多位点结合型苄基四氢异喹啉类流感病毒PA-Nter抑制剂的构效关系及作用机制研究
批准号:
82073722
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
宋高鹏
依托单位:
学科分类:
天然药物化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋高鹏
中文摘要
目前流感频繁爆发严重威胁人类生命健康,而现有抗流感药物品种少且易诱导耐药,因而开发具有新作用机制的抗流感病毒药物已迫在眉睫。流感病毒核酸内切酶PA-Nter是病毒在宿主细胞内完成转录及复制过程的关键蛋白,以其为靶点的PAN抑制剂已成为当前抗流感药物研发的热点。我们在前期研究中,以天然PAN抑制剂氢溴酸劳丹素为先导化合物,利用多位点结合策略对其进行结构改造,获得了新系列的具有3-羧基-1-苄基四氢异喹啉为结构特征的多位点结合型PAN抑制剂。其中,苄基四氢异喹啉衍生物LDS-3是潜在的首个四位点结合型PAN抑制剂,其在体内外对多个流感病毒株均具有较强的抑制作用。以此为基础,本项目拟运用基于结构的药物设计方法,在抗病毒活性指导下开展化学结构多样性的生物碱化合物库的构建及活性筛选,获得该类PAN抑制剂的构效关系并明确其作用机制,为新型、高效的多位点结合型PAN抑制剂类抗流感药物的研发提供科学依据。
英文摘要
Influenza virus (IFV) due to its frequency and pathogenicity has become a serious threat to human health in the near future. However, viral resistance to existing several inhibitors persists as major challenges to currently approved therapies. Thus, there is an urgent need for the development of new drugs with novel mechanism of action to prevent and treat influenza infection. The N-terminal domain of the PA (PAN) endonuclease is responsible for cap- snatching reaction to catalyze the transcription step, indicating PAN endonuclease inhibitors are hot antiviral therapies. It was found that D,L-laudanosoline was a natural influenza virus PAN endonuclease inhibitor, which was chosen as the lead compound. In our previous study, a new series of benzyl 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline derivatives were obtained as novel “three-sites binding”-typed or “four-sites binding”-typed PA-Nter inhibitors based on “multiple-sites binding” principle. Biological evaluations demonstrated that LDS-3 is a first potential “four-sites binding”-typed PAN endonuclease inhibitor, which showed strong anti-IFVs activity in vitro and vivo. Based on these above result, this project will construct the alkaloid library including structurally diverse tetrahydropapaverine derivatives via the structure-based drug design strategy in combination with antiviral activity screening. Then we will also focus on analysis of structure-activity relationships (SARs) and elucidation of the underlying mechanism of action or this kind of PAN endonuclease inhibitors structurally related to benzyl 1,2,3,4- tetrahydropapaverine derivatives. Our study will provide the scientific basis for the development of the novel and efficient “multiple-sites binding”-typed PAN endonuclease inhibitors as the new anti-IFVs drugs.
流感病毒(IFVs)在世界范围内严重威胁着人类的生命健康,已成为世界范围内的重大公共卫生问题之一。IFVs在宿主细胞的转录过程依赖于其自身特有的关键蛋白即核酸内切酶PAN,其在甲型及乙型IFVs毒株中均高度保守且突变率低等,因而PAN已成为抗IFVs药物研发的重要靶点。本项目前期以天然二位点结合型PAN抑制剂--劳丹素LDS为先导化合物,利用基于结构的药物设计方法对其进行结构改造,获得了基于“6,7-二羟基-3-羧基-1-苄基四氢异喹啉”为结构骨架的系列多位点结合型PAN抑制剂,并确立了先导化合物LDS-1。基于此原创性先导和新的作用机制,本项目基于计算机辅助药物设计手段,利用生物电子等排体原理等初步优化了LDS-1结构中的四氢异喹啉环的C-3及N端所偶联的疏水片段的类型、长度及体积等,设计合成了两个系列的6,7-二羟基-3-羧基-1-苄基四氢异喹啉衍生物。另外,本项目基于开环原理对LDS进行骨架跃迁获得了一类基于L-多巴衍生物为结构骨架的开链型三位点结合型PAN抑制剂,然后利用关环原理对其衍生化获得了系列3-羧基-四氢异喹啉为结构骨架的多位点结合型PAN抑制剂。本项目利用FRET和CPE等实验方法分别测试了上述四个系列衍生物的抑酶和体外抗病毒活性,确立了其构效关系,获得了新的先导化合物LDS-3。本项目综合利用加药时间点实验、mini-replication实验、SPR、FRET、分子对接等技术确证LDS-3等是一类靶向催化中心-口袋3和口袋4的新型PAN抑制剂。进一步的研究发现LDS-3对感染H1N1的小鼠具有较好的保护作用,但具有中等强度的代谢稳定性。因此,LDS-3的进一步结构改造有望提高其临床成药性。上述研究成果已发表在J. Med. Chem,Eur. J. Med. Chem, Bioorg.Chem等药物化学领域的权威期刊,并申请国家发明专利一项。
苄基四氢异喹啉衍生物类新型流感病毒
PAN抑制剂的结构优化
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:宋高鹏
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依托单位:
马铃薯三糖齐墩果酸皂苷类小分子SARS-CoV-2融合抑制剂的构效关系及作用机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:宋高鹏
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依托单位:
以 TopoIIα为靶点的系列新型氧杂蒽酮衍生物的合成及构效关系研究
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批准号:21202047
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2012
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负责人:宋高鹏
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依托单位:
国内基金
海外基金