[發明專利]一種靶向線粒體的硫氧還蛋白還原酶熒光探針及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010785715.8
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111995619B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 梁寶霞;王邦
• 申請（專利權）人: 廣州醫科大學附屬第二醫院
• 主分類號: C07D405/10
• 分類號: C07D405/10;C09K11/06;G01N21/64;A61P35/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 孫鳳俠

本發明公開了一種靶向線粒體的硫氧還蛋白還原酶熒光探針及其制備方法和應用。其中熒光探針的結構如式(Ⅰ)所示或其藥學上可接受的鹽。本發明所述Cur?Fy通過邁克爾加成反應共價結合到硫氧還蛋白還原酶碳末端的硒半胱氨上，且熒光成像效果好，選擇性高、靈敏度高，能夠定性和定量的檢測硫氧還蛋白還原酶以及其同家族酶、同工酶、結構相似酶，尤其適用于檢測活體腫瘤細胞中硫氧還蛋白還原酶定性和定量的檢測；同時還對硫氧還蛋白還原酶具有優異的抑制作用，可制備成為硫氧還蛋白還原酶抑制劑進行應用，具有抗腫瘤作用；本發明提供的靶向線粒體的硫氧還蛋白還原酶熒光分子探針合成步驟少、產率高，成本低廉，適于工業化生產。

技術領域

本發明熒光探針技術領域，更具體地，涉及一種靶向線粒體的硫氧還蛋白還原酶熒光探針及其制備方法和應用。

背景技術

硫氧還蛋白還原酶(thioredoxin reductase,TrxR)屬于吡啶核苷酸二硫化合物氧化還原酶家族成員，與其天然底物硫氧還蛋白(thioredoxin，Trx)以及還原型煙酰胺嘌呤二核苷磷酸(nicotinamide adeninedinucleotide phosphate，NADPH)，共同組成Trx系統。 Trx系統(調節ROS水平的主要酶系統)對細胞增殖、抵御氧化應激、維持細胞內正常的氧化還原平衡以及在腫瘤的發生發展中具有重要的作用。硫氧還蛋白還原酶作為該系統的核心成員，一方面的作用是將線粒體呼吸作用的底物煙酰胺嘌呤二核苷磷酸 (NADP+)還原為NADPH；另一方面的作用是結合電子傳遞體還原谷胱甘肽過氧化物酶。因此，硫氧還蛋白還原酶的表達和活性的改變是維持細胞氧化還原平衡的一個重要決定因素。硫氧還蛋白還原酶與多種疾病關系密切，在腫瘤的發生和發展過程中尤其重要。在人類多種原發性腫瘤的研究中發現，腫瘤組織中的TrxR的表達水平普遍較高，且其表達量與腫瘤的惡性程度呈正相關。此外，硫氧還蛋白還原酶還參調控腫瘤細胞耐藥性的發生。

熒光分子探針對研究靶標的生物學功能、藥物的研發及作用機制、腫瘤檢測、活體成像等方面都具有重要的應用研究價值。由于硫氧還蛋白還原酶在調控細胞氧化應激過程中起著關鍵作用，參與并調控腫瘤細胞的增殖、耐藥、凋亡等進程，研究開發可在體內外原位靶向硫氧還蛋白還原酶的新型高效并具有治療功能的熒光探針分子具有重要的臨床意義。

目前大量的硫氧還蛋白還原酶抑制劑及少數分子探針則是通過親電子化合物選擇性地和不可逆地修飾-SeH活性位點的。盡管硫氧還蛋白還原酶抑制劑報道較多，但國內外針對硫氧還蛋白還原酶探針的報道稀缺，主要有Fang組設計合成了具有“開-關”效應的TrxR探針TRFS-green和Mito-TRFS(Zhang,L.etal.,Highly selective off-onfluorescent probe for imaging thioredoxin reductase in living cells.Journalof the American Chemical Society 2014,136,226-233；Zhang,B.etal.,SelectiveSelenol Fluorescent Probes:Design, Synthesis,Structural Determinants,andBiological Applications.Journal of the American Chemical Society 2015,137,757-69)，但該探針是基于對二硫鍵的切割而釋放熒光，基團來實現的，而非通過共價作用產生的特異性。已報道的探針還存在靈敏度和選擇性不高、容易發生熒光淬滅、發射波長較短，不足以用于體內試驗研究等方面的缺點，如 TR-green(Huang,L.etal.,A furanylacryl conjugated coumarin as an efficient inhibitor and a highly selectiveoff-on fluorescent probe for covalent labelling of thioredoxin reductase.Chemical Communications 2014,50,6987-90)。此外，已報道的分子探針雖然可以在細胞內實現對硫氧還蛋白還原酶成像與診斷，但并不具備治療的功能。

發明內容