热休克转录因子HSF1选择性抑制剂的设计、合成及抗肿瘤作用机制研究
批准号:
82073680
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
黄世亮
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:
黄世亮
中文摘要
热休克转录因子HSF1通过促进热休克蛋白(HSPs)的表达,以保护相关蛋白的正确折叠,对高胁迫环境下肿瘤细胞的生存极其重要,是当前备受关注的潜在抗癌新靶点。但HSF1缺乏天然底物,至今仍缺乏特异性的HSF1直接抑制剂,无确切的HSF1抑制活性位点信息。针对此难点,申请人前期通过高内涵筛选获得先导物QEC29,它能降解和下调多种HSPs客户蛋白,并能阻断因HSP90抑制剂负反馈作用引起的HSPs高表达,进而防止肿瘤耐药;进一步通过靶点垂钓实验,证实QEC29是一种新型HSF1直接抑制剂。本项目将在此基础上,运用多学科技术手段深入研究并阐明该化合物与HSF1的互作位点和作用机制;基于配体和靶点信息进行理性的药物设计与合成,构建活性化合物库;改进高内涵筛选系统用于活性评价,总结构效关系,发现活性、特异性更佳及机制明确的HSF1抑制剂,为基于HSF1为靶点发展新型抗肿瘤药物提供理论基础和科学依据。
英文摘要
Heat shock transcription factor HSF1 plays an important role in the survival of tumor cells under high stress enviroment by promoting the expression of HSPs (Heat Shock Proteins) to protect the correct folding of relevant proteins. Therefore, HSF1 is a novel potential anti-tumor target. However, there is no native substrate for HSF1, so far, there is also no exact information about the active pocket of HSF1, and there is a lack of specific direct inhibitor of HSF1. To solve this problem, in the early work, the applicant obtained the lead compound QEC29 through high-content screening, which can degrade and downregulate a variety of client proteins of HSPs, and can block the tumor resistance caused by the negative feedback of HSP90 inhibitor to induce the high expression of HSPs. QEC29 is confirmed as a novel direct inhibitor of HSF1 by pull-down experiment of protein. We will use multidisciplinary techniques and methods to further investigate and elucidate the interaction site and mechanism of the compound with HSF1. A rational drug design and modification are carried out based on the information of ligands and targets to construct the active compound library; The high-content screening system was improved to evaluate the activity and the structure-activity relationships. Aim to obtain more active and specific HSF1 inhibitors. These will provide a theoretical and scientific basis for the development of novel anti-tumor drugs based on HSF1 as the target.
本项目主要研究了人类热休克转录因子1(HSF1)抑制剂DTHIB的活性口袋和作用模式,并基于此开展了一系列的药物设计、合成与筛选工作,取得了多项重要进展。首先,通过生物素标记探针、共价光交联亲和探针和荧光探针等手段,首次确定了DTHIB与HSF1的N端DNA结合域(HSF1 DBD)结合的关键氨基酸位点,揭示了其结合模式,为后续的药物设计奠定了基础。接着,基于DTHIB的活性位点信息,设计并合成了5个系列的化合物,经过活性筛选,优选出的化合物细胞毒活性普遍高于DTHIB,尤其是对肠癌细胞株RKO的最高活性提高达到10倍。此外,通过差示扫描荧光法(DSF)对957个化合物库进行筛选,最终确定了8个具有较强细胞毒活性的化合物,并发现新结构类型先导化合物1168对雄性激素依赖性前列腺癌的毒性更大,可能作用于HSF1影响AR蛋白。进一步研究发现,化合物1168通过抑制HSF1的磷酸化和三聚化等途径,展现出良好的HSF1抑制剂特性,对HSF1介导的热休克循环的多个环节均有抑制作用,具有广谱的抗肿瘤增殖能力。同时,本项目还发现HSF1与HSP70双重抑制形成生物致死产生强效协同效应,联合使用HSP70和HSF1抑制剂可克服负反馈机制,增强抗癌效果。此外,基于HSF1与HSP70的协同一致活性,设计了HSF1与HSP70-PROTAC双重抑制剂,通过联合靶蛋白相关的抑制剂,实现了整体更强的效果。最后,筛选并研究了HSP90与Topo II双重抑制剂,发现阿的平同时具有Topo II和Hsp90双重抑制活性,为抗肿瘤药物的开发提供了新的思路。综上所述,本项目在HSF1抑制剂的研究领域取得了多项创新性成果,为后续的药物开发和临床应用提供了重要的理论依据和实践指导。
突破HSF1抑制剂研发难题: 基于活性位
点的DTHIB改造、新骨架的发现与机制研
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:2025
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负责人:黄世亮
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依托单位:
以阿的平为先导化合物的Hsp90/Topo II双靶点抑制剂的结构改造、活性筛选与机制研究
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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:2021
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负责人:黄世亮
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依托单位:
选择性靶向拓扑异构酶IIa的ATPase位点抑制剂:新型曼宋酮类化合物设计、合成和机制研究
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批准号:21272288
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:黄世亮
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依托单位:
新型抗肿瘤天然产物Mansonone F衍生物的合成、构效关系和作用机制研究
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批准号:30701050
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:17.5万元
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批准年份:2007
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负责人:黄世亮
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依托单位:
国内基金
海外基金