一种多酚类化合物的应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410310204.5

申请日:

20140701

公开号:

CN105213362A

公开日:

20160106

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

A61K31/343,A61K31/216,A61P35/00,A61P3/00,A61P25/00,A61P29/00,A61P35/02,A61P9/12,A61P3/10,A61P3/04,A61P25/14,A61P25/16,A61P25/28,A61P19/02,A61P17/06,A61P1/16,A61P11/00,A61P13/12

主分类号:

A61K31/343,A61K31/216,A61P35/00,A61P3/00,A61P25/00,A61P29/00,A61P35/02,A61P9/12,A61P3/10,A61P3/04,A61P25/14,A61P25/16,A61P25/28,A61P19/02,A61P17/06,A61P1/16,A61P11/00,A61P13/12

申请人:

中国科学院上海有机化学研究所

发明人:

康经武,张艳梅

地址:

200032 上海市徐汇区零陵路345号

优先权:

CN201410310204A

专利代理机构:

上海弼兴律师事务所

代理人:

薛琦

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内容摘要

本发明公开了一种多酚类化合物的应用。本发明公开的如式I所示的多酚类化合物可用于制备mTOR抑制剂,尤其是mTORC1抑制剂。本发明公开的多酚类化合物在制备预防和/或治疗癌症、代谢紊乱综合症、神经退行性疾病或炎症药物中的应用。所述的疾病包括本领域通过抑制mTORC1的酶的催化活性来预防和/或治疗的疾病,优选癌症、代谢紊乱综合症、神经退行性疾病或炎症。本发明的多酚类化合物能够有效抑制mTOR的酶的催化活性,对癌症、代谢紊乱综合症、神经退行性疾病或炎症表现出很好的疗效。

权利要求书

1.一种如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、互变异构体、水合物或药学上可接受的盐在制备哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂中的应用;其中,R、R、R、R、R和R均为羟基,R、R、R、R、R、R、R和R均为氢;R为羧基;表示双键;表示无;或者,R、R、R、R和R均为羟基,R、R、R、R、R、R、R和R均为氢;R为羧基;表示单键;表示单键;R为氧原子;所述的如式I所示的化合物为如下任一化合物; 2.如权利要求1所述的如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、互变异构体、水合物或药学上可接受的盐在制备哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂中的应用,其特征在于,所述的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂为哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1抑制剂。 3.一种如权利要求1所述的如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、互变异构体、水合物或药学上可接受的盐在制备预防和/或治疗癌症、代谢紊乱综合症、神经退行性疾病或炎症药物中的应用。 4.如权利要求3所述的应用,其特征在于,所述的癌症包括乳腺癌、肺癌、结肠癌、肾细胞癌、非小细胞肺癌、胰腺神经内分泌癌、胃食道癌、肝细胞癌、T细胞淋巴癌、前列腺癌、睾丸癌、泌尿生殖道癌、卵巢癌、子宫颈癌、成胶质细胞瘤、甲状腺癌、皮肤癌、膀胱癌、胰腺癌、黑色素瘤、大肠癌、直肠癌、白血病、肝癌、小肠癌、大肠癌、脑和中枢神经系统癌或者胆道癌;和/或,所述的代谢紊乱综合症包括高血压、糖尿病、冠心病、中风、肥胖或者加速粥样硬化性血管病;和/或,所述的神经退行性疾病包括阿尔茨海默病、帕金森症、亨廷顿氏疾病、肌萎缩侧索硬化症、小脑萎缩症、多发性硬化病或者脊髓性肌萎缩症;和/或,所述的炎症包括类风湿关节炎、牛皮癣、淋巴结炎、肝炎、肺炎或者肾炎。 5.一种药物组合物,其包含如权利要求1所述的如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、互变异构体、水合物或药学上可接受的盐,及其生理学或药学上可接受的载体。 6.如权利要求5所述的药物组合物,其特征在于,所述的载体为任意合适的生理学或药学上可接受的药物辅料;所述的药物辅料为增稠剂、填充剂、稀释剂和药物载体中的一种或多种。 7.一种如权利要求5或6所述的药物组合物在制备哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂中的应用。 8.如权利要求7所述的药物组合物在制备哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂中的应用,其特征在于,所述的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂为哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1抑制剂。 9.一种如权利要求5或6所述的药物组合物在制备预防和/或治疗癌症、代谢紊乱综合症、神经退行性疾病或炎症药物中的应用。 10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,所述的癌症包括乳腺癌、肺癌、结肠癌、肾细胞癌、非小细胞肺癌、胰腺神经内分泌癌、胃食道癌、肝细胞癌、T细胞淋巴癌、前列腺癌、睾丸癌、泌尿生殖道癌、卵巢癌、子宫颈癌、成胶质细胞瘤、甲状腺癌、皮肤癌、膀胱癌、胰腺癌、黑色素瘤、大肠癌、直肠癌、白血病、肝癌、小肠癌、大肠癌、脑和中枢神经系统癌或者胆道癌;和/或,所述的代谢紊乱综合症包括高血压、糖尿病、冠心病、中风、肥胖或者加速粥样硬化性血管病;和/或,所述的神经退行性疾病包括阿尔茨海默病、帕金森症、亨廷顿氏疾病、肌萎缩侧索硬化症、小脑萎缩症、多发性硬化病或者脊髓性肌萎缩症;和/或,所述的炎症包括类风湿关节炎、牛皮癣、淋巴结炎、肝炎、肺炎或者肾炎。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多酚类化合物的应用。

背景技术

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是一种非典型高度保守的丝氨酸/ 苏氨酸蛋白激酶,又被称为FK506结合蛋白12(FKBP12)-雷帕霉素复合 物的结合蛋白(FRAP),或者雷帕霉素和FKBP12的靶标蛋白(RAFT),属 于磷酸肌醇激酶相关蛋白激酶家族(Phosphatidylinositol3-kinase(PI3K)-like kinase(PIKK)superfamilyofkinases)。在细胞内,主要通过形成哺乳动物雷 帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物2 (mTORC2)两种功能不同的蛋白复合物,发挥其生理活性。mTORC1包含 mTOR,Raptor,Deptor,PRAS40和mLST8,而mTORC2包含mTOR,Riptor, Deptor,Protor,mSin1和mLST8。mTORC1的主要功能是调节蛋白质的合 成和细胞周期进程,mTORC2则在肌动蛋白细胞骨架组织和细胞存活方面发 挥重要作用。

mTOR是PI3K/Akt/mTOR信号通路的一个效应分子,它作为细胞内重 要的生长和代谢调节中枢,参与细胞分化与存活、蛋白质合成、细胞凋亡、 细胞自吞噬等重要的细胞生理过程。mTOR信号通路调控异常与肿瘤发生密 切相关,通过抑制mTOR通路可以有效阻断各种生长因子异常信号的转导, 从而抑制癌症的发生、发展,mTOR已成为治疗癌症的重要靶标,因此,对 其抑制剂的筛选显得尤为重要。

mTOR的抑制剂主要有两类,一类是别构抑制剂,主要是雷帕霉素及其 结构类似物,通过与FKBP12形成复合物,再靶向结合到mTOR的非磷酸化 催化位点域而抑制其激酶活性和mTOR复合物的形成,将肿瘤细胞阻滞在 G1期,从而抑制肿瘤细胞生长并阻滞其细胞增殖甚至促使细胞凋亡。另一 类是ATP竞争型的小分子抑制剂,属于小分子ATP类似物,可以与ATP竞 争结合mTOR的激酶结构域,从而抑制mTOR的激酶活性以及自身磷酸化, 同时抑制mTORC1和mTORC2的活性。

据“Zhang,Y.J.DrugDiscovToday2011,325-331和Benjamin,D.Nat RevDrugDiscov2011,868-880”报道,mTOR抑制剂的骨架结构为大环内酯 类化合物和/或含氮杂环化合物。其中,大环内酯类化合物属于别构抑制剂, 主要是雷帕霉素及其结构类似物,虽然这类化合物作为药物已成功应用于肿 瘤的治疗,但是抗瘤谱窄,仅被用来治疗淋巴癌、肾癌和子宫内膜癌等某些 癌症,同时,该类抑制剂也会激活mTOR依赖的存活通路从而导致治疗效果 不好,在临床上已表现出了抗药性。而ATP竞争型的小分子抑制剂主要是含 氮杂环化合物,但是部分含氮杂环化合物的ATP竞争型抑制剂特异性较低, 容易对正常细胞产生细胞毒性;而且在临床实验中,细胞活性弱,血药浓度 低。综上所述,发现新的mTOR抑制剂受到学术界和制药界的广泛关注。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的已用于肿瘤治疗的 mTOR的抑制剂抗瘤谱窄,具有耐药性;特异性较低,容易对正常细胞产生 细胞毒性;在临床实验中,细胞活性弱,血药浓度低等缺陷,而提供了一种 多酚类化合物的应用。本发明的多酚类化合物可用于制备mTOR抑制剂,尤 其是mTORC1抑制剂。本发明的多酚类化合物还可用于制备预防和/或治疗 癌症、代谢紊乱综合症、神经退行性疾病或炎症的药物。本发明的多酚类化 合物能够有效抑制mTOR的酶的催化活性,其最小抑制浓度为纳摩尔级,对 癌症、代谢紊乱综合症、神经退行性疾病或炎症表现出很好的疗效。

本发明提供了一种如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、互变异 构体、水合物或药学上可接受的盐在制备mTOR抑制剂中的应用;

其中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14和R15各自独立地为氢、卤素(优选氟、氯、溴或碘)、取代或未取代的C1~C20的烷基、取代或未取代的C3~C20的环烷基、取代或未取代的C2~C20的烯基、取代或未取代的C3~C20的环烯基、取代或未取代的C2~C20的炔基、取代或未取代的C5~C20的芳基、取代或未取代的C2~C20的杂芳基、取代或未取代的C2~C20的杂环基、-氰基、硝基、或R16和R17各自独立地为氢、取代或未取代的C1~C20的烷基、取代或未取代的C3~C20的环烷基、取代或未取代的C2~C20的烯基、取代或未取代的C3~C20的环烯基、取代或未取代的C2~C20的炔基、取代或未取代的C5~C20的芳基、取代或未取代的C2~C20的杂芳基,或者,取代或未取代的C2~C20的杂环基;

所述的“取代的C1~C20的烷基”、所述的“取代的C3~C20的环烷基”、 所述的“取代的C2~C20的烯基”、所述的“取代的C3~C20的环烯基”、所述 的“取代的C2~C20的炔基”、所述的“取代的C5~C20的芳基”、所述的“取 代的C2~C20的杂芳基”,以及所述的“取代的C2~C20的杂环基”中所述的“取 代”是指被一个或多个下列取代基取代:C1~C4的烷基(所述的C1~C4的烷 基较佳地为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基)、C1~C4的烷氧基(所述的C1~C4的烷氧基较佳地为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异 丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基)、卤素(所述的卤素较佳地为氟、 氯、溴或碘)、羟基或氨基,当取代基为多个时,所述的取代基相同或不同;

表示单键或双键;表示单键或无;

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14中至 少三个为羟基。

所述的“取代或未取代的C1~C20的烷基”较佳地为取代或未取代的 C1~C10的烷基,更佳地为取代或未取代的C1~C4的烷基。所述的取代或未取 代的C1~C4的烷基较佳地为取代或未取代的甲基、取代或未取代的乙基、取 代或未取代的正丙基、取代或未取代的异丙基、取代或未取代的正丁基、取 代或未取代的异丁基,或者,取代或未取代的叔丁基。

所述的“取代或未取代的C3~C20的环烷基”较佳地为取代或未取代的 C3~C10的环烷基,更佳地为取代或未取代的C3~C6的环烷基。所述的取代或 未取代的C3~C6的环烷基较佳地为取代或未取代的环丙基、取代或未取代的 环丁基、取代或未取代的环戊基,或者,取代或未取代的环己基。所述的“取 代或未取代的C2~C20的烯基”较佳地为取代或未取代的C2~C10的烯基,更 佳地为取代或未取代的C2~C4的烯基。所述的取代或未取代的C2~C4的烯基 较佳地为取代或未取代的乙烯基、取代或未取代的丙烯基、取代或未取代的 烯丙基、取代或未取代的1-丁烯、2-丁烯,或者,取代或未取代的异丁烯。

所述的“取代或未取代的C3~C20的环烯基”较佳地为取代或未取代的 C3~C10的环烯基,更佳地为取代或未取代的C3~C6的环烯基。所述的取代或 未取代的C3~C6的环烯基较佳地为取代或未取代的环丙烯基、取代或未取代 的环丁烯基、取代或未取代的环戊烯基,或者,取代或未取代的环丁烯基。

所述的“取代或未取代的C2~C20的炔基”较佳地为取代或未取代的 C2~C10的炔基,更佳地为取代或未取代的C2~C4的炔基。所述的取代或未取 代的C2~C4的炔基较佳地为取代或未取代的乙炔基、取代或未取代的丙炔基 或者,取代或未取代的2-丁炔基。

所述的“取代或未取代的C5~C20的芳基”较佳地为取代或未取代的 C5~C10的芳基。所述的取代或未取代的C5~C10的芳基较佳地为取代或未取代 的苯基,或者,取代或未取代的萘基。

所述的“取代或未取代的C2~C20的杂芳基”较佳地是指杂原子为N、O 或S,杂原子数为1~4个的取代或未取代的C2~C20的杂芳基。所述的“杂原 子为N、O或S,杂原子数为1~4个的取代或未取代的C2~C20的杂芳基”较 佳地是指杂原子为N、O或S,杂原子数为1或2的C2~C6的取代或未取代 的杂芳基。所述的取代或未取代的C2~C6的杂芳基较佳地为取代或未取代的 吡咯基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的噻吩基,或者,取代或未 取代的嘧啶基。

所述的“取代或未取代的C2~C20的杂环基”较佳地是指杂原子为N、O 或S,杂原子数为1~4个的取代或未取代的C2~C20的杂环基。所述的“杂原 子为N、O或S,杂原子数为1~4个的取代或未取代的C2~C20的杂环基”较 佳地是指杂原子为N或O,杂原子数为1或2的C2~C6的取代或未取代的杂 环基。所述的取代或未取代的C2~C6的杂环基较佳地为取代或未取代的四氢 吡咯基、取代或未取代的四氢呋喃基,或者,取代或未取代的四氢吡喃基。

较佳地,如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、互变异构体、水 合物或药学上可接受的盐中,

R2、R3、R6、R7、R11和R12均为羟基,R1、R4、R5、R8、R9、R10、R13和R14均为氢;R15为羧基;表示双键;表示无;

或者,R2、R3、R7、R11和R12均为羟基,R1、R4、R5、R8、R9、R10、R13和R14均为氢;R15为羧基;表示单键;表示单键;R6代表氧原子;其为如下任一化合物:

所述的mTOR抑制剂较佳地为mTORC1抑制剂。

本发明还提供了一种所述的如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、 互变异构体、水合物或药学上可接受的盐在制备预防和/或治疗癌症、代谢紊 乱综合症、神经退行性疾病或炎症药物中的应用。所述的疾病包括本领域通 过抑制mTORC1的酶来预防和/或治疗的疾病,本发明优选癌症、代谢紊乱 综合症、神经退行性疾病或炎症(参见Cornu,M.Curropingenetdev2013,23 (1),53-62.和Dazert,E.CurrOpinCellBiol2011,744-755)。

所述的癌症较佳地包括乳腺癌、肺癌、结肠癌、肾细胞癌、非小细胞肺 癌、胰腺神经内分泌癌、胃食道癌、肝细胞癌、T细胞淋巴癌、前列腺癌、 睾丸癌、泌尿生殖道癌、卵巢癌、子宫颈癌、成胶质细胞瘤、甲状腺癌、皮 肤癌、膀胱癌、胰腺癌、黑色素瘤、大肠癌、直肠癌、白血病、肝癌、小肠 癌、大肠癌、脑和中枢神经系统癌或者胆道癌。

所述的代谢紊乱综合症较佳地包括高血压、糖尿病、冠心病、中风、肥 胖或者加速粥样硬化性血管病。

所述的神经退行性疾病较佳地包括阿尔茨海默病、帕金森症、亨廷顿氏 疾病、肌萎缩侧索硬化症、小脑萎缩症、多发性硬化病或者脊髓性肌萎缩症。

所述的炎症较佳地包括类风湿关节炎、牛皮癣、淋巴结炎、肝炎、肺炎 或者肾炎。

本发明还提供了一种药物组合物,其包含所述的如式I所示的多酚类化 合物、其立体异构体、互变异构体、水合物或药学上可接受的盐及其生理学 或药学上可接受的载体。其中,所述的如式I所示的多酚类化合物、其立体 异构体、互变异构体、水合物或药学上可接受的盐的质量为治疗有效量以上, 一般为0.01%~99%,所述的百分比是指质量百分比。所述的载体可以为任意 合适的生理学或药学上可接受的药物辅料。所述的药物辅料可为本领域常规 适用的药物辅料,较佳地为增稠剂、填充剂、稀释剂和药物载体中的一种或 多种。所述的增稠剂较佳地为葡聚糖或其衍生物。所述的药物载体较佳地为 明胶微球和/或脂质体。

本发明还提供了一种上述药物组合物在制备mTOR抑制剂中的应用。

所述的mTOR抑制剂较佳地为mTORC1抑制剂。

本发明还提供了一种上述药物组合物在制备预防和/或治疗癌症、代谢紊 乱综合症、神经退行性疾病或炎症药物中的应用。所述的疾病包括本领域通 过抑制mTORC1的酶来预防和/或治疗的疾病,本发明优选癌症、代谢紊乱 综合症、神经退行性疾病或炎症。

所述的癌症较佳地包括乳腺癌、肺癌、结肠癌、肾细胞癌、非小细胞肺 癌、胰腺神经内分泌癌、胃食道癌、肝细胞癌、T细胞淋巴癌、前列腺癌、 睾丸癌、泌尿生殖道癌、卵巢癌、子宫颈癌、成胶质细胞瘤、甲状腺癌、皮 肤癌、膀胱癌、胰腺癌、黑色素瘤、大肠癌、直肠癌、白血病、肝癌、小肠 癌、大肠癌、脑和中枢神经系统癌或者胆道癌。

所述的代谢紊乱综合症较佳地包括高血压、糖尿病、冠心病、中风、肥 胖或者加速粥样硬化性血管病。

所述的神经退行性疾病较佳地包括阿尔茨海默病、帕金森症、亨廷顿氏 疾病、肌萎缩侧索硬化症、小脑萎缩症、多发性硬化病或者脊髓性肌萎缩症。

所述的炎症较佳地包括类风湿关节炎、牛皮癣、淋巴结炎、肝炎、肺炎 或者肾炎。

所述的药物可为任何适用的常规剂型。所述的药物可以仅以如式I所示 的多酚类化合物、其立体异构体、互变异构体、水合物或药学上可接受的盐 作为唯一活性成分,也可还含有除如式I所示的如式I所示的多酚类化合物、 其立体异构体、互变异构体、水合物或药学上可接受的盐以外的其它活性成 分。所述的其它活性成分为对如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、 互变异构体、水合物或药学上可接受的盐没有不良影响可联合适用的其他活 性成分(如拮抗作用等),较佳地为具有预防和/或治疗癌症、代谢紊乱综合 症、神经退行性疾病或炎症的药物。

本发明中,所述的如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、互变异 构体、水合物或药学上可接受的盐可为本领域常规的制备方法制得的如式I 所示的多酚类化合物、其立体异构体、互变异构体、水合物或药学上可接受 的盐,或者市售可得的如式I所示的多酚类化合物、其立体异构体、互变异 构体、水合物或药学上可接受的盐(纯度:HPLC≥98%)。

在不违背本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本 发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于:

本发明发现了一种如式I所示的多酚类化合物的新用途,即上述化合物 在制备mTORC1抑制剂中的用途,上述多酚类化合物能够有效抑制mTORC1 的酶催化活性。利用含有如式I所示的多酚类化合物作为活性成分制备的药 物治疗癌症,代谢紊乱综合征,神经性退行性疾病或炎症,均能获得显著的 疗效。

附图说明

图1A为2μMmTORC1底物肽体系的激光诱导荧光吸收色谱图。

图1B为2μMmTORC1底物肽体系中加入31.1nMmTORC1蛋白,25℃ 反应20分钟后所得的激酶反应溶液的激光诱导荧光吸收色谱图。

图1C为在mTORC1催化底物肽磷酸化反应体系中加入0.5μM丹酚酸 A,25℃反应20分钟后所得的激酶反应溶液的激光诱导荧光吸收色谱图。

图1D为在mTORC1催化底物肽磷酸化反应体系中加入0.5μM丹酚酸 C,25℃反应20分钟后所得的激酶反应溶液的激光诱导荧光吸收色谱图。

图2A为mTORC1催化底物肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液的紫外 吸收色谱图。

图2B为mTORC1催化底物肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液的荧光 吸收色谱图。

图2C为mTORC1催化底物肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液的Base Peak色谱图。

图2D为mTORC1催化底物肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液中底物 提取流色谱图。

图2E为mTORC1催化底物肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液中产物 提取流色谱图。

图3为mTORC1底物肽的质谱图。

图4为mTORC1催化底物肽磷酸化反应的产物质谱图。

图5为mTORC1催化底物肽磷酸化反应的产物的二级质谱图。

图6为丹酚酸A对mTORC1催化底物肽磷酸化反应活性的抑制曲线。

图7为丹酚酸C对mTORC1催化底物肽磷酸化反应活性的抑制曲线。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在 所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常 规方法和条件,或按照商品说明书选择。

实施例1

底物肽STTPGGTLFSTTPG(所述底物肽的序列如序列表中SEQID NO:1所示,参见PerkinElmer公司的mTOR激酶测试方法),由吉尔生化(上 海)有限公司合成该底物肽,并对其N端进行5-羧基荧光素(5-FAM)标记, 以便于荧光检测以及提高检测的灵敏度,所得底物肽的肽段结构如式II所示:

实施例中使用的mTORC1购自sigma试剂有限公司,产品货号:SRP0364; 丹酚酸A购自上海源叶试剂公司,产品货号:YY90055;丹酚酸C购自上 海源叶试剂公司,产品货号:YY90623。

配制酶反应缓冲液25mL:50mM4-羟乙基哌嗪乙磺酸(Hepes),pH 值由4MNaOH调节至7.5,2mM1,4-二硫代苏糖醇,10mM氯化镁,1mM 乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸,0.01%(v/v,下同)吐温20和3mM氯化 锰。

使用2μL酶反应缓冲液溶解底物肽(含有5×10-8M荧光素钠作为内标, 提高定量的准确性)与mTORC1。其中,底物肽的浓度为2μM,mTORC1 的浓度为31.1nM。

利用配制有激光诱导荧光检测器的毛细管电泳仪(CE)分离31.1nM mTORC1与2μMmTORC1底物肽的反应体系,并考察不存在多酚类化合物 (即不存在丹酚酸A或丹酚酸C)(加入0.25%二甲基亚砜作为对照)与分 别在反应体系中加入0.5μM多酚类化合物(丹酚酸A或丹酚酸C,0.25%二 甲基亚砜溶解多酚类化合物)后该反应体系的差异。

实验所用仪器为P/ACEMDQ毛细管电泳仪(BeckmanCoulter,CA, USA),配有激光诱导荧光检测器,氩离子激光源,激发波长488nm,发射 波长520nm;数据通过装有32KaratSoftware的计算机采集;弹性石英毛细 管柱规格为50μmI.D.(370μmO.D.)×30cm(有效柱长19.5cm,Polymicro Technologies,AZ,USA)。如没有特殊注明,所有分析的电泳条件都为:柱 温25℃,反端压力进样。

结果如图1A~1D所示,其中图1A为2μMmTORC1底物肽的激光诱导 荧光吸收色谱图。图1B为2μMmTORC1底物肽体系中加入31.1nM mTORC1,25℃反应20分钟后所得的激酶反应溶液的激光诱导荧光吸收色 谱图。图1C为31.1nMmTORC1与2μMmTORC1底物肽的反应体系中加 入0.5μM丹酚酸A,25℃反应20分钟后所得的激酶反应溶液的激光诱导荧 光吸收色谱图。图1D为31.1nMmTORC1与2μMmTORC1底物肽的反应 体系中加入0.5μM丹酚酸C,25℃反应20分钟后所得的激酶反应溶液的激 光诱导荧光吸收色谱图。

结果表明在包含31.1nMmTORC1与2μMmTORC1底物肽的反应体系 中分别加入多酚类化合物(丹酚酸A或丹酚酸C),可以有效抑制mTORC1 对底物肽的磷酸化反应。mTORC1催化5-FAM修饰的底物肽磷酸化反应如 下所示:

为了进一步证明激光诱导荧光吸收色谱图中各峰的归属,证明磷酸化产 物的生成,我们利用高效液相色谱(HPLC)—紫外检测器(UV)—荧光检 测器(FLD)和电喷雾离子阱质谱(ESI/MS)的技术对mTORC1催化底物 肽磷酸化反应进行了测试,进一步确证了磷酸化产物肽的存在。

检测条件为:安捷伦1260液相色谱系统,配有紫外检测器(UV)和荧 光检测器(FLD);色谱柱为AgilentZORBAXEclipseXDB-C18柱 (2.1mm×150mm,3.5-Micron);UV检测波长为220nm;FLD激发波长为 488nm,发射波长为520nm;进样量5μL;流速0.3mL/min;柱温30℃。 流动相A和B分别为水和乙腈,两者均含0.1%甲酸(v/v,下同)。采用梯 度洗脱,具体为:0-20分钟,20%-40%B;20-25分钟,40%-100%B。HPLC 与LCQ-Fleet离子阱质谱(ThermoScientific,CA)偶联,所有质谱均在正离 子模式下获得;喷雾电压为4.5kV;毛细管电压为30V;毛细管温度为320℃。 检测结果如图2A~2E、图3、图4和图5所示,图2A为mTORC1催化底物 肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液的紫外吸收色谱图。图2B为mTORC1 催化底物肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液的荧光吸收色谱图。图2C为 mTORC1催化底物肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液的BasePeak色谱图。 图2D为mTORC1催化底物肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液中底物提取 流色谱图。图2E为mTORC1催化底物肽磷酸化反应后所得的激酶反应溶液 中产物提取流色谱图。图3为mTORC1的底物肽的质谱图。图4为mTORC1 催化底物肽磷酸化反应所得产物的质谱图。图5为mTORC1催化底物肽磷 酸化反应所得产物的二级质谱图。图3中底物肽分子离子峰理论值为1681.71, 实测值为841.65([M+2H]2+)。图4中磷酸化产物分子离子峰理论值为1759.67, 实测值为881.30([M+2H]2+)。上述结果表明mTORC1能够有效催化其底物肽 的磷酸化反应。根据mTORC1催化底物肽磷酸化反应所得产物的二级碎片 离子对底物磷酸化位点进行了确证,从图5碎片离子的信息可知,底物肽发 生磷酸化的位点只能是短肽序列中第12位氨基酸—苏氨酸。其中,b离子和 y离子指的是多肽离子在质谱碰撞室内经惰性气体碰撞解离时,在肽链酰胺 键处断裂产生的离子,经过这样的过程形成的N端离子为b离子,C端离子 为y离子。

对酶的催化活性进行抑制作用研究时,需要在反应体系中分别加入不同 浓度的多酚类化合物(丹酚酸A或丹酚酸C),进行磷酸化反应,多酚类化 合物(丹酚酸A或丹酚酸C)往反应体系中的加入浓度如表1所示:

表1多酚类化合物的添加浓度

实验方法为:将新毛细管柱在30psi压力条件下用0.1MNaOH溶液处 理30分钟,再分别用超纯水、背景电解质分别冲洗10分钟。每次运行间隔 在30psi压力条件下以1MNaOH、超纯水、背景电解质各冲洗3分钟。样 品在0.2psi条件下进样5s;分离电压为-15kV;柱温维持在25℃。分离缓 冲液为100mMHepes,pH值由NaOH调节至7.5,荧光素钠为内标以校正 进样量。

mTORC1的活性通过检测磷酸化产物肽的生成来确定,即通过磷酸化产 物肽校正峰面积的测定(校正峰面积即磷酸化产物肽和内标的峰面积比), 可以定量测定mTORC1的活性。对于抑制活性研究或抑制剂筛选,将纳摩 尔至微摩尔浓度上述多酚类化合物(丹酚酸A或丹酚酸C)分别加入到反应 溶液中,上述化合物的抑制活性可以通过与空白对照(即不加入多酚类化合 物)相比,根据磷酸化产物肽峰面积的减少来确定,上述化合物的抑制百分 比可以通过以下公式计算:

I % = ( 1 - A x A 0 ) × 100 % . ]]>

其中,I%是抑制百分数;Ax和Ao分别是加入抑制剂和不加任何抑制剂 时的磷酸化产物肽的峰面积,取抑制作用百分比为50%时所对应的抑制剂浓 度得到的半数抑制浓度即抑制剂的IC50值。

经检验确定,当mTORC1的底物肽浓度为2μM时,mTORC1浓度为 31.1nM和46.7nM时,孵育时间在0-20分钟内,产物生成量与孵育时间成 正比关系;当mTORC1浓度为31.1nM,孵育时间为20分钟时,底物转化 率不超过10%,符合酶促反应动力学的初速度条件。同时还检验确定 mTORC1催化底物肽磷酸化反应在25℃下的反应效率比37℃高。最终选 定反应体系为:mTORC1的底物肽的浓度为2μM,mTORC1的浓度为31.1 nM,孵育时间为20分钟,在底物的转化率不超过10%条件进行以下的酶抑 制剂筛选工作。

按照表1所示,将不同浓度的多酚类化合物(丹酚酸A或丹酚酸C)分 别加入到上述反应体系中进行酶促反应(反应体系中mTORC1的底物肽的 浓度为2μM,mTORC1的浓度为31.1nM,孵育时间为20分钟),按照上述 毛细管电泳法检测多酚类化合物(丹酚酸A或丹酚酸C)对mTORC1活性 的抑制百分比,检测结果分别如表2和表3所示。

表2不同浓度的丹酚酸A对mTORC1活性抑制百分比

丹酚酸A浓度(nmol/L) 0.05 0.5 5 50 125 375 500 1×103 1×104 抑制百分比(%) 0 0 0 0 40 79 95 100 100

表3不同浓度的丹酚酸C对mTORC1活性抑制百分比

将上述丹酚酸A的抑制百分比结果,利用通用型数据处理软件Origin8.0 非线性拟合方法进行处理,得到了丹酚酸A对mTORC1的抑制曲线,其中 丹酚酸A对mTORC1催化底物肽磷酸化反应活性的抑制曲线如图6所示。 将上述丹酚酸C的抑制百分比结果,利用通用型数据处理软件Origin8.0非 线性拟合方法进行处理,得到了丹酚酸C对mTORC1的抑制曲线,其中丹 酚酸C对mTORC1催化底物肽磷酸化反应活性的抑制曲线如图7所示。

根据上述检测结果和抑制曲线,计算出丹酚酸A或丹酚酸C的半数抑 制浓度IC50值分别为:丹酚酸A的IC50值为150nM,丹酚酸C的IC50值为 165nM,实验结果表明:丹酚酸A和丹酚酸C可以有效地抑制mTORC1对 底物肽的磷酸化反应活性,具有极强的mTORC1抑制活性,能够用于制备 mTORC1抑制剂。

对比实施例1

按照实施例1完全相同的方法,将不同浓度的丹酚酸B、迷迭香酸、紫 草酸、丹参素和原儿茶醛分别加入到实施例1相同的反应体系中进行酶促反 应(反应体系中mTORC1的底物肽的浓度为2μM,mTORC1的浓度为31.1 nM,孵育时间为20分钟),按照实施例1中的毛细管电泳法检测丹酚酸B、 迷迭香酸、紫草酸、丹参素和原儿茶醛对mTORC1活性的抑制百分比。

实验结果表明这5种化合物在浓度为1.25μM时,对mTORC1的酶的 催化活性没有任何抑制作用。

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本发明公开了一种多酚类化合物的应用。本发明公开的如式I所示的多酚类化合物可用于制备mTOR抑制剂,尤其是mTORC1抑制剂。本发明公开的多酚类化合物在制备预防和/或治疗癌症、代谢紊乱综合症、神经退行性疾病或炎症药物中的应用。所述的疾病包括本领域通过抑制mTORC1的酶的催化活性来预防和/或治疗的疾病,优选癌症、代谢紊乱综合症、神经退行性疾病或炎症。本发明的多酚类化合物能够有效抑制mTOR的酶的催化。

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