抗肿瘤抗生素专家讲座

一些常见抗肿瘤药品对DNA作用次序特异性

药品名称作用后产物DNA作用靶序列嵌入型药品：柔红霉素/阿霉素柔红霉素/阿霉素WP401阿克拉霉素诺加霉素放线菌素D

非共价型复合物G-N2位加合物G-N2位加合物非共价型复合物非共价型复合物非共价型复合物

CG（A/T）CGCCGGCG（A/T）（C/T）GGC或GT双嵌入型药品：丙霉素刺霉素

复合物复合物

（A/T）CG（A/T）（A/T）CG（A/T）小沟结合物偏端霉素A倍癌霉素

复合物A-N3加合物

～5（A/T）bp～4（A/T）bp共价结合型药品：光神霉素丝裂霉素C

G-N2位加合物在两个G-N2位间交联

CG富含G区DNA断裂药品：博莱霉素培洛霉素

H’断裂H4’断裂

GT，GCGT，GC抗肿瘤抗生素专家讲座第1页一些作用于DNA

鸟嘌呤N2抗肿瘤抗生素机制

A：柔红霉素/阿霉素；B：Cyanomorpholinyl阿霉素；C：Barminomycin，次红霉素；D：恩霉素；E：丝裂霉素；F：Ecteinascidin，Et抗肿瘤抗生素专家讲座第2页DNA立体模型（A），以及一些药品

对DNA小沟处碱基作用模式（B）

从广义角度看，DNA能够看作是抗肿瘤药品大分子受体，而大多数抗肿瘤药品对DNA攻击是其小沟部分。抗肿瘤抗生素专家讲座第3页第一节蒽环类抗肿瘤抗生素---一、柔红霉素和阿霉素

抗肿瘤抗生素专家讲座第4页阿克拉霉素A和B化学结构抗肿瘤抗生素专家讲座第5页柔红霉素和阿霉素作用机制对柔红霉素和阿霉素作用机制研究发觉，其与DNA嵌入形成2：1DNR-CGTACG复合物，并确定了蒽环类抗生素结构中三个功效部分：1）嵌入（环B-D）；2）A环锚链（如C9-OH）；3）氨基糖;每一部分对生物学功效起着主要作用。另外一个主要发觉是：甲醛分子能够使这类药品将药品分子中柔毛霉胺N3与DNA分子中鸟嘌呤N2进行共价结合.抗肿瘤抗生素专家讲座第6页由甲醛分子介导2：1DNR-CGCGCG共价复合物三维结构

箭头所表示为甲醛分子介导共价交链。

A：从DNA小沟所表示；B：从DNA大沟所表示。

抗肿瘤抗生素专家讲座第7页另外一个蒽环类抗肿瘤抗生素诺加霉素（nogalamycin，Ng），它对DNA嵌入模式跨越小沟和大沟.

图中红色所表示为诺加霉素分子中nogalose部分，其嵌入在DNA小沟中；图中紫色所表示为诺加霉素分子中氨基葡萄糖部分，其嵌入在DNA大沟中；金黄色所表示为诺加霉素甙元部分。抗肿瘤抗生素专家讲座第8页二、双嵌入类化合物对柔红霉素结构改造，合成了双柔红霉素类化合物WP631和WP652，其含有比柔红霉素和阿霉素更强生物活性（化学结构如图所表示）。这两种双柔红霉素类化合物嵌入DNA模式不一样：WP631优先嵌入到含有CG(A/T)(A/T)CG一个六核苷次序中，并在两个甙元之间包裹四个碱基对；而WP652与一个四核苷次序结合，如PyGTPu。抗肿瘤抗生素专家讲座第9页

双柔红霉素类化合物WP631和WP652化学结构抗肿瘤抗生素专家讲座第10页双柔红霉素类化合物与DNA结合模型A：WP631-ACGTACGT复合物；B：WP652-TGTACA复合物抗肿瘤抗生素专家讲座第11页丙霉素A和刺霉素化学结构抗肿瘤抗生素专家讲座第12页丙霉素A与DNA嵌入模式抗肿瘤抗生素专家讲座第13页三、蒽环类抗生素其它一些作用机制普通地，蒽环类抗生素对DNA和RNA含有较高亲和力，所以认为这类抗生素经过将其分子非极性插入到DNA双螺旋碱基来发挥抗肿瘤作用，故也称之为如上所述嵌入型DNA结合机制。但依据对这类抗生素结构、理化特征和毒副作用研究，发觉还有一个主要作用机制：线粒体作为亚细胞作用靶位。其可能经过以下机制来影响线粒体。抗肿瘤抗生素专家讲座第14页1、与脂质亲和力对这类抗肿瘤抗生素心脏毒性研究表明：其细胞毒性主要作用靶位是线粒体膜。在线粒体内膜富含心磷脂（cardiolipin，CL），阿霉素与这种物质亲和力比磷脂酸高80倍。在线粒体膜上存在有很多含有一定功效酶，如NADH脱氢酶、细胞色素C氧化酶和细胞色素C还原酶等，这些酶功效正常发挥需要一定量心磷脂。所以，当蒽环类抗生素与膜上心磷脂结合后，就在不一样程度上影响了这些酶功效，这就是所谓群集活性（clusteringactivity）。抗肿瘤抗生素专家讲座第15页阿霉素群集活性，即其与心磷脂结合后影响线粒体复合物I－III，其作用模式能够是：阿霉素－心磷脂（双磷脂酰甘油）复合物与酶促复合物I－III移动在一起（a）；也能够是：阿霉素－心磷脂（双磷脂酰甘油）复合物与酶促复合物I－III分开（b）。这两种情况下，酶活性都受到抑制。抗肿瘤抗生素专家讲座第16页2、钙浓度与膜去极化

体外研究表明：在一定钙浓度下，线粒体起着钙储存作用从细胞质搜集，蒽环类抗生素含有影响稳态钙浓度作用。这种作用模式使阿霉素保持为一个弱氧化剂，来氧化蛋白质上关键巯基（这种蛋白为钙离子传运通道或孔）。确实，巯基还原剂能够保护钙离子外排。蒽环类抗生素对钙稳态影响分子机制似乎又是自由基调整机制。自由基也损坏经过肌质网对钙搜集。抗肿瘤抗生素专家讲座第17页3、金属离子络合

试验表明：在有DNA存在时，ADR－Fe＋3复合物显著地刺激从H2O2产生羟基自由基。这与观察到ADR-Fe鳌合物与DNA形成稳定三元复合物相一致，这种三元复合物本身就是一个活化氧化还原催化剂。ADR-Fe＋3复合物存在情况下，自由基形成也对真核细胞血影膜（ghostmembrance）进行氧化破坏。Gianni等研究表明：ARD-Fe＋3复合物循环降低分子氧。伴随Fe＋3还原成Fe＋2，形成一个阿霉素自由基，其可能介导药品毒性作用。抗肿瘤抗生素专家讲座第18页

阿霉素与一个普通金属离子之间形成

双复合物（a）和单复合物（b）

抗肿瘤抗生素专家讲座第19页4、自由基诱导在1970年至1980年间，人们开始认识到阿霉素心脏毒性并非其本身结构所致，而是因为在体内被还原成为半醌自由基。该自由基在厌氧条件下相当不稳定，它很轻易地将氧还原成为超氧化物，超氧化物离子能够深入使脂质过氧化。超氧化物将开启造成产生活性.OH和H2O2级联放大反应。这些自由基都包括到对细胞损伤，包含DNA断裂、DNA－蛋白交链，以及蛋白质破坏。因为心脏组织中基本不存在含有解毒作用酶类，所以，其毒性往往比其它组织要大。另外，蒽环氧化还原循环抑制了谷光苷肽超氧酶活性.抗肿瘤抗生素专家讲座第20页蒽环类氧化还原循环以及由此产生自由基过程抗肿瘤抗生素专家讲座第21页多重作用机制:蒽环类抗肿瘤抗生素进入胞内与线粒体发生交互作用后，引发一系列生物学效应：一是造成细胞色C释放，其诱导细胞发生调亡；二是产生自由基，造成脂质过氧化、DNA断裂和蛋白质破坏，以及钙离子释放；三是与金属离子形成复合物，造成自由基产生；四是与脂质发生交互作用，造成膜结构改变和一些酶抑制；五是抑制一些酶活性。抗肿瘤抗生素专家讲座第22页蒽环类抗肿瘤抗生素生物学效应和分子作用机制

抗肿瘤抗生素专家讲座第23页第二节丝裂霉素C

丝裂霉素是一类强效抗生素，于1950年由日本微生物学家从Streptomycescaesoitosus发酵培养物中发觉。其家族组员之一丝裂霉素C（mitomycinC，MC）。因为丝裂霉素C对实体瘤含有广谱抗肿瘤活性，已于上世纪60年代被用于临床癌症化疗。MC是乳房、肺，前列腺癌症联合化疗一个主要药品，也是少数几个有效抗结肠癌药品之一，而且是治疗表皮膀胱癌所选择药品之一和单一治疗非小细胞型肺癌最具活性药品。抗肿瘤抗生素专家讲座第24页丝裂霉素类化学结构

抗肿瘤抗生素专家讲座第25页一、丝裂霉素经过与DNA交联，作为一个强效细胞毒损伤物质早期分子药品学关于MC研究揭示了这类抗肿瘤抗生素一个特殊能力：MC和该族化合物其它组员能够使DNA链产生交联。尽管DNA被一些简单化学合成双功效烷化剂交联现象提早两年已被发觉，但丝裂霉素却是含有这种功效唯一一个天然抗生素。关于丝裂霉素含有这种烷化作用证据已被确证。比如：伴伴随交联，药品分子只结合在一条DNA链上。丝裂霉素主要是作为一个DNA复制抑制剂而发挥抗细胞活性已被证实,很多证据揭示，这种抑制基本上是由MC诱导交联造成。

抗肿瘤抗生素专家讲座第26页二、生物还原性药品活性：

丝裂霉素C作为原型起作用在Lyer和Szybalski经典论文中（1964）第一次描述了相关MC分子机制另一个独特特征是：DNA交联和烷化活性需要还原醌，这才使得药品转化为高活性烷基化形式。这种特征被认为在癌症化疗中很主要。相对于生长在有氧环境下细胞，MC和甲基丝裂霉素对培养在缺氧条件下细胞有选择性细胞毒性，这可经过O2抑制丝裂霉素还原活性来解释。这些发觉使人们得到这么一个假设：丝裂霉素拥有独特抗肿瘤选择性，即作用于于实体瘤缺氧区，这些区域通常对放射治疗和其它需氧治疗有抗性。抗肿瘤抗生素专家讲座第27页三、由MC造成DNA烷化和交联机制

DNA交联剂是癌症化疗药品主要组员，最好例子是合成药品苯丁酸氮芥、氮芥、卡氮芥，以及环磷酰胺等。与合成药品相比，MC是这类化合物中唯一天然起源物质，有更复杂化学结构和作用机制。MC复杂性提供了很好机会来研究它结构、还原机制、DNA损伤、生物活性等与化疗效应之间关系。抗肿瘤抗生素专家讲座第28页MC还原活化路径以及经过活化丝裂霉素对DNA进行交联机制

抗肿瘤抗生素专家讲座第29页KW-2149与BMS-181174化学结构

以及经谷胱苷肽活化机制

抗肿瘤抗生素专家讲座第30页FR900482和FR66979还原活化机制

抗肿瘤抗生素专家讲座第31页丝裂霉素C与DNA单功效和双功效

活化形成加合物机制

抗肿瘤抗生素专家讲座第32页由MC在对DNA引发交联时两步反应

抗肿瘤抗生素专家讲座第33页活化形式MC中C-10氧原子与DNA之间

CpG次序－特异性H-键

箭头指向作为共价反应靶位鸟嘌呤抗肿瘤抗生素专家讲座第34页MC单加合物存在下，专为CG-CG序列交联

抗肿瘤抗生素专家讲座第35页

单烷化MC-DNA加合物模式

MC在C4pG5中鸟嘌呤G5残基N2位烷化；经过MC分子中C10与鸟嘌呤G15之间键作用能够形成交链加合物。

抗肿瘤抗生素专家讲座第36页第三节博莱霉素类抗肿瘤抗生素一、博莱霉素类抗生素结构特征博莱霉素（bleomycin，BLM)是一族含有独特结构和作用广谱抗菌抗肿瘤抗生素，是日本微生物化学研究所梅泽宾夫首先从轮枝链霉菌(Streptomycesvertillus)中分离到，属于糖肽类抗生素。BLM组分繁多，在天然组份中结构衍生物有十几个。

抗肿瘤抗生素专家讲座第37页一个经典BLM-A2分子由四部分组成：1）末端氨基，参加BLM与核酸相互作用；2）bithiazole部分，也参加BLM经过DNA小沟与DNA结合；3）一个假肽部分，经过几个配位键结合过渡态金属，与识别特定DNA序列相关；4）一个多聚糖部分，其功效尚待讨论。抗肿瘤抗生素专家讲座第38页泰莱霉素（talisomycin）被称为第三代博莱霉素，其疗效比博莱霉素好，而毒副作用较小。泰莱霉素化学结构。

抗肿瘤抗生素专家讲座第39页一、博莱霉素类抗生素作用机制有些抗肿瘤药品含有断裂DNA功效，其中许多是经过氧化还原系统来活化这些药品分子，形成含有自由基状态药品。博莱霉素和培洛霉素属于这类抗肿瘤抗生素。抗肿瘤抗生素专家讲座第40页1、博莱霉素－金属－O2复合物氧化还原特征BLM能同时结合氧及氧化还原活性过渡态金属离子，如：铁、钴、锌、镍、铜。这些离子与BLM假肽部分几个氨基组成螯合物。这些复合物中最稳定是与钴形成螯合物。六个配位键使结合不可逆。BLM-Fe2＋与O2形成三元加合物，结合到DNA上并在Fe2＋氧化为Fe3＋后对DNA脱氧核糖C4’位进行亲核攻击。抗肿瘤抗生素专家讲座第41页在有氧（a）或无氧（b）情况下，将分别造成DNA链切割，以及在DNA链保持完整情况下释放游离碱基和产生一个氧化性破坏糖。

抗肿瘤抗生素专家讲座第42页1、博莱霉素－金属－O2复合物氧化还原特征与其它金属离子形成加合物仅在十分有限条件下才被激活。而Fe2＋再生允许三元复合物BLM-Fe2+-O2保持催化活性。据预计，一个BLM分子可产生8～10个DNA裂缝。所以，BLM能够被看作一个小核酸内切酶。

抗肿瘤抗生素专家讲座第43页A：金属离子Co（III）与PEP结合模式。起源于PEP5个氮供体原子和1个氢过氧化物基团与钴以特有几何性状结合；其赤道面上配体包含腺嘌呤上次级胺、嘧啶N5P、咪唑N1，以及酰胺氮上H；其轴向对CoPEP配体为Man-NH2和HO2-（对CodPEP配体为A-NH2和HO2-）。

B：CodPEP-CGTACG复合物三维结构。红色圆球代表钴离子；CodPEP金属结合结构域在靠近G8-T9DNA小沟中结合；注意HO2-基团与T9H4’邻近。

C：CodPEP嘧啶环经过识别一个鸟嘌呤碱基氢键与G8-C5碱基对结合，形成一个三联体。

抗肿瘤抗生素专家讲座第44页2、与核酸相互作用，在DNA上切割转移性BLM在GC碱基正确水平上切割DNA。二噻唑和末端氨基部分经过使BLM在DNA上结合更稳定对BLM作用机制起到很大作用，不论Fe2＋再生机制实际怎样，复合物在初始GC碱基对水平时间比Fe2＋再生必要时间长，因为BLM经常可发起另一次对反链DNA上（无序列特异性位点，依据第一切割位点而定＋1或-1C）亲核进攻。这将造成频繁双链DNA断裂：平均一个双链裂为6～8个DNA单链。抗肿瘤抗生素专家讲座第45页3、在染色质上切割特异性

在染色质水平上，限制原因不是由BLM所识别GC碱基对，而是药品对这些序列趋近性。已经证实，BLM优先在活跃被转录染色质结构域水平上切割DNA；而且，在这些结构域中，优先在连接两个相邻染色体DNA连接处切割。当染色质在DNA凝胶电泳前经过足够数量BLM处理后将造成寡核小体梯度产生。端粒合成序列也能够被BLM切割。抗肿瘤抗生素专家讲座第46页4、其它核酸切割

BLM还能够在一定部位切割RNA。比如，BLM可在一个特定位置消化5SrRNA、酵母tRNA、枯草芽孢杆菌tRNA，以及HIV1一个mRNA转录产物。总之，BLM结合并从单链和双链伸长连接处破坏这些分子。抗肿瘤抗生素专家讲座第47页5、与蛋白质相互作用，BLM水解酶

BLM水解酶催化BLM脱氨失活，此酶在动物细胞及酵母细胞内都存在。酵母基因序列已经测定，而BLM水解酶与半胱氨酸蛋白酶家族有相同性。该蛋白在细胞中位置还未确定。尽管各种细胞对BLM抵抗作用都归结于此酶，比如B淋巴瘤、肺癌、大肠癌，BLM水解酶对BLM特异性及其保护细胞不受BLM伤害机理仍不明了。其实，它活性在细胞提取物中十分易测，但在完整细胞中测定困难。然而，有研究表明，半胱氨酸蛋白酶抑制剂E64可能经过抑制BLM水解酶活性而加强BLM活性。抗肿瘤抗生素专家讲座第48页6、博莱霉素抑制蛋白BRPBRP是一类对BLM有高度特异性BLM结合蛋白。他们在产生BLM或BLM衍生物，如泰莱霉素微生物菌体中被发觉。编码这些蛋白一个基因，还在含有几个抗生素抗性Tn5细菌转座子中被发觉。这一基因很短（ca.400bp），且其编码这些蛋白在细胞核中组成二聚体。它们经过与BLM形成稳定可阻止BLM靠近DNA复合物使BLM失活。抗肿瘤抗生素专家讲座第49页三、博莱霉素毒理学

1、博莱霉素对动物细胞作用

用14C标识BLM经过放射自显影表明BLM起先位于细胞膜水平，几小时后博莱霉素就位于细胞核了。1984年，Roy核Horwitz证实加入介质中BLM只有低于0.1BLM与细胞结合。1986年，Lyman等发觉全部BLM与细胞结合物展现两种组成：一个是特异性另一个是非特异性。可是，这些为数不多研究指出，就像其它细胞毒性药品一样，渗透扩散是BLM进入细胞主要路径。抗肿瘤抗生素专家讲座第50页2、博莱霉素遗传毒性效应博莱霉素诱导细胞死亡原因归结于DNA双链断裂和染色体片断丢失。另外，BLM诱导染色体畸变：缺失、双中心粒及多中心粒、成环、交换，以及断裂，不过BLM不诱导姐妹染色单体交换。分裂间期用BLM处理细胞经常产生双核，而且经常产生微核。这些是由放射生物学家描述有丝分裂细胞死亡特征。BLM有微弱诱变性，主要是经过缺失发生。因为DNA修复－缺失型细胞对BLM更敏感，所以DNA修复增加可被看作是抵抗BLM一个机制。

抗肿瘤抗生素专家讲座第51页3、博莱霉素细胞毒性效应

BLM对培养细胞细胞毒性曲线与其它全部细胞毒性化合物不一样。细胞存活曲线作为BLM浓度函数，在通常半对数坐标系中作点，表现出不寻常无法合了解释连续向上凹曲线。实际上在细胞内没有对BLM靶位限制，与细胞循环相位相关毒性没有区分，而且没有抑制细胞快速诱导。在G2/M期内细胞比G1期细胞更敏感，不过两种细胞都显示出一样向上凹曲线。抗肿瘤抗生素专家讲座第52页4、质膜限制BLM细胞内摄作用及BLM细胞毒性

质膜显著地限制BLM分子抵达细胞内部数量。其实，假如用稳定57Co放射标识BLM复合物经细胞内摄作用进入渗透化细胞内部，细胞重新密封后，重复洗涤细胞，没有发觉内部放射活性泄漏。这表明，BLM不能经过质膜从细胞内部逃逸出来，这显著证实了BLM不能渗透经过质膜。然而，BLM细胞毒性即使被限制了，但仍可在完整非渗透化细胞中检测出来，那个不寻常向上凹曲线产生是因为BLM透过细胞质膜依赖性限制。另外，由BLM刺激有丝分裂细胞死亡是经过细胞内摄作用进入细胞内部少许BLM分子结果。抗肿瘤抗生素专家讲座第53页第四节其它类别抗肿瘤抗生素

一、放线菌素D放线菌素类(actinomycins，ActD)是一类含有环肽抗生素，结构中含有两条对称五肽内酯环,连接于一个吩恶嗪酮发色团，如图所表示。它也是最早用于临床抗肿瘤抗生素。自发觉放线菌素对何杰金氏病有效后,人们开始从微生物产物中寻找抗肿瘤药品。至今,报道放线菌素已经有50种以上，临床上应用仅为放线菌素C和D。

抗肿瘤抗生素专家讲座第54页放线菌素D化学结构

抗肿瘤抗生素专家讲座第55页放线菌素D作用机制放线菌素D经过与DNA双链紧密结合，干扰DNA复制和转录来发挥生物学活性。依据研究，ActD对DNA作用次序特异性主要为5’-GpC结合位点，尽管诸如GpG这么序列对ActD含有特殊亲和力。ActD经过位于DNA小沟处两个环状戊肽，在GpC处将其药品分子中吩恶嗪酮稠环嵌入到DNA与之结合，且发觉在ActD与邻近N2氨基基团之间含有很强氢键。与GpC位点结合亲和力也受到侧序列影响。抗肿瘤抗生素专家讲座第56页ActD-GATGCTTC复合物

抗肿瘤抗生素专家讲座第57页二、烯二炔类抗肿瘤抗生素

近年来，在微生物代谢产物抗肿瘤生物活性物质筛选过程中，发觉了许多新抗肿瘤抗生素，其中最引人注目标结果之一是1985年前后相继发觉含有环状烯二炔结构新型抗生素，包含：calicheamicin；Esperamicin；dynemicinA；neocarzinostatin（NCS）等。抗肿瘤抗生素专家讲座第58页一些烯二炔类抗肿瘤抗生素化学结构（A～C）

以及经过Bergman重排形成双自由基机理抗肿瘤抗生素专家讲座第59页作用机制烯二炔类抗生素切断DNA作用包括到这类抗生素与DNA双螺旋小沟结合，其活化形式必须先经过Bergman重排反应形成芳香双自由基活性物质。在DNA小沟中双自由基靠近两根链糖-磷酸骨架。经过双自由基，同时从相对链糖上夺取氢原子从而造成双链断裂。

抗肿瘤抗生素专家讲座第60页三、链黑菌素1、介绍链黑菌素（streptonigrin，SN）是从Strptomycesflocculus培养物中分离到一个氨基苯醌类抗肿瘤抗生素。由Rao等在1963年经过化学分析法和质谱判定并最终由Chiu和Lipscomb于1975年用X-衍射法确证。分子结构中A、B和C环几乎共平面，而D环与它们完全垂直。抗肿瘤抗生素专家讲座第61页链黑菌素化学结构

抗肿瘤抗生素专家讲座第62页2、链黑菌素DNA损伤效应

链黑菌素表现出各种对DNA不可逆性金属络合位和络合键，经过特定金属离子如锌、铜、铁、锰、镉、金形成链黑菌素-金属-DNA络合物。金属离子出现阻止了SN-DNA缔合。用含有不一样锌摩尔当量DNA滴定链黑菌素表明：一分子链黑菌素需要5.7摩尔锌离子和20～25摩尔磷酸DNA才能形成络合物。Sinha报道说离体化学温育降低链黑菌素与DNA络合，250个核苷酸结合1分子链黑菌素，而二价锌离子存在大大加强了成键，使络合变为180个核苷酸结合1分子链黑菌素。抗肿瘤抗生素专家讲座第63页3、染色体效应1）由SN引发染色体畸变和SCEs（姐妹染色体交换）；2）SN造成染色体着丝点及DNA损伤。抗肿瘤抗生素专家讲座第64页3）SN诱导染色体及DNA损伤预防

（1）抗氧化化合物人们发觉抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）能够在非细胞系统中，完全抑制由SN诱导脱氧核糖衰变和DNA断裂。（2）金属螯合剂金属螯合剂也被发觉对预防由SN引发DNA损伤有保护作用。人们还发觉螯合化合物去铁敏（解毒药）和2.2－dipyridyl（二吡啶基），能够保护游离DNA和细菌细胞不受SN诱导产生毒素，以及TP（4－羟基－2，2，6，6－四甲基哌啶－1－内酯，一个含有抗氧化特征硝基氧自由基）伤害。

抗肿瘤抗生素专家讲座第65页四、偏端霉素A和倍癌霉素A

含有（A/T）n序列窄小沟对于偏端霉素A（distamycinA）这类称之为小沟结合物药品（minorgroovebinders，MGBs），是很好结合位点。抗肿瘤抗生素专家讲座第66页偏端霉素A(A)化学结构以及偏端霉素-CGCAAATTTGCG复合物模式(B)

抗肿瘤抗生素专家讲座第67页倍癌霉素A倍癌霉素A与偏端霉素A作用机制相同，主要位点是腺嘌呤分子中N3烷化，尽管有时也在鸟嘌呤N3位烷化。抗肿瘤抗生素专家讲座第68页A：倍癌霉素A-DNA（GAAAAGG+CCTTTTC）加合物；B:在偏端霉素A（紫色）介导下，倍癌霉素A（桔红色）与CAGGTGGT+ACCACCTG中G分子中N3形成共价结合三元加合物；

：表示被烷化核苷位点。抗肿瘤抗生素专家讲座第69页五、多色霉素类抗肿瘤抗生素经过攻击DNA大沟实现抗肿瘤生物学效应药品非常少。一些致癌物质如活化黄曲霉毒素B1，其致癌作用是经过对鸟嘌呤N7攻击实现。有趣是，多色霉素类（pluramycins）抗肿瘤抗生素经过嵌入DNA大沟实现抗肿瘤生物学活性，这类抗生素包含altromycin、克大霉素（kidamycin）、赫大霉素（hedamycin）、多色霉素、新多色霉素（neopluramycin）、DC92-B，以及红玉黄素A（rubiflavinA）等。抗肿瘤抗生素专家讲座第70页（a）所表示为多色霉素化学结构；（b）所表示为多色霉素-（N7-鸟嘌呤）DNA加合物：在C2位嵌入部分侧链（白色），其与鸟嘌呤N7发生反应，以及在C8和C10位糖（黄色），其与小沟DNA发生交互作用；（c）所表示为多色霉素与DNA发生共价反应机理，以及经过热诱导后多色霉素-（N7-鸟嘌呤）DNA加合物链断裂。

抗肿瘤抗生素专家讲座第71页六、丙霉素A和刺霉素

丙霉素A（triostinA）和刺霉素（echinomycin）为天然双嵌入剂抗肿瘤药品，即分子中嵌入到DNA中间两个环由一个链连接；以下列图所表示化学合成双嵌入剂抗肿瘤药品WP631和WP652，其两个柔红霉素分子由一个对二甲苯基连接。实际上，在微生物代谢产物中就发觉了一些天然双嵌入剂抗肿瘤抗生素，抗肿瘤抗生素专家讲座第72页抗肿瘤抗生素专家讲座第73页2分子丙霉素A与GCGTACGC形成复合物模型抗肿瘤抗生素专家讲座第74页七、金霉酸类抗肿瘤抗生素色霉素（chromomycin）也叫阿布拉霉素、光神霉素（mithramycin）也叫普卡霉素，与橄榄霉素（olivomycin）属于金霉酸类抗肿瘤抗生素，其分子中都含有一个甙元发色基团，和五个附着在甙元上糖环，A-B两个糖环与C-D-E三个糖环相对附着，其化学结构如图所表示。研究发觉：这两个药品在Mg2＋介导下形成一个二聚体，然后嵌入到一个富含G/C序列被拓宽DNA小沟中。图所表示为色霉素-Mg2＋-DNA复合物模型。抗肿瘤抗生素专家讲座第75页色霉素A3、光神霉素以及橄榄霉素化学结构

抗肿瘤抗生素专家讲座第76页色霉素A3-Mg2＋-DNA复合物模型抗肿瘤抗生素专家讲座第77页八、云南霉素

云南霉素为一个新胞嘧啶核苷二肽抗肿瘤抗生素，化学结构如图所表示，经由云南地域分离链霉菌发酵液中分离得到，中国医学科学院药品生物技术研究所发觉。体外试验显示对肿瘤细胞有杀伤作用，抑制KB细胞蛋白质和DNA合成，但对RNA无影响。动物体内试验显示，云南霉素对小鼠肝癌22、结肠癌26以及肉瘤180都有抑制作用。抗肿瘤抗生素专家讲座第78页云南霉素化学结构

抗肿瘤抗生素专家讲座第79页九、力达霉素力达霉素是中国医学科学院药品生物技术研究所从放线菌Streptomycesglobisporus代谢产物中筛选到大分子蛋白类抗肿瘤抗生素，它由一个蛋白和一个含烯二炔结构发色团组成，分子中蛋白相对分子质量为1万左右，是迄今为止抗肿瘤活性最强抗生素。抗肿瘤抗生素专家讲座第80页力达霉素烯二炔发色团化学结构

抗肿瘤抗生素专家讲座第81页第五节肿瘤细胞多药抗性特征在肿瘤化疗过程中,有两个主要也是最基本问题：首先是一个临床有效肿瘤化疗剂是怎样发挥作用；接着就是肿瘤细胞是怎样躲避药品细胞毒作用,也即肿瘤细胞怎样放大内在药品耐受性或经过与药品相接触而产生取得性耐受性。抗肿瘤抗生素专家讲座第82页肿瘤细胞多药抗性(multidiugresistance，MDR)

在试验室里选择一个特定细胞毒天然产物对一些哺乳细胞进行耐药性试验发觉,这些细胞不但能够发展成对这种药品产生耐受性,且能发展成为对许多临床上所用化学结构和作用机制不一样药品产生耐药性,这一现象被称之为多药抗性(MDR)。这些与MDR相关肿瘤化疗剂大多为真菌或植物产生脂溶性化合物以及放线菌素D、蒽环类抗生素和长春属生物碱。抗肿瘤抗生素专家讲座第83页P糖蛋白

已经有研究表明:大多数含有MDR类型细胞都有过量表示一个被称之为P糖蛋白大分子(170-180KD)血浆膜糖蛋白。抗肿瘤抗生素专家讲座第84页推测P-糖蛋白结构:它约由1280个氨基酸组成12个跨膜区,每2个跨膜区组成一个双链分子(bipartitemolecule)。这些双链分子是基因复制产物还是基因融合产物还有争论。由6个跨膜区组成3个双链分子一端是一个较短疏水性氨基末端,另一组末端则是一个亲水性羧基,它含有ATP结合位点并进行水解。

抗肿瘤抗生素专家讲座第85页P－糖蛋白引发超多药抗性证据如：1）MDR细胞株中P-糖蛋白水平增高，P-糖蛋白表示与药品抗性程度相关；2）在MDR细胞株中，P-糖蛋白基因常被扩增；3）转染P-糖蛋白基因和含有增加P-糖蛋白表示CDNAS至受体细胞能够造成形成MDR；4）转染不一样P-糖蛋白或突变株CDNAS能够表示不一样MDR表型；5）P-糖蛋白结构特征是一个依赖于能量膜转运蛋白；6）一系列与MDR表型相关药品与P-糖蛋白结合。

抗肿瘤抗生素专家讲座第86页非P-糖蛋白介导多药抗性尽管已经有大量研究证实肿瘤细胞多药抗性是由P-糖蛋白所介导，但并非全部多药抗性肿瘤细胞耐药程度与P-糖蛋白表示量成正相关性。如在对鼠成胶质细胞瘤细胞株柔红霉素抗性研究中发觉，其与胞内Ⅱ型DNA拓扑异构酶结构改变相关，而其胞内药品积累量和保留时间都没有改变，且其P-糖蛋白表示量也与敏感细胞一样并非过量。所以通常称由P-糖蛋白介导多药抗性为“经典”MDR，而那些由非-P糖蛋白介导多药抗性为“非经典”MDR抗肿瘤抗生素专家讲座第87页第六节抗肿瘤细胞多药抗性新药开发策略

一、肿瘤细胞膜通透性改变多药抗性机制与克服多药抗性策略

膜通透性改变主要表现在两个方面：其一，膜对药品摄取降低，外排增加，使细胞内药品绝对浓度降低；其二，细胞质和细胞器水平药品浓度在亚细胞水平改变，使药品有效浓度降低。引发膜通透性改变主要与以下蛋白分子相关：1）产生P-糖蛋白；2）产生多药抗性相关蛋白（muti-resistanceprotein1～5，MRP1～5）；3）肺抗性蛋白（lung-resistanceprotein，LRP）过量表示。

抗肿瘤抗生素专家讲座第88页针对膜通透性改变作用靶点，进行研究抗肿瘤药品主要有三类。第一类为各种ABC转运泵抑制剂：第一代MDR逆转剂研究开发如，VER、戊脉安、硫氮卓酮、尼卡地平、尼鲁地平等钙拮抗剂，奎宁定和三氟拉嗪等钙调素抑制剂，免疫抑制剂环孢菌素A（cyclosporinA,CsA）、D和甾体激素等；第二代MDR逆转剂如，右旋VRE、环孢菌素D衍生物SDZPSC833和氯喹等；第三代逆转剂则是依据构效关系专门为逆转MDR而设计开发如，S9788、GF120918、VX-710、LY335979、XR9576和OC144-093等。抗肿瘤抗生素专家讲座第89页第二类新抗肿瘤药品是单克隆抗体研究开始主要用特异单克隆抗体作为检测判定伎俩,进行免疫细胞化学法判定ATP依赖性药品外排泵存在。以后发觉，部分单克隆抗体显示了良好逆转活性，比如P-gP特异性单克隆抗体C219能抑制其功效，后又相继发觉MRK16和MRPr1都有很好逆转活性。Hochman等进行P-gP药品外排研究时发觉：单独使用环孢菌素A无显著抑制作用，当P-gP单克隆抗体UIC2与CsA共同作用时能有效抑制50-80%长春碱外排。抗肿瘤抗生素专家讲座第90页第三类是基因治疗药品其优点是经过基因水平调控MDR表示，逆转MDR。它是经过外源基因导入人体细胞，以纠正内在基因缺点而最终到达直接或间接杀死肿瘤细胞治疗方法。现在研究最多是反义寡核甘酸，在体外合成特异性核酸序列，直接导入体内以抑制特定基因转录和翻译，到达封闭基因表示或MDRmRNA表示目标。抗肿瘤抗生素专家讲座第91页二、细胞代谢酶系统改变与新抗肿瘤药品开发

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