[發明專利]小分子抑制劑及在抑制鳥氨酸脫羧酶(ODC)上的應用

有效

• 申請號: 201410522192.2
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104739838B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 劉森;占景瓊;王艷林
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: A61K31/53
• 分類號: A61K31/53;A61P35/00;A61P31/00;C12N9/88;C12N15/70;C12Q1/527
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所42103
• 代理人: 蔣悅

技術領域

本發明屬于生物醫學領域，涉及一種鳥氨酸脫羧酶(ODC)的小分子抑制劑及其應用；具體涉及人源鳥氨酸脫羧酶的小分子抑制劑及其在抑制和殺傷腫瘤細胞中的應用。

背景技術

蛋白質是生物體的主要組成成分之一，是完成各種生命活動的主要物質。在各種蛋白質中，蛋白酶對生命活動至關重要，幾乎所有生物體內的生化反應過程都由蛋白酶進行催化。生物體內各種蛋白酶的活性具有嚴格的調控機制，一旦其調控機制出現問題，造成蛋白酶的活性過高、過低或者是完全失活，都會造成相應的各類疾病。因此，通過藥物來調控蛋白酶的活性，使其恢復和保持在正常水平，具有非常重要的理論意義和現實意義。以結構為基礎的藥物設計，是設計以蛋白質為靶標的藥物的一個非常重要的手段。

多胺(polyamines)是一類從氨基酸代謝產生的帶正電的陽離子小分子，在所有生物體中都存在，對細胞生長、分化、存活及正常生物學功能等都不可缺少。多胺帶多正電荷的特性，使它們能通過與帶負電荷的生物大分子(DNA、RNA、蛋白質、細胞膜等)形成靜電作用，從而調控非常廣泛的生物學過程，包括染色體結構形成、DNA合成與穩定、DNA復制、轉錄和翻譯、蛋白質磷酸化、核糖體生成、離子通道和膜表面受體的調控、自由基清除等。天然的多胺有很多種。在哺乳動物中，天然存在的有三種，即腐胺(putrescine)，精脒(spermidine)，精胺(spermine)，它們對哺乳動物正常生長和發育必不可少。由于多胺具有重要的生物學功能，其細胞內水平受到嚴格的調控。在快速繁殖的細胞中，如腫瘤細胞，多胺水平及ODC表達水平也會上升和失調。多胺水平升高，伴隨著細胞增殖加快、凋亡減少、以及腫瘤浸潤和轉移相關基因的表達水平升高等。因此，多胺的調控，成為腫瘤治療和藥物研發中的一個重要手段。

多胺代謝的起始底物是鳥氨酸(ornithine)，它是精氨酸在尿素循環(urea cycle)中被精氨酸酶(arginase)催化的反應產物。ODC是多胺合成途徑的第一個酶，催化從鳥氨酸(ornithine)到腐胺的反應，該步催化反應也是多胺合成途徑的一個限速步驟。因此，合成ODC抑制劑，抑制腐胺的生成，是目前很受關注的一個腫瘤治療途徑。同時，由于病原微生物也需要正常的多胺水平，ODC抑制劑也成為針對病原微生物(如導致非洲錐蟲病的布氏錐蟲)的重要靶標。

當前，ODC的抑制劑DFMO(α-二氟甲基鳥氨酸)已經被用于臨床，輔助癌癥的化療。但其與ODC的結合能力較弱，作用濃度很高，且由于是與ODC形成共價鍵的自殺性抑制劑，毒副作用非常大。因此，非常有必要開發出具有更好效果的ODC新型抑制劑。

發明內容

本發明的目的是通過計算機輔助的高通量藥物篩選，提供一種針對ODC的新型小分子抑制劑，將其應用于鳥氨酸脫羧酶的抑制劑，可能可以用作制備治療腫瘤、病原微生物感染的藥物。具體為：

一種小分子抑制劑，其特征在于，該小分子抑制劑的結構式為：

其中，R₁，R₂為R₃為

采用上述任意一種小分子抑制劑在抑制鳥氨酸脫羧酶(ODC)上的應用。

采用上述任意一種小分子抑制劑在制備治療腫瘤藥物中的應用。

采用上述任意一種小分子抑制劑在制備治療病原微生物感染藥物中的應用。

將上述小分子抑制劑用于抑制鳥氨酸脫羧酶(ODC)的方法，包括如下步驟：

1)ODC原核表達質粒的構建

將ODC的基因序列，通過BamH I和Xho I酶切位點，插入到pET28a質粒中，構建出pET28a-hODC質粒，經DNA測序驗證；

2)ODC蛋白的表達

將步驟1)構建的pET28a-hODC質粒通過CaCl₂法，轉化到大腸桿菌BL21菌株中，通過卡那霉素進行篩選，然后將在含有卡那霉素的Luria-Bertani(LB)培養板上生長的菌株，接種至含有卡那霉素的LB液體培養基中，在37℃、250rpm培養至對數生長期，再添加異丙基硫代半乳糖苷(IPTG)至0.5mM，在28℃誘導表達4小時，最后，離心收集細菌；

3)ODC蛋白的純化