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靶向AAK1的抗冠状病毒候选药物研究:设计合成、构效关系研究,及作用机制探索

批准号:
82073686
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
叶向阳
依托单位:
学科分类:
合成药物化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
叶向阳

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
包括COVID-19和SARS-CoV在内的冠状病毒对全球人类健康构成严重威胁,造成的经济损失不可估量。迄今,治疗药物有限,特别是尚未有针对COVID-19的特效药物,其主要原因是采用小分子干预冠状病毒入侵和抗病毒的机制尚不清楚。最近国际研究发现,衔接子蛋白相关激酶1型(AAK1)在病毒侵入宿主细胞过程中扮演重要角色,靶向AAK1具有抗登革热和埃博拉病毒的活性。本项目拟在前期发现的吡咯并嘧啶类先导化合物HZNU-1068的基础上,设计6类全新结构的AAK1抑制剂。经循环结构优化,遴选出5-8个强效抑制剂,探索其调控AAK1活性、AP-2磷酸化、干预CME的过程,以及阻止冠状病毒入侵的抗病毒机制。项目的总体目标是:合成120个全新化合物、完成抗病毒活性筛选及机制研究、PK评价和体内抗病毒药效研究,从中发现2-3个强效化合物,并验证AAK1作为抗冠状病毒生物靶点的可行性和广谱性。
英文摘要
Coronaviruses including COVID-19 and SARS-CoV pose a serious threat to global human health and cause inestimable economic losses. Up to date, no specific drug has been developed against these viruses, especially COVID-19. The major reason for this is that the mechanism of using small molecules to intervene coronaviruses infection remains elusive. Recent advances suggest that AP-2 associated protein kinase 1 (i.e. AAK1) plays a pivotal role in viral entry, hence compounds targeting AAK1 showed the antiviral activity against the Dengue virus and Ebola. Based on HZNU-1068, a lead compound of pyrrolopyrimidine class AAK1 inhibitor discovered previously in our laboratory, this project sets up to design six new classes of novel AAK1 inhibitors. After repeated lead optimization, 5-8 potent AAK1 inhibitors will be identified and used in probing anti-coronaviruses mechanism from the following aspects: modulating AAK1 enzymatic activity, AP-2 phosphorylation, clathrin-mediated endocytosis (CME), and prevention of viral invasion. The overall goal of the project is to synthesize 120 new compounds, screening them in the antiviral assay, followed by antiviral mechanism elucidation, PK assessment, and finally the in vivo antiviral efficacy studies. We plan to identify 2-3 preclinical candidates with potent anti-coronavirus activity and verify the feasibility of AAK1 kinase as a broad-spectrum anti-coronavirus biological target.
衔接子蛋白相关激酶1(AAK1)在病毒侵入宿主细胞的过程中发挥重要作用。在基金委支持下,项目组取得如下阶段性成果:1)设计和合成了2类吡啶并吡咯基AAK1抑制剂和AAK1/HDACs双靶点抑制剂(共计104个新分子实体)并遴选出带有恶嗪三元环基序的强效抑制剂12e (AAK1 IC50 = 9.38 nM),SARS-CoV-2的体外抗病毒活性测试结果显示其对SARS-Cov-2的半数抑制浓度仅为2.90 μM,活性显著优于阳性对照物。2)确定12e等AAK1抑制剂通过调控AAK1活性、抑制AP2M1的磷酸化,进而阻断AP2M1和ACE2的结合来干预CME的过程进而实现抑制冠状病毒入侵的目的。3)为探寻更具成药性,开发出1类吲唑基AAK1抑制剂(57个新分子实体),并发现了优选化合物11f。它保留了优异的AAK1抑制活性 (AAK1 IC50 = 21.5nM),在2.5μM浓度下,对SARS-CoV-2的抑制率已超85%,浓度高达15μM未发现显著细胞毒性。12e及11f成为开发针对SARS-CoV-2和其他冠状病毒感染的新型药物潜在先导化合物。负责人以通讯作者发表科学论文5篇,其中4篇国际期刊论文(EJMC,Bioorg. Chem.,J. Enzyme Inhibition & Med. Chem., Tetrahedron),有2篇论文在投稿阶段。4)获得中国发明专利授权1项,该专利披露了关键的AAK1抑制剂的制备方式以及对冠状病毒入侵显著抑制效果。5)负责人法国RICT 2023第57届国际药物化学会议做专题壁报,展示本项目的研究成果,受到与会者的一致好评。6)本项目培养博士研究生1名,硕士研究生3名。7)在项目研究基础上,我们发现PARPi RBN-2397具有抗病毒的潜力并发表于Drug Development Research。8)负责人组织多项公益活动以及联袂各高校开展抗病毒治疗相关专题讲座与会议报告。总之,项目自实施以来,已经取得阶段性成果,完成申报书里所有的预期成果和指标,满足结题的要求。
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