代，如果其中一個R2被甲基取代，則活性下降；如果兩個R2都被甲基取代，則活性完全消失。?苯胺上的氮原子是活性必需的基團，如果將NR2用硫原子取代則活性消失?兩個羰基結(jié)構(gòu)對活性是必需的，如果去掉其中一個羰基的氧原子形成內(nèi)酰胺而不是亞胺則活性大幅度降低。結(jié)構(gòu)見圖1二苯胺基苯鄰二甲酰亞胺合成路線見圖2ch3

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"CH.喹啉衍生物：目前最具潛力的作用在ATP結(jié)合位點合成src抑制劑，最初被Wyeth-Ayerst的研究人員作為表皮生長因子抑制劑合成，第一次記錄于文獻的藥物。藥物SKI-606I7】是其中的代表藥物，是src的潛在抑制劑，IC50僅有1.2nM,該化合物選擇性很強，另外還與環(huán)Src活性靶點結(jié)合，喹啉的一號氮原子與341號蛋氨酸中的氨基形成較強的氫鍵，蘇氨酸的側(cè)鏈羥基與氰基，喹啉的二號碳與谷氨酸的羰基之間均有作用。這些空間定位集團構(gòu)成了激酶專屬的“袋子”。同時SKI-606也是Abl的抑制劑，IC50為1nM,同時他也被報道說與白細胞系發(fā)生反應，抑制Brc和Abl陽性細胞的生長。因為這些理由，該化合物能夠應用于某些癌癥。目前該藥正在臨床試驗階段。另外SKI-606的類似物也是很好的src抑制劑。SKI-606

SKI-606SKI-606嘧啶衍生物嘧啶衍生物是最重要的src激酶抑制劑種類之一并且按稠合的環(huán)種類分為不同的亞族。1997年，Parke-Davis發(fā)表了先導化合物PD089828,該化合物也是一種沒有選擇性的src激酶抑制劑，據(jù)文獻記載，它對c-Src,PDGFR,FGFR的IC50為0.22,1.25以及0.14M。該類新的化合物顯示出ATP競爭性抑制活性?；衔?3則被報道稱對src，PDGFR,FGFR的IC50分別為18,210，40nM,并且在體內(nèi)試驗中延遲了Colo-205腫瘤的繁殖長達14天?；衔?5對src的IC50為0.26,對其他生長因子受體也有較高活性，并且對src有一定程度的選擇性。1995年，通過高通量篩選技術(shù)針對src特異性抑制劑進行篩選，二氫酰亞胺【4,5-b】并喹啉類化合物被發(fā)現(xiàn)有特異性作用于酶靶點，化合物在研究中顯示出了極度特異性，對c-Src的抑制作用相比于對PKA的抑制作用足足高出6000倍，該作用比對表皮生長因子受體酪氨酸激酶（以后簡稱EGFRTK）的作用也高出了150倍。如果7位有甲基取代也能保持活性，相對的，在8位有甲基取代則少了7倍的活性。在嘧啶環(huán)上N原子的取代都會使活性降低，只有甲基取代的時候會保持活性；所有的芳香衍生物取代會使活性降低。該類化合物與ATP沒有競爭抑制活性，其作用位點明顯在核苷酸的結(jié)合“口袋”中。以化合物43為例，對src激酶顯示出的IC50值為2.4nM。其他不同結(jié)構(gòu)的化合物PD-145709顯示出對src的IC50值為0.65，另外二硫化物也被用于合成作src的抑制劑，比如化合物75,對src的IC50為0.4nM,但是對EGFR（表皮生長因子，文中簡稱EGFR）則活性相對較低，這些衍生物都沒有ATP競爭性抑制活性。它們的抑制作用是不可逆的，在酶的活性中心位點與半胱氨酸形成共價鍵，因此對Lek顯示出7.32的IC50值。有實驗表明這類化合物以硫為親核試劑進行反應：Lek中的半胱氨酸殘基在酶的作用下打開異丙噻唑環(huán)，其苯基的衍生物是ATP的競爭性抑制劑，對Lek有很強的選擇性：據(jù)文獻報道化合物77就對Lek和e-Sre的IC50為0.032M和0.46M。3位取代的吲哚環(huán)系列化合物有酪氨酸激酶抑制活性，但是對sre沒有選擇性。另外一種sre抑制劑的家族為三環(huán)類，如化合物86，據(jù)文獻報道對Lek和e-Sre的IC50值為5和2nM,并且對很多酪氨酸或絲氨酸激酶，有很高的選擇性。這類化合物細胞間活性低于100nM并且在小鼠體內(nèi)IL-2產(chǎn)生試驗模型中和環(huán)抱霉素A同樣有效。據(jù)報道2-氨基噻唑類化合物有潛在的SFK和Jak激酶抑制劑活性。以環(huán)丙基氨基化合物的衍生物化合物87為例，它對Lek和sre的IC50值均為35nM和10nM,對于T細胞繁殖，化合物87的IC50值也為884nM。對這類化合物，改造最成功的是衍生物88,對不同的sre家族激酶均有1nM左右的IC50值，并且該化合物延遲了細胞繁殖，并且在嚙齒目動物體內(nèi)炎癥模型中有活性。PD-145709PD-145709化合物87C1化合物88總結(jié)自然資源中還有一些非常有希望的衍生物，但是他們和主要的家族并無太多關(guān)聯(lián)，近期文獻中有所報道這些化合物對src激酶的抑制活性。過去的幾年里在直接作用于src的藥物制作上做了大量的工作，也有一些活性分子被發(fā)現(xiàn)，但是研究工作遠遠沒有到能夠完全解決問題的程度，選擇性和毒性問題仍然有待解決，而且更加重要的是，在利用這些抑制劑之前，選中的分子與其他的酶可能的在信號傳導過程中的相互作用還有待弄清楚，除了src，許多其他激酶對癌癥或是其他疾病也有重要作用。目前所有的該靶點藥物還沒有真正能夠上市進行銷售的藥物，很難有能夠通過臨床試驗的藥物，原因之一就是所有藥物沒有辦法做到有效性和安全性兼顧，或者選擇性不高，所以抗癌藥物的尋找仍然面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。參考文獻【1】Anti-CancerAgentsinMedicinalChemistry,2007,7,660-680，1871-5206/07$50.00+.00?2007BenthamSciencePublishersLtd.，SyntheticSrc-KinaseDomainInhibitorsandTheirStructuralRequirementsSilviaSchenone1,*,FabrizioManetti2andMaurizioBotta2【2】SyntheticSrc-KinaseDomainInhibitorsAnti-CancerAgentsinMedicinalChemistry,2007,Vol.7,No.6663【3】TheSrcpathwayasatherapeuticstrategy，A