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获得性免疫缺陷综合症亦称艾滋病(Acquriedimmunodeficiencysyndrome,AIDS),是由人类免疫缺陷病毒(Humanimmunodeficiencyvirus,HIV)引起的严重传染性疾病。目前临床广泛应用的高效抗逆转录疗法(highlyactiveantiretroviraltherapy,HAART)能够有效地延长病人的生存时间,提高生存质量,但是由于以逆转录酶和蛋白酶抑制剂为主的联合用药,普遍存在耐药性问题和严重的毒副作用,导致治疗失败。因此,寻找新的作用靶点和高效低毒而不易产生耐药性的药物是当前抗艾滋病药物研究的热点。
HIV侵入宿主细胞后,在病毒逆转录酶的作用下合成双链DNA。双链DNA在病毒整合酶的作用下嵌入宿主细胞DNA中。在没有反式激活因子(trans-activatoroftranscription,Tat)存在下,整合后的病毒DNA在RNA聚合酶Ⅱ的作用下转录不完全,只生成短的转录体。细胞液中的Tat转导进入细胞核,与病毒新生RNA反式激活应答区(trans-activatorresponseregion,TAR)相互作用,反式激活病毒RNA的转录,将转录速率提高几百倍,使得转录可以持续下去,生成全长mRNA。mRNA在病毒颗粒蛋白表达调节因子(regulatorofvirionproteinexpression,Rev)的协助下运送至细胞质,经翻译生成病毒蛋白。病毒蛋白与RNA经过包装和脱壳,完成整个复制周期。在HIV的复制周期中,Rev是不可或缺的调控蛋白,其与病毒mRNA的Rev应答元件(revresponseelement,RRE)相互作用,能够加速mRNA由细胞核向细胞质的转运。Rev缺乏或者不能进入细胞核,未剪接和部分剪接的mRNA将在细胞核内完全降解,HIV-1的复制将被阻断。Rev-RRE相互作用在HIV-1复制周期中起着重要的调节作用,是艾滋病药物研究的理想靶点之一。
二芳基苯并咪唑类化合物是已报道的HIV-1RRE抑制剂,本课题以二芳基苯并咪唑类抑制剂M06为先导化合物,利用生物电子等排原理将M06的苯并咪唑骨架替换为苯并啞唑,设计出一系列全新骨架的苯并啞唑类衍生物,并根据苯并咪唑类抑制剂中的活性取代基构建了虚拟化合物库,通过AutodockVina1.0对化合物库进行虚拟筛选,最后根据虚拟筛选的结果进行定向合成。
本课题以对硝基苯甲酸为起始原料,在氯化亚砜中回流得到对硝基苯甲酰氯,再与2-氨基4-硝基苯酚进行酰化得到双酰化中间体,该中间体在对甲苯磺酸和二甲苯作用下环合生成5-硝基-2-(4-硝基苯)苯并啞唑,5-硝基-2-(4-硝基苯)苯并啞唑在钯碳催化下将硝基还原为氨基,得到母核5-氨基-2-(4-氨基苯)苯并啞唑,最后母核与各种取代的苯甲酰氯或脂肪酰氯通过酰化反应生成苯并啞唑类目标化合物。本论文所合成的苯并啞唑类衍生物是全新结构的化合物,尚未见文献报道,其化学结构由IR、MS以及1H-NMR确证。
将设计合成的苯并啞唑类衍生物进行了初步的抗HIV-1(ⅢB)及抗HIV-2(ROD)活性筛选,但是活性较低,可能是先导化合物的选择不够理想。此外,我们对目标化合物进行抗A型流感病毒(H1N1和H3N2亚型)和B型流感病毒活性筛选,发现了2个活性较好的化合物。其中化合物YJ-08对A型流感病毒的抑制活性最高,抗H1N1亚型的活性(EC50=96.64μM,SI>2)高于阳性对照药物金刚烷胺的活性(EC50=141.75μM)；抗H3N2亚型的活性(EC50=47.87μM,SI>4),高于阳性对照药物达菲的活性(EC50=60μM,SI>4)。
总之,本课题总共设计合成了22个结构全新的苯并啞唑类衍生物。在化合物的合成中,对环合反应条件进行了探索,具有重要意义。对全部目标化合物进行了抗HIV活性筛选,但是活性较低,并对其因为进行了讨论。此外,抗流感病毒活性筛选结果发现了2个活性良好且结构新颖的A型流感病毒抑制剂,为该类抗病毒剂的进一步研究奠定了基础。