src激酶抑制剂综述

Src(sarcomagene)

受体激酶家族抑制剂研究综述药学0703班U200717953

周俊

Src（sarcomagene）受体激酶家族抑制剂研究综述摘要；本文介绍了src的组成，作用以及与相关疾病的作用，总结了近几年研究src激酶家族的方向，以src激酶家族作为靶点寻找抗癌药物中的一些进展和成果，并逐一分析比较有代表性的药物，如喹啉衍生物，嘧啶衍生物等等化合物，最后总结近期成果，指出现有工作的不足和未来的研究方向。关键词鸡肉瘤病毒基因（关键词鸡肉瘤病毒基因（src）酪氨酸蛋白激酶抑制因子ATP结合位点引言：sarcomagene（鸡肉瘤病毒基因，以下简称src）的组成Src是一类癌基因，其表达产物主要是酪氨酸蛋白激酶类。Src在许多组织细胞中表达，在癌症发病机制中处于重要的地位，是肿瘤，癌症分子表达途径的重要的激酶oSrc家族是研究最早最深入的家族，包括Blk,Brk,Fgr,Frk,Fyn,Hck,Lck,Lyn,c-Src,Srm,c-Yes等成员。根据氨基酸序列，可以分为两个亚族：一族是Src,Fyn,YesandFgr并且广泛在不同的组织中表达，Lck,Blk,LynandHck和造血细胞有关.研究表明，Src与其他众多酶类可联合在一起促进多个细胞反应进程。Src与多种激酶受体偶联，包括酪氨酸激酶受体，整合单白受体，G蛋白偶联受体等。.通过偶联作用影响细胞生长，发育，乃至转移扩散。最好的例子就是与EGFR（一种有关细胞生长的受体）的结合，Src可以使EGFR自身磷酸化，降低EGFR的中间体的调节与胞吞作用。除了牵涉到细胞内的反应，Src可能也在初级肿瘤细胞的转移中扮演着一个重要的角色。实际上Src转移细胞的存在减少了ECM反应以及组织反应的损失。分子调节这些过程的机理建立在Src和FAK的反应的基础上。Src与粘附分子有关。Src的磷酸化使得在粘附分子上的整联蛋白受体接收的黏着性与转移信号得以传播。Src的作用靶点一般来说就目前的研究而言，src的作用靶点有以下几类：第一种是以src激酶为作用靶点。到目前为止还没有被批准的src激酶抑制剂，但是新的分子，有选择性的有潜力的化合物已经在被合成。设计测试更加有效的抑制剂，运用分子模型筛选技术，组合化学研发新的药物已经成为趋势。一般而言，一个抑制剂的选择性应该严格作用于癌细胞而不干扰正常细胞的生长进程，抑制剂也应间接作用于酶合成这样的在癌细胞进程中也会发生的物质。第二种就是以SH2和SH3区域为靶点的药物，该药物是很多疾病的重要靶点，如癌症cardiovascular，restenosis。这些分子阻断src和其他蛋白底物作用属于信号阻断途径，一般而言，SH2区域识别特殊的多肽包括一个磷酸化的酪氨酸残基。SH2的抑制剂分子设计基于氨基酸特定的排列顺序。在许多例子中，多肽库中产生的第一代配体给与了重要的信息以成功设计连接无受体的src的SH2的受体。而SH3的抑制剂则是基于与该区域作用的分子的多肽，其配体能够和SH3区域的酪氨酸富集区作用，但是一般而言这种作用是很弱的，因为形成的离子键和氢键数量有限。因此SH3抑制剂KI值在微摩尔范围内很低。尽管合成此种抑制剂的效果已经显现，但只有少量例子在文献中出现。Src激酶家族的作用Src酪氨酸激酶联系的受体对细胞的生长和分裂是非常重要的，它具有双重作用，既可以作为一种受体，又可以作为一种酶（酪氨酸激酶）。在其休眠状态时，酶的活性部位是关闭着的，但当受体被信号分子激活，其活性部位被打开，同时在细胞内部产生级联信号，这种信号可以是基因激活，蛋白质被大量合成，细胞因此大量复制，繁殖分化。当这些受体变的不能控制或对其表达过度时，就有可能导致肿瘤等疾病的发生。受体的过度表达式由于对其遗传基因密码的过度表达引起【1】由此可见，将级联信号传递过程中各个环节中参与的酶或受体作为靶点，阻断信号传递将会非常有意义，该类src激酶抑制剂可能会取得比较好的效果，有可能可以开发出疗效较好的抗肿瘤药物。激酶催化的磷酸化过程如果要设计出高效的酶抑制剂，首先要弄清该酶所催化的反应以及底物的性质，该种激酶的底物有两个，一个底物是另外一个蛋白质分子的酪氨酸残基，而另一个底物是三磷酸腺苷，它是磷酸化过程的磷酰化试剂，镁离子对于ATP与酶键合的作用是非常重要的，磷酸化过程包括磷酸基从ATP分子向酪氨酸残基的转移过程。Src激酶家族与疾病关系癌症SFK（src酪氨酸激酶家族，以下简称SFK）在细胞标记以及许多细胞疾病发生发展的过程中扮演着重要的角色，尤其是癌症。正常细胞对不同生理条件包括有丝分裂发生，分化，生存，粘附以及转移表现出不同的应答方式，所有的应答过程都受到癌症过程的调节oSrc致命的活化过程往往伴随着一个细胞失去对自身活性反馈调节的能力。在一些癌症病因的调查中，一些调查研究表明src变异的细胞往往表现出癌细胞特征，不论是一开始发现的v-Src，还是病毒引起的同类分子c-Src，不论是人或鸡类家禽，都以C端负反馈调节的缺失为标志。【2】SFK的活性由酶的过度表达程度决定，即便是在克隆性癌症中出现也是如此。变异的关键牵涉到氨基酸531，并且这种含src-531的片段也具有活性。Src蛋白激酶水平以及活性的变化与恶性肿瘤的程度相关联。SFK的恶性活化长期维持较高的蛋白酶活性，在诸多的人类癌症中已有体现，如乳腺癌，胃癌，胰腺癌，卵巢癌，脑癌，肺癌，中性肿瘤以及白血病，淋巴瘤和骨髓瘤。Src和其他疾病SFK也参与了其他生理过程如介导骨质丢失，参与风湿性关节炎，心血管疾病以及免疫系统失衡。c-Src涉及到一些骨病如骨质疏松，帕氏病，高钙血症以及骨癌转移。【3】最近发现c-Src也促进增殖和骨肉瘤的高潜力生长。在正常条件下，成骨细胞与破骨细胞的作用相平衡,c-Src控制成骨细胞活性，引导蛋白酶的分泌，同时调节骨组织微管和肌动蛋白聚合物。在转移的时候，肿瘤细胞能够从初期肿瘤组织转移至骨组织，并刺激破骨细胞，诱导src表达，产生细胞因子反馈调节初期肿瘤组织，进一步促进其生长，造成恶性循环。Src的抑制剂能够阻断这些步骤的每一步，另一种骨病也涉及c-Src的表达，主要是Csk（一种抑制src催化活性的激酶）的过度表达，表明src抑制剂有治疗类风湿性关节炎的潜在作用。Src同时也参与了增加血管通透性的生理机制，表达不同的分子包括血管内皮生长因子，src抑制剂通过VGEF减少了血管通透性【4】研究表明SFK的重要性体现在src和Yes能够减少VEGF介导的血管通透性，因此src抑制剂将会对脑化学损伤和心肌梗死的治疗有所帮助。实际上，PP1（一种src激酶的抑制剂）可以减少脑损伤，对于小鼠还可以减少血管通透性以及提供有效地脑保护。Src同样在其他过程中也有作用，例如调节NDMA（N-甲基-D-天门冬氨酸，以下简称NDMA）受体的活性，有治疗NDMA受体介导的神经痛的潜在活性。近期研究表明src与普列昂氏症有关联，包括可遗传的脑病。普氏症是一种自我繁殖的反常表达的蛋白颗粒引起的疾病。在该病细胞培养模型中发现了SFK的增长。Src可能是细胞间疾病作用机制关键因素。Src抑制因子的研究方向Src抑制因子的研究可以被分为三种类别：体外研究；临床动物模型研究；临床试验；在这些研究中，三种不同类型的抑制因子已经被测试出来：ATP竞争性抑制因子，干扰蛋白质-蛋白质之间与Src反应的分子和导致Src不稳定的小分子【5】。CGP2511为代表的药物CGP2511为代表的药物先导化合物为staurosporine【6】，它是一种微生物的代谢物，是一种具有较高活性的蛋白激酶抑制剂，另外，还发现它有可以同ATP一起竞争ATP的键合部位，但是由于该化合物没有选择性，所以他对丝氨酸-苏氨酸激酶以及酪氨酸激酶都有抑制作用。Staurosporine分子是一个复杂的聚环结构，它包括一个带有四个手性中心的二氢吡喃环，这样复杂的结构因为不一合成，因此必须简化它的结构，最容易的简化过程就是去掉其结构中的二氢吡喃环，使原来的聚环结构得到简化，同时又消除了四个手性中心。ArcyriaflavinA是消除了二氢吡喃环后得到一个合适的结构，注意到它的结构中额外增加了一个羰基，这也是一种结构简化的方法，因为导入了这个羰基后化合物分子变成了一个对称的结构，一般情况下对称分子较容易合成。虽然arcyriaflavinA的活性比先导化合物低，但是仍然是一个酶抑制剂，且对蛋白激酶C（以后简称PKC）的特殊的激酶有选择性。对该结构进一步简化，除去中间的芳环结构,进而合成了一系列双吲哚基马来酰胺类化合物,试验表明，该类化合物对PFC的抑制活性较强。继续对其进行构效关系研究：•亚胺上氮原子不能被取代，否则活性将丧失•苯胺基所在的芳环是活性所必须的，如果用环己烷环代替则活性消失。•芳环上的取代基R1必须是小分子基团，否则活性下降，事实上取代基仅有氟原子。R1为甲基时化合物活性下降。•苯胺基的氮原子不能取代，如果其中一个R2被甲基取代，则活性下降；如果两个R2都被甲基取代，则活性完全消失。•苯胺上的氮原子是活性必需的基团，如果将NR2用硫原子取代则活性消失•两个羰基结构对活性是必需的，如果去掉其中一个羰基的氧原子形成内酰胺而不是亚胺则活性大幅度降低。结构见图1二苯胺基苯邻二甲酰亚胺合成路线见图2ch3

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"CH.喹啉衍生物：目前最具潜力的作用在ATP结合位点合成src抑制剂，最初被Wyeth-Ayerst的研究人员作为表皮生长因子抑制剂合成，第一次记录于文献的药物。药物SKI-606I7】是其中的代表药物，是src的潜在抑制剂，IC50仅有1.2nM,该化合物选择性很强，另外还与环Src活性靶点结合，喹啉的一号氮原子与341号蛋氨酸中的氨基形成较强的氢键，苏氨酸的侧链羟基与氰基，喹啉的二号碳与谷氨酸的羰基之间均有作用。这些空间定位集团构成了激酶专属的“袋子”。同时SKI-606也是Abl的抑制剂，IC50为1nM,同时他也被报道说与白细胞系发生反应，抑制Brc和Abl阳性细胞的生长。因为这些理由，该化合物能够应用于某些癌症。目前该药正在临床试验阶段。另外SKI-606的类似物也是很好的src抑制剂。SKI-606

SKI-606SKI-606嘧啶衍生物嘧啶衍生物是最重要的src激酶抑制剂种类之一并且按稠合的环种类分为不同的亚族。1997年，Parke-Davis发表了先导化合物PD089828,该化合物也是一种没有选择性的src激酶抑制剂，据文献记载，它对c-Src,PDGFR,FGFR的IC50为0.22,1.25以及0.14M。该类新的化合物显示出ATP竞争性抑制活性。化合物33则被报道称对src，PDGFR,FGFR的IC50分别为18,210，40nM,并且在体内试验中延迟了Colo-205肿瘤的繁殖长达14天。化合物35对src的IC50为0.26,对其他生长因子受体也有较高活性，并且对src有一定程度的选择性。1995年，通过高通量筛选技术针对src特异性抑制剂进行筛选，二氢酰亚胺【4,5-b】并喹啉类化合物被发现有特异性作用于酶靶点，化合物在研究中显示出了极度特异性，对c-Src的抑制作用相比于对PKA的抑制作用足足高出6000倍，该作用比对表皮生长因子受体酪氨酸激酶（以后简称EGFRTK）的作用也高出了150倍。如果7位有甲基取代也能保持活性，相对的，在8位有甲基取代则少了7倍的活性。在嘧啶环上N原子的取代都会使活性降低，只有甲基取代的时候会保持活性；所有的芳香衍生物取代会使活性降低。该类化合物与ATP没有竞争抑制活性，其作用位点明显在核苷酸的结合“口袋”中。以化合物43为例，对src激酶显示出的IC50值为2.4nM。其他不同结构的化合物PD-145709显示出对src的IC50值为0.65，另外二硫化物也被用于合成作src的抑制剂，比如化合物75,对src的IC50为0.4nM,但是对EGFR（表皮生长因子，文中简称EGFR）则活性相对较低，这些衍生物都没有ATP竞争性抑制活性。它们的抑制作用是不可逆的，在酶的活性中心位点与半胱氨酸形成共价键，因此对Lek显示出7.32的IC50值。有实验表明这类化合物以硫为亲核试剂进行反应：Lek中的半胱氨酸残基在酶的作用下打开异丙噻唑环，其苯基的衍生物是ATP的竞争性抑制剂，对Lek有很强的选择性：据文献报道化合物77就对Lek和e-Sre的IC50为0.032M和0.46M。3位取代的吲哚环系列化合物有酪氨酸激酶抑制活性，但是对sre没有选择性。另外一种sre抑制剂的家族为三环类，如化合物86，据文献报道对Lek和e-Sre的IC50值为5和2nM,并且对很多酪氨酸或丝氨酸激酶，有很高的选择性。这类化合物细胞间活性低于100nM并且在小鼠体内IL-2产生试验模型中和环抱霉素A同样有效。据报道2-氨基噻唑类化合物有潜在的SFK和Jak激酶抑制剂活性。以环丙基氨基化合物的衍生物化合物87为例，它对Lek和sre的IC50值均为35nM和10nM,对于T细胞繁殖，化合物87的IC50值也为884nM。对这类化合物，改造最成功的是衍生物88,对不同的sre家族激酶均有1nM左右的IC50值，并且该化合物延迟了细胞繁殖，并且在啮齿目动物体内炎症模型中有活性。PD-145709PD-145709化合物87C1化合物88总结自然资源中还有一些非常有希望的衍生物，但是他们和主要的家族并无太多关联，近期文献中有所报道这些化合物对src激酶的抑制活性。过去的几年里在直接作用于src的药物制作上做了大量的工作，也有一些活性分子被发现，但是研究工作远远没有到能够完全解决问题的程度，选择性和毒性问题仍然有待解决，而且更加重要的是，在利用这些抑制剂之前，选中的分子与其他的酶可能的在信号传导过程中的相互作用还有待弄清楚，除了src，许多其他激酶对癌症或是其他疾病也有重要作用。目前所有的该靶点药物还没有真正能够上市进行销售的药物，很难有能够通过临床试验的药物，原因之一就是所有药物没有办法做到有效性和安全性兼顾，或者选择性不高，所以抗癌药物的寻找仍然面临严峻的挑战。参考文献【1】Anti-CancerAgentsinMedicinalChemistry,2007,7,660-680，1871-5206/07$50.00+.00©2007BenthamSciencePublishersLtd.，SyntheticSrc-KinaseDomainInhibitorsandTheirStructuralRequirementsSilviaSchenone1,*,FabrizioManetti2andMaurizioBotta2【2】SyntheticSrc-KinaseDomainInhibitorsAnti-CancerAgentsinMedicinalChemistry,2007,Vol.7,No.6663【3】TheSrcpathwayasatherapeuticstrategy，A