Структурно-ориентированный молекулярный дизайн и синтез ингибиторов мутантных форм киназного домена семейства рецепторов эпидермального фактора роста

Содержание

Аннотация 5
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 9
ВВЕДЕНИЕ 10
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 12
1.1. Научное обоснование выбора протеинкиназы в качестве терапевтической мишени 13
1.1.1 Рецепторы эпидермального фактора роста (EGFR) 14
1.1.2 Рецепторы тромбоцитарного фактора роста (PDGFR) 15
1.1.3 Рецепторы васкулярного эндотелиального фактора роста (VEGFR) 16
1.1.4 Рецепторы фактора роста фибробластов (FGFR) 17
1.1.5 Митоген-активируемые протеинкиназы группы p38 (p38 МАРК) 19
1.1.6 Циклин-зависимые киназы (CDKs) 20
1.2. Химические остовы, используемые при дизайне и синтезе АТФ сайт- направленного конкурентного и необратимого ингибитора протеинкиназ 21
1.2.1 Хиназолины 21
1.2.2 Фениламино-пиримидины 26
1.2.3 Пиридо^]пиримидины и пиримидо^]пиримидины 27
1.2.4 Пирроло^пиримидины и пирроло[2,3-Ь]пиридины 33
1.2.5 Пиразоло[б]пиримидины 36
1.2.6 Индолин-2-оны 38
1.2.7 Пурины 40
1.2.8 Пиридинилимидазолы, пиримидинилимидазолы и связанные соединения 42
1.3. Различные структурные классы 44
1.3.1 Баланол 44
1.3.2 Флавопиридол 46
1.3.3 Стауроспорин, индолокарбозол и связанные аналоги 46
1.3.4. Фталазин 48
2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 49
2.1. Молекулярный докинг 50
2.2. Синтез ингибиторов 50
2.3. Биологические испытания 55
2.3.1. Изучение цитотоксического действия соединения ASB1 на клетках линии MCF-7, A549 методом МТТ-теста 55
2.3.2. Исследование EGF-зависимой экспрессии EGFR/pEGFR, pAKT, под действием ингибиторов EGFR 56
2.3.3. Изучение влияние ингибиторов EGFR на EGF-зависимое деление клеток 58
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 60
3.1. Реагенты и оборудование 60
3.2. Очистка и сушка растворителей 60
3.3. Получение исходных соединений 62
3.4. Синтез целевых соединений 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
ЛИТЕРАТУРА 77

Введение

К настоящему времени проблема лечения и предупреждения онкологических заболеваний наряду с сердечнососудистыми и нейродегенеративными заболеваниями, стала наиболее острой социальной, медицинской и финансовой проблемой в большинстве стран мира. Крайне актуальна эта проблема и для Российской Федерации. Так, проведенное исследование «Состояние онкологической помощи населению России в 2012 году» МНИОИ им П.А. Герцена показало, что на конец отчётного 2012 года контингент больных со злокачественными новообразованиями, состоявших на учете в онкологических учреждениях, составил 2995566 человек или 2.1% населения страны. Показатель распространённости злокачественных новообразований в массиве населения России достиг в 2013 году 2095 случаев на 100000 населения, что выше уровня 2002 года (1548 случаев) на 37.2 %. К сожалению, на 2017 год данные показатели имеют тенденцию роста, что делает данную проблему серьезным вызовом не только системе здравоохранения страны, но и российской химико-фармацевтической отрасли в целом.
Несмотря на то, что на мировом фармацевтическом рынке существует уже более 30 инновационных противораковых таргетных препаратов (ингибиторов протеинкиназ), российские разработчики в этом сегменте практически не представлены. Учитывая выше сказанное, становится вполне очевидным, что для страны стимулирование исследований в области медицинской химии и адресной (таргетной) химиотерапии при тесной совместной работе с игроками отечественного фармацевтического рынка становится первостепенной стратегической задачей. Понимая тернистый путь создания принципиально новой структуры ингибитора протеинкиназы (в среднем 10-15 лет, существенное финансирование), представленное исследование нацелено на первичный этап этого сложного пути, который заключается в осуществлении молекулярного моделирования, синтеза и биологических испытаний перспективных ингибиторов мутантных форм рецепторов эпидермального фактора роста.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. На основе структурно-ориентированного молекулярного дизайна предложены новые эффективные ингибиторы мутантных форм киназ семейства рецепторов эпидермального фактора роста, включающих 4- амино-5-(тиазол-2-ил)пиримидиновый скаффолд.
2. Посредством молекулярного моделирования (молекулярный докинг) определены основные особенности межмолекулярного взаимодействия синтезируемых лигандов с активным сайтом связывания EGFR-киназы.
3. Посредством МТТ-теста показана высокая цитотоксичность in vitro синтезированных соединений в отношении клеточных линий MCF-7, A549 в микромолярных концентрациях.
4. Изучена способность нарушения EGF-зависимой экспрессии EGFR/pEGFR, pAKT, под действием разработаного ингибитора EGFR.
5. Показано отсутствие индукция пролиферации клеток SK-BR-3 под действием разработанного ингибитора EGFR.

Литература

1. Lawrence D.S., Niu J. // Pharmacol. Thr. 1998. Vol. 77. P. 81.
2. Profit A. A., Lee T. R., Lawrence D. S. Bivalent Inhibitors of Protein Tyrosine Kinases // Journal of the American Chemical Society. 1999. Vol. 121, № 1. Р. 280-283.
3. Strawn L. M., Shawver L. K. Tyrosine kinases in disease: overview of kinase inhibitors as therapeutic agents and current drugs in clinical trials // Expert Opinion on Investigational Drugs. 1998. Vol. 7, № 4. Р. 553-573.
4. Bridges A.J. Current progress towards the development of tyrosine kinase inhibitors as anticancer agents // Expert Opinion on Emerging Drugs. 1998. Vol. 3, № 1. Р. 279-292.
5. Kelly A.G., Laight A., Morris C.O., Woodburn J.R., Richmond G.H.P. In: 10th NCI-EORTC Symp. New Drugs Cancer Ther. Amsterdam. 1998.
6. Senderowicz A.M., Headlee D., Stinson S.F., Lush R.M., Kalil N., Villalba L., Hill K., Steinberg S.M., Figg W.D., Tompkins A., Arbuck S.G., Sausville E.A. Phase I trial of continuous infusion flavopiridol, a novel cyclin- dependent kinase inhibitor, in patients with refractory neoplasms // Journal of Clinical Oncology. Vol. 16, № 9. Р. 2986-2999.
7. Mehta A.B., Virchis A.E., Jones D.T., Hart S.M., Wickremasinghe R.G., Prentice H.G., Yong K.L., Csemak-Renner A.M.K., Ganeshaguru K. // Blood 1997. Vol. 90. P. 3634.
8. Lavelle F. American Association for Cancer Research 1997: progress and new hope in the fight against cancer // Expert Opinion on Investigational Drugs. 1997. Vol. 6, № 6. Р. 771-775.
9. Smith C.M., Shindayalov I.N., Veretnik S., Gribskov M., Taylor S.S., Ten Eyck L.F., Bourne P.E. Trends in Biochemical Sciences. 1997. Vol. 22. P. 444.
10. Trumpp-Kallmeyer S., Rubin J.R., Humblet C., Hamby J.M., Showalter H.D.H. Development of a Binding Model to Protein Tyrosine Kinases for Substituted Pyrido[2,3-d]pyrimidine Inhibitors // Journal of Medicinal Chemistry. 1998. Vol. 41, № 11. P. 1752-1763.
11. Trumpp-Kallmeyer S., Showalter H.D. // Chemtracts. 1998.Vol. 11. P. 550.
12. Palmer B.D., Trumpp-Kallmeyer S., Fry D.W., Nelson J.M., Showalter H.D.H., Denny W.A. Tyrosine Kinase Inhibitors. 11. Soluble Analogues of Pyrrolo- and Pyrazoloquinazolines as Epidermal Growth Factor Receptor Inhibitors: Synthesis, Biological Evaluation, and Modeling of the Mode of Binding // Journal of Medicinal Chemistry. 1997. Vol. 40, № 10. Р. 1519-1529.
13. Furet P., Caravatti G., Lydon N., Priestle J.P., Sowadski J.M., Trinks U., Traxler P. // J. Comp-Aid Mol. Des. 1995. Vol. 9. P. 465.
14. Traxler P., Green J., Mett H., Sequin U., Furet P. Use of a Pharmacophore Model for the Design of EGFR Tyrosine Kinase Inhibitors: Isoflavones and 3-Phenyl-4(1 /)-quinolones // Journal of Medicinal Chemistry. 1999. Vol. 42, № 6. Р. 1018-1026.
15. Traxler P., Bold G., Frei J., Lang M., Lydon N., Mett H., Buchdunger E., Meyer T., Mueller M., Furet P. Use of a Pharmacophore Model for the Design of EGF-R Tyrosine Kinase Inhibitors: 4-(Phenylamino)pyrazolo[3,4-J]pyrimidines // Journal of Medicinal Chemistry. 1997. Vol. 40, № 22. Р. 36013616.
...