新型棘白菌素类环六脂肽抗真菌剂的设计、全合成和活性研究

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近年来，真菌感染，尤其是深部、系统性真菌感染的发病率和死亡率呈明显上升趋势，已成为一种严重危险人类健康的疾病。这主要是由于器官移植、肿瘤放化疗、滥用抗生素以及艾滋病的流行导致免疫缺陷患者的急速增加引起的。而目前临床上所使用的高效抗菌药如唑类和多烯类等，普遍存在药物相互作用、毒副作用大以及易产生耐药性等问题，因此，临床迫切需要研发具有新作用机制和靶点以及对真菌细胞有选择性作用的抗深部真菌药物。
　　由β-1，3-葡聚糖合成酶(GS)催化转运生成的β-1，3-葡聚糖是构成许多致病真菌细胞壁的重要组成成分，因此，抑制GS就可以使真菌葡聚糖合成受阻，从而使真菌细胞壁缺损而最终导致真菌细胞死亡。由于人体内不含有GS，GS抑制剂对真菌细胞具有选择性作用的特点，成为近年来抗真菌的研究热点。
　　棘白菌素类化合物是目前唯一有药物上市的GS抑制剂。天然棘白菌素类化合物对念珠菌属和曲霉菌属具有较强的抑制活性，但也存在抗菌谱窄、水溶性差以及溶血毒性等缺陷。该类化合物的多个半合成衍生物已进入临床研究，其中卡泊芬净、米卡芬净以及阿尼芬净已经分别在日本和美国上市。
　　鉴于天然棘白菌素类环六脂肽化合物的缺陷及其半合成研究的局限性，本课题在国家自然基金重点项目(30930107)和面上项目(30772674)的资助下，开展了新型环六脂肽抗真菌剂的设计、全合成与衍生化研究工作，进一步探讨该类化合物的构效关系，并寻找高效低毒的抗真菌先导化合物。
　　一、含新型侧链的环六脂肽抗真菌剂的设计与全合成
　　 1.含三唑酮芳羧酸侧链的环六脂肽化合物的设计与全合成
　　鉴于天然棘白菌素类化合物抗菌谱窄、水溶性差、溶血毒性等缺点以及半合成研究的局限性，在已有构效关系研究的基础上，通过液相三肽片段对接法的环六脂肽类化合物全合成路线，设计并全合成了16个含三唑酮芳羧酸侧链的环六脂肽化合物(A类)，并对其进行体外抗真菌活性测试。活性测试结果显示，本研究所合成的部分化合物具有较好的体外抗真菌活性，尤其对白念珠菌Y0109、SC5314和光滑念珠茵等活性最好;所有受试化合物对新型隐球菌、烟曲霉菌和红色毛藓菌均表现出一定的体外抑制活性。该类化合物的初步构效关系表明，化合物左侧引入游离氨基、右侧保留苏氨酸残基以及在一定范围内延长亲脂性侧链的长度有利于提高其抗真菌活性。
　　 2.含噁二唑芳羧酸侧链的环六脂肽化合物的设计与全合成
　　结合A类化合物的设计思想，我们通过对米卡芬净亲脂性侧链进行生物电子等排，设计并全合成一类含噁二唑芳羧酸侧链的环六脂肽类化合物（B类），并对其进行体外抗真菌活性测试。活性测试结果显示，本研究所合成的大部分化合物都显示出不同程度的体外抗真菌活性和较广泛的抗菌谱，普遍优于A类化合物;化合物B3、B4、B7和B8对新型隐球菌、烟曲霉菌和红色毛藓菌的体外抑制活性优于阳性对照药Caspofungin;其中化合物B3、B7具有相对最广的抗菌谱和最强的抗真菌活性，值得进行进一步研究。该类化合物的构效关系与A类化合物类似。
　　二、含双糖基团的环六脂肽抗真菌剂的设计与合成
　　棘白菌素类环六脂肽抗真菌剂是GS的非竞争性抑制剂，所以该类GS抑制剂与GS的底物二磷酸尿苷葡萄糖(UDPG)对GS的作用位点可能不同。为此，我们设计并合成了双糖基化环六脂肽化合物（C类），期望可以同时作用于GS的两个结合位点。本研究共合成双葡萄糖基化环六脂肽类化合物14个，并对其进行了体外抗真菌活性测试。
　　体外抗真菌活性研究表明:本研究合成所得到的所有化合物抗真菌活性欠佳，几乎对所有受试真菌均无抑制活性;部分化合物如C1～C3、C9～C11和C13等对白念珠菌Y0109和SC5314表现出中度抑制活性，化合物C10和C11对光滑念珠菌和红色毛癣菌也有中度抑制活性;该类化合物的体外抗真菌活性也进一步验证了左侧氨基对环六脂肽化合物抗真菌活性的促进作用;将该氨基中和则会使活性降低。
　　该类化合物体外抗真菌活性不佳，其原因可能为:环六脂肽类化合物双氨基位置可能与靶酶相互作用，在该位置与糖的连接阻碍了其与靶酶的结合;该类化合物分子偏大，阻碍了整体化合物与靶酶的结合;环六脂肽类化合物与糖分子之间的连桥长度不合适，不能使环六脂肽类化合物与糖分子进入各自与靶酶的结合位点。

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作者
陈海;
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作者单位

第二军医大学;

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授予单位第二军医大学;
学科药物化学
授予学位硕士
导师姓名张万年,姚建忠;
年度 2013
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类抗真菌药物;
关键词
棘白菌素类; 环六脂肽化合物; 抗真菌剂; 合成设计; 抗真菌活性;

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