J.Med.Chem——Design, Synthesis and Structure-Activity Relationships of Indoline-Based Kelch-like ECH Associated Protein 1-Nuclear Factor (Erythroid-derived 2)-like 2 (Keap1-Nrf2) Protein-Protein Interaction Inhibitors.
发布时间: 2020-09-16 浏览次数: 10

20209月课题组在J. Med. Chem.发表题为Design, Synthesis and Structure-Activity Relationships of Indoline-Based Kelch-like ECH Associated Protein 1-Nuclear Factor (Erythroid-derived 2)-like 2 (Keap1-Nrf2) Protein-Protein Interaction Inhibitors.的研究性论文。课题组周海山博士为本论文的第一作者,姜正羽副教授,尤启冬教授为本论文的通讯作者。

Keap1-Nrf2-ARE途径是体内抗氧化应激的主要防御机制Nrf2 激活剂通过激活此防御通路,发挥对抗炎症相关疾病、神经退行性疾病、呼吸系统疾病等巨大的治疗潜力。直接干扰Keap1-Nrf2蛋白-蛋白相互作用(PPI)开发抑制剂由于可逆的结合、靶向明确等优点,规避了共价抑制剂的潜在毒性隐患,已成为该领域的研究热点。

为了探索更具安全特性的Keap1-Nrf2 PPI抑制剂的新骨架,我们通过对活性碎片进行骨架生长,获得苯二胺类化合物,经过构效关系研究,我们得到活性较好的苗头化合物。通过成环固定,设计合成吲哚啉类化合物,初步的构效关系研究得到改造空间较大的化合物。根据构效关系研究结果,对接分析得出吲哚啉类化合物与Keap1蛋白独特的结合模式。根据结合模式分析结果,合理设计合成得到酰基磺酰胺衍生物。之后通过双酰基磺酰胺基团的引入及多轮结构优化,最终获得最终获得靶标活性良好(FP: IC50 = 22 nM; ITC: Kd = 58.6 nM; BLI: Kd = 26.4 nM),低CYP450酶抑制,热力学性质和透膜性(Pe(pH 7.4) = 5.27 × 10-6 cm/s)改善,且体外肝微粒体酶代谢稳定(t1/2 = 151 min)的化合物19a。体外实验中,我们首先利用ITCBLI实验确证了化合物19aKeap1结合高亲和力。在细胞水平上,化合物19a可显著激活Nrf2-ARE信号通路及其下游靶基因的转录,显著上调Nrf2及下游保护蛋白(NQO1HO-1GCLM)的表达。进一步地,我们又验证化合物19a可降低LPS诱导H9c2心肌细胞产生的炎症因子水平,以及通过提高GSH/GSSG比值和降低ROS水平从而增强细胞的抗氧化损伤能力,有效抵御LPS诱导产生的H9c2细胞损伤。体内小鼠炎症模型研究中,化合物19a可通过显著降低小鼠血清中炎症因子的产生而有效缓解LPS引起的心脏组织的炎性症状。免疫组化分析显示,19a显著上调了小鼠心脏组织内Nrf2及其下游保护性蛋白NQO1HO-1GCLM的表达,表明该化合物可在体内激活Nrf2-ARE信号通路。心脏组织中ROS水平的下降以及GSH/GSSG比值的上升进一步证实了19a可增强体内的抗氧化功能。本部分研究中,我们得到更具成药性质的吲哚啉母核化合物19a,其在体外和体内均表现出心脏保护作用,为探索Keap1-Nrf2相互作用靶点成药性提供了合理有效的候选小分子抑制剂。

 

原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.0c01116

DOI:10.1021/acs.jmedchem.0c01116