[發(fā)明專利]具有DJ-1蛋白穩(wěn)定劑作用的化合物及其應(yīng)用

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• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN115340535A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉玨;劉曉華;范強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省生殖科學(xué)研究所（廣東省生殖醫(yī)院）
• 主分類號: C07D409/06
• 分類號: C07D409/06;C07D231/40;C07D215/233;C07D471/04;A61P15/08;A61P25/16;A61K31/47;A61K31/404;A61K31/415;A61K31/437
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 鐘燕瓊

本發(fā)明公開了具有DJ?1蛋白穩(wěn)定劑作用的化合物及其應(yīng)用。本發(fā)明通過計算機(jī)輔助藥物設(shè)計的方法，基于DJ?1蛋白晶體結(jié)構(gòu)，對化合物數(shù)據(jù)庫進(jìn)行虛擬篩選，再通過體外活性評價，發(fā)現(xiàn)一組與DJ?1蛋白有較好親和力的化合物。本發(fā)明是以與多種氧化應(yīng)激誘導(dǎo)疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān)的DJ?1蛋白為研究對象，篩選得到的化合物具有調(diào)控DJ?1蛋白的氧化水平的活性，作為DJ?1蛋白穩(wěn)定劑，具有良好的藥物開發(fā)前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及具有DJ-1蛋白穩(wěn)定劑作用的化合物及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

DJ-1蛋白于1997年首次在小鼠NH3T3細(xì)胞中鑒定為腫瘤相關(guān)蛋白，后期研究表明該蛋白可作為內(nèi)源性抗氧化劑，對抗氧化應(yīng)激(OS)和調(diào)控體內(nèi)正常的活性氧(ROS)水平。

DJ-1蛋白包括189個高度保存的氨基酸序列，具有螺旋-折疊-螺旋的三明治結(jié)構(gòu)，并形成二聚體晶體結(jié)構(gòu)。DJ-1結(jié)構(gòu)中包含11個β折疊(β1-β11)和8個α螺旋(αA-αH)。αA螺旋位于二聚體結(jié)構(gòu)的中心，αH螺旋位于DJ-1的羧基端，可限制DJ-1表面的催化位點(diǎn)并調(diào)節(jié)酶活性，OS時可因催化活性改變而導(dǎo)致構(gòu)象改變，第106位半胱氨酸、126位組氨酸和18位谷氨酸殘基對于催化活性的調(diào)節(jié)均具有重要作用。當(dāng)DJ-1蛋白表達(dá)發(fā)生改變時，DJ-1的內(nèi)在折疊方式將會發(fā)生改變，成為非折疊結(jié)構(gòu)而無法形成二聚體晶體結(jié)構(gòu)。DJ-1主要存在于細(xì)胞質(zhì)，也可存在于細(xì)胞核，與線粒體功能密切相關(guān)，參與線粒體形態(tài)、功能及穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)及自噬，這可能反應(yīng)了一種機(jī)體自我保護(hù)機(jī)制，但具體機(jī)制尚不完全清楚。在OS狀態(tài)下，廣泛存在于細(xì)胞質(zhì)的DJ-1遷移至細(xì)胞核和線粒體，通過氨基端的12個氨基酸殘基定位于線粒體，與線粒體復(fù)合物I的亞基結(jié)合并調(diào)劑其活性。DJ-1的過表達(dá)可以增加線粒體的聚集而不會破壞線粒體的形態(tài)，在DJ-1過表達(dá)細(xì)胞中，線粒體復(fù)合體I以及5’-三磷酸腺苷的活性增加，進(jìn)而影響線粒體功能。DJ-1蛋白包含三個半胱氨酸，Cys46，Cys53和Cys106，半胱氨酸的巰基(-SH)可以被ROS氧化成次磺酸基(-SOH)，亞磺酸基(-SO₂H)，磺酸基(-SO₃H)，國內(nèi)外多項(xiàng)研究表明，次磺酸基及亞磺酸基是DJ-1中的活性基團(tuán)，具有抗氧化作用，而磺酸基則會使DJ-1徹底失活，因此，這三個半胱氨酸殘基對OS的調(diào)節(jié)具有重要作用。有研究認(rèn)為體內(nèi)DJ-1的氧化態(tài)水平影響其抗氧化活性，DJ-1的氧化態(tài)處于較低水平，才能維持其二聚體結(jié)構(gòu)，保持其抗氧化活性。

隨著DJ-1抗OS、線粒體功能保護(hù)重要作用的不斷深入研究與發(fā)現(xiàn)，其在OS和線粒體功能障礙相關(guān)的多種疾病(弱精癥、帕金森病、腦梗死、缺血再灌注損傷等)中均可能成為新的潛在治療靶點(diǎn)。因此，開發(fā)能夠調(diào)控DJ-1的氧化態(tài)水平，穩(wěn)定DJ-1的氧化態(tài)水平，促進(jìn)其二聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化合物可能具有重要的意義和廣泛的臨床應(yīng)用價值。

隨著分子生物學(xué)、X射線晶體學(xué)的發(fā)展，大量與疾病相關(guān)的生物大分子的三維結(jié)構(gòu)被確定；計算科學(xué)的迅速崛起使得數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)快速發(fā)展。在這兩方面的推動下，計算機(jī)輔助藥物設(shè)計應(yīng)運(yùn)而生，并滲透到新藥研發(fā)的各個環(huán)節(jié)。CADD可以提高藥物研發(fā)的成功率，降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，是目前創(chuàng)新藥物研究的核心技術(shù)之一。如今虛擬篩選方法逐漸發(fā)展壯大，已經(jīng)成為一類通過計算機(jī)輔助藥物設(shè)計的核心技術(shù)，虛擬篩選是基于靶標(biāo)生物大分子的三維結(jié)構(gòu)或基于小分子活性配體構(gòu)建的藥效團(tuán)模型，對已知化合物庫進(jìn)行篩選，選取打分較高的化合物作為備選先導(dǎo)化合物，進(jìn)行生物活性篩選等深入開發(fā)。虛擬篩選極大地減少了化合物合成及藥物篩選的工作量、時間與資金投入，提高了篩選的效率和準(zhǔn)確性。因此，虛擬篩選在新藥開發(fā)研究中得到越來越廣泛的運(yùn)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供具有DJ-1蛋白穩(wěn)定劑作用的化合物及其應(yīng)用。本發(fā)明通過基于DJ-1蛋白晶體結(jié)構(gòu)的計算機(jī)輔助虛擬技術(shù)、藥物化學(xué)知識和藥理活性篩選發(fā)現(xiàn)一組具有維持DJ-1蛋白的氧化態(tài)的穩(wěn)定性的活性化合物。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

具有DJ-1蛋白穩(wěn)定劑作用的化合物，具體化合物如下：：