CN104000824B - 苯并五元杂环类化合物在制备抗hiv-1病毒药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了苯并五元杂环类化合物在制备抗HIV-1病毒药物中的应用,该化合物的通式为或
Description
技术领域
本发明涉及一种化合物的新应用,特别涉及苯并五元杂环类化合物在制备抗HIV-1病毒药物中的应用。
背景技术
HIV-1病毒最初发现于1981年在美国发现,由一系列不明原因的,以细胞免疫缺陷为特征的综合征出现以后,研究人员开始了对其致病源的寻找。1983年法国研究小组从一淋巴肿大综合征病人的***中,分离出HIV-1病毒。它是一种感染人类免疫***细胞的慢病毒,该病毒破坏人体的免疫力,导致免疫***失去抵抗力,而导致各种疾病以及癌症得以在人体内生存,从而导致获得性免疫缺陷综合症——艾滋病。目前,由于对艾滋病教育的普及不充分,全球的HIV感染仍呈上升趋势,尤其在中国更是进入了快速增长期。尽快阻止艾滋病在我国的流行已成了一件刻不容缓的大事。因此,继续扩大我们对HIV-1致病机制的认识,开发出更有效,更经济,更少副作用的抗病毒药物以完全清除残余的HIV-1复制,以及开发出强有力而又长效的抗HIV-1的疫苗以保护易感人群,仍将是我们能否最终战胜艾滋病的关键。
具有如下通式的苯并五元杂环类化合物:
或
式Ⅰ中:
R1为H、C1~C4的烷烃基,或含连接有苯环的磺基,位于苯环的1或2号位;R2为H、C1~C4的烷烃基,或带有五元环的碳酰胺基;R1、R2不同时为H、C1~C4;
X为S或O;
式Ⅱ中:
式Ⅱ中:
为单键或者双键;
X1为N、S或O;X2为S或O;
R1为带有五元环的碳酰胺基或连接有苯环的磺基,位于苯环的1或2号位;R2为H、甲基、乙基,当为双键时,R2为O;当X1为N时,R3为H或连接有苯环的3°胺基,如(3-({[(2-氯-6-氟苯基)甲基](甲基)氨基}甲基)-2,3-二氢-1,3-苯并恶唑-2-酮,6-(6-methoxy-3,4-dihydroquinolin-1(2H)-ylsulfonyl)benzo[d]oxazol-2(3H)-one)、(5-溴-2-乙氧基-N-(2-甲基-1,3-苯并恶唑-5-基)苯-1-磺酰胺,5-bromo-2-ethoxy-N-(2-methylbenzo[d]oxazol-5-yl)benzenesulfonamide)、(N-(1,3-苯并噻唑-2-基)-1-(呋喃-2-基甲基)-5-氧代吡咯烷-3-甲酰胺,2-((5-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl)thio)-N-(furan-2-ylmethyl)propanamide)、(6-(6-甲氧基-1,2,3,4-四氢喹啉-1-磺酰基)-2,3-二氢-1,3-苯并恶唑-2-酮,3-(((2-chloro-6-fluorobenzyl)(methyl)amino)methyl)benzo[d]oxazol-2(3H)-one)或(2-{[5-(2氢-1,1,3-苯并二氧戊环-5-基)-1,3,4-恶二唑-2-基]硫基}-N-(呋喃-2-基甲基)丙酰胺,N-(benzo[d]thiazol-2-yl)-1-(furan-2-ylmethyl)-5-oxopyrrolidine-3-carboxamide)可购自Enamine公司或在其基础上进行人工合成,目前没有报道该类化合物用于抗病毒实验或其他类似的功效。
发明内容
本发明的目的在于提供苯并五元杂环类化合物在制备抗HIV-1病毒药物中应用。
本发明所使用的苯并五元杂环类化合物具有如下通式:
或
式Ⅰ中:
R1为H、C1~C4的烷烃基,或含连接有苯环的磺基,位于苯环的1或2号位;R2为H、C1~C4的烷烃基,或带有五元环的碳酰胺基;R1、R2不同时为H、C1~C4;
X为S或O;
式Ⅱ中:
为单键或者双键;
X1为N、S或O;X2为S或O;
优选的,上述苯并五元杂环类化合物的R1为带有五元环的碳酰胺基或连接有苯环的磺基,位于苯环的1或2号位;R2为H、甲基、乙基,当为双键时,R2为O;当X1为N时,R3为H或连接有苯环的3°胺基。
优选的,上述苯并五元杂环类化合物的式Ⅰ或式Ⅱ中,连接有苯环的磺基为:
或,式中,R为甲基或乙基;
式Ⅲ中的位于苯环的4或5号位;Y为卤素,位于苯环的1~3号位;
式Ⅳ中,位于苯环的1~3号位
优选的,上述苯并五元杂环类化合物的式Ⅰ或式Ⅱ中,连接有苯环的磺基为:
或。
优选的,上述苯并五元杂环类化合物的带有五元环的碳酰胺基为:
或,;
式中,n为1~3的整数,R为C1~C3的烷基,X3为N、S或O。
优选的,上述苯并五元杂环类化合物的X3为O,n=1。
优选的,上述苯并五元杂环类化合物的R3为,式中,Y1、Y2为卤素,R1’~独R3’立为C1~C3的链烃基。
优选的,上述苯并五元杂环类化合物选自、、、或。
发明人利用Vif-APOBEC3G的相互作用,证实上述通式的苯并五元杂环类化合物,特别是证实本发明苯并五元杂环类化合物能够抑制Vif蛋白降解A3G的活性,导致筛选***中绿色荧光蛋白的表达量将回升。通过在人的原代CD4+T淋巴细胞以及H9、SupT1等CD4+T淋巴细胞系中进行野生型HIV-1病毒的感染实验证实,本发明苯并五元杂环类化合物具有较好的抗病毒作用,为进一步的抗病毒药物研发提供的强有力的理论基础和实践基础,具有重要的研发价值和开发意义。
附图说明
图1:细胞筛选模型的构建原理;
图2:本发明苯并五元杂环类化合物具有抑制Vif活性的作用;
图3:本发明苯并五元杂环类化合物在表达A3G蛋白的H9细胞和不表达A3G蛋白的SupT1细胞中抑制野生型HIV-1的复制效果。
具体实施方式
Vif是HIV的必需蛋白之一,其主要功能是拮抗宿主中天然的抗病毒因子APOBEC3G。APOBEC3G是HIV-1病毒的一大威胁,它存在于HIV-1天然的宿主细胞(如CD4+T细胞和巨噬细胞)中,能被包裹入HIV-1病毒颗粒,在HIV-1逆转录过程中发挥其极强的抗病毒作用。为此,HIV-1自身编码了Vif蛋白来特异性对抗APOBEC3G的抗病毒活性,它可将APOBEC3G导入泛素***并将其降解(图1A)。因此,如何灭活Vif,是研发抗HIV-1病毒药物的一个十分重要的靶标。
根据Vif拮抗APOBEC3G的分子机理,筛选出若干可让HIV的Vif无法降解APOBEC3G的小分子药物。为此我们将建立一种简便的活细胞筛选***,如图1B所示,将表达APOBEC3G-GFP融合蛋白和表达Vif的质粒共转染到细胞中。以APOBEC3G-GFP融合蛋白是否被降解为指标。只要某种化合物在Vif存在的情况下还能使APOBEC3G-GFP融合蛋白不被降解(即GFP荧光还在),该化合物就是Vif的抑制剂。通过对Vif靶标的进一步鉴定,确认化合物是作用于宿主细胞还是作用在病毒蛋白的Vif上。
为了更好地理解本发明的实质,下面结合实验和结果来说明本发明苯并五元杂环类化合物在制备抗HIV-1病毒药物中应用。
以下实验中,方便起见,化合物1~5分别指代:
2-{[5-(2氢-1,1,3-苯并二氧戊环-5-基)-1,3,4-恶二唑-2-基]硫基}-N-(呋喃-2-基甲基)丙酰胺(化合物1)、
6-(6-甲氧基-1,2,3,4-四氢喹啉-1-磺酰基)-2,3-二氢-1,3-苯并恶唑-2-酮(化合物2)、
5-溴-2-乙氧基-N-(2-甲基-1,3-苯并恶唑-5-基)苯-1-磺酰胺(化合物3)、
3-({[(2-氯-6-氟苯基)甲基](甲基)氨基}甲基)-2,3-二氢-1,3-苯并恶唑-2-酮(化合物4)、
N-(1,3-苯并噻唑-2-基)-1-(呋喃-2-基甲基)-5-氧代吡咯烷-3-甲酰胺(化合物5)。
实验一
1)取生长良好的人肾上细胞株239t细胞,接种于96孔透明平底板中,每孔5×104细胞。使用的培养基是完全培养基:高糖DMEM,10%胎牛血清以及1%双抗,培养条件是5%二氧化碳、37℃;
2)24h贴壁后,共转染PEGFP-A3G和pcDNA3.1-Vif两种质粒。转染采用脂质体包裹转染,试剂使用lipo2000,转染液20μl;
3)转染4h后,加入待筛选的化合物,每孔2μl,终浓度为50μM;
4)培养48h后,检测绿色荧光蛋白GFP的表达情况。如果出现绿色荧光蛋白GFP表达上升的情形,该化合物可能成为抗病毒候选药物。
实验结果如图2所示,从实验结果可以看出,本发明苯并五元杂环类化合物均具有抑制Vif活性的作用。
实验二
Vif蛋白在HIV-1病毒复制过程中具有重要作用,vif缺陷的HIV病毒不能在CD4+T细胞、巨噬细胞内复制,即不能在上述“非允许”细胞内复制;而含有vif基因的野生株病毒可在上述细胞内复制。Vif缺失株病毒进入某些靶细胞后可进行反转录,但不能合成前病毒DNA。研究显示HIV复制处决于一种细胞抑制因子的出现或缺失,这种内源性的抑制因子是APOBEC3G,它属于细胞内RNA编辑酶,能使mRNA中的胞嘧啶脱氨基形成尿嘧啶,导致G和A突变体的累积,进而是病毒DNA降解,vif通过与APOBEC3G结合形成复合物阻断APOBEC3G的抑制活性。在APOBEC3G存在的细胞系如H9细胞中,APOBEC3G与vif蛋白结合通过泛素化***降解,如果化合物能够抑制APOBEC3G被vif蛋白降解,宿主细胞将不能够被HIV-1感染;而在APOBEC3G不存在的情细胞系如SupT1细胞中,HIV-1蛋白可以正常感染该宿主细胞;那么这个化合物将有可能成为抗HIV-1Vif蛋白的化合物。
APOBEC3G是细胞的自我保护机制,但vif是HIV-1病毒对抗APOBEC3G功能的蛋白,导致HIV-1病毒逃避细胞内自我清除过程。利用HIV-1的允许细胞和不允许细胞中的抗病毒实验的效果比较,从而能进一步在野生型病毒实验中确定靶标化合物可以拮抗HIV-1的Vif蛋白,抑制HIV-1病毒的复制。
1)取生长良好的淋巴细胞系H9和Supt1,细胞用量为2×105/孔,分别感染包装好的HIV-1病毒上清,病毒用量为10ng/1×106细胞;(感染时使用促感染试剂polybrene);
2)感染3h后换液,使用PBS清洗三次,弃上清,使用1640培养基(10%胎牛血清,1%双抗)培养,培养基每孔200μl,化合物每孔2μl(终浓度50μM);
3)使用2%TritonX-100处理收样的上清,收培养了4day的细胞上清,测P24Elisa。
实验结果如图3所示。从实验结果可以看出,本发明苯并五元杂环类化合物在H9细胞中具有良好的抗HIV-1病毒作用,而在SupT1细胞中没有效果。
实验三
1)取生长良好的淋巴细胞系H9,细胞用量为2×105/孔,感染包装好的HIV-1病毒上清,病毒用量为10ng/1×106细胞;(感染时使用促感染试剂polybrene);
2)感染3h后换液,使用PBS清洗三次,弃上清,使用1640培养基(10%胎牛血清,1%双抗)培养,培养基每孔200μl,加入化合物每孔2μl,终浓度分别为50μM,5μM,0.5μM,0.05μM,0.005μM,0.0005μM,0μM;
3)使用2%TritonX-100处理收样的上清,收样4day,测P24Elisa。
实验结果如下表所示,本发明苯并五元杂环类化合物的IC50值如下表所示:
化合物编号 | IC50 (μM) |
1 | 1.51 |
2 | 0.89 |
3 | 3.41 |
4 | 1.85 |
5 | 0.99 |
从实验结果可知,本发明的苯并五元杂环类化合物具有较好的抑制病毒的效果。
实验四
MTS(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfopheny)-2H-tetrazolium,innersalt)是一种新合成的四唑类化合物,它与MTT的应用原理相同,即被活细胞线粒体中的多种脱氢酶还原成各自有色的甲瓒产物,其颜色深浅与某些敏感细胞株的活细胞数在一定范围内呈高度相关。根据测得的490n的吸光度值(OD值),来判断活细胞数量,OD值越大,细胞活性越强,则表示药物毒性越小。
1)接种细胞,用含10%胎小牛血清的DMEM培养液将293t配成单个细胞悬液,以每孔1000个细胞接种到96孔板,每孔体积200μl;
2)24h贴壁后加入化合物,每孔2μl,终浓度分别为50μM,5μM,0.5μM,0.05μM,0.005μM,0.0005μM,0μM;
3)培养48h后,每孔加MTS溶液20μl,继续在培养箱中孵育2~4h;
4)选择490nm波长,在酶联免疫监测仪上测定各孔光吸收值,观察化合物对293t细胞的细胞毒性。
实验结果如下表所示,本发明苯并五元杂环类化合物的CC50值如下表所示:
化合物编号 | CC50 (μM)8 --> |
1 | >50 |
2 | >50 |
3 | >50 |
4 | >50 |
5 | >50 |
从实验结果可以看出,本发明苯并五元杂环类化合物毒性较低,在293t细胞中均呈现成无细胞毒现象。
Claims (4)
1.苯并五元杂环类化合物在制备抗HIV-1病毒药物中的应用,所述苯并五元杂环类化合物具有如下通式:
式Ⅰ中:
R1为连接有苯环的磺基,位于苯环的1或2号位;R2为H、C1~C4的烷烃基,或带有五元环的碳酰胺基;
X为S或O;
连接有苯环的磺基为:
或,式中,R为甲基或乙基;
式Ⅲ中的位于苯环的4或5号位;Y为卤素,位于苯环的1~3号位;
式Ⅳ中,位于苯环的1~3号位;
带有五元环的碳酰胺基为式(6)中,n为1~3的整数,X3为N、S或O。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:式Ⅰ中,连接有苯环的磺基为:
或。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:X3为O,n=1。
4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:苯并五元杂环类化合物为或。
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