CN102731285A - 一类蒽醌类化合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
一类蒽醌类化合物及其应用，所述化合物具有通式I的结构：
通式I中：R1选自Br和XPh-(o,m，p)R3；所述的X为O或S；R3选自H、卤素、C1~C6饱和或不饱和烷基，C1~C4烷氧基、氨基和苯基；R2是H或OH。本发明所述的蒽醌类化合物模拟BH3-only蛋白，竞争性结合和拮抗Bcl-2，Bcl-XL和Mcl-1蛋白，从而特异性的引起细胞凋亡，但对正常细胞以及对缺失Bax、Bak的肿瘤细胞没有杀伤力，有望被开发成为靶向Bcl-2家族蛋白的安全、高效的蛋白抑制剂类药物。
Description
技术领域
本发明涉及一类新的蒽醌类Bcl-2家族蛋白抑制剂及其在体内、体外的模拟BH3-only蛋白，竞争性结合和拮抗Bcl-2和Mcl-1蛋白，从而诱导细胞凋亡作用和作为抗癌化合物的应用。
背景技术
分子靶向抗肿瘤药物正在成为继细胞毒剂类抗肿瘤药物之后，新药研发的热点和市场化的新生代产品。Bcl-2家族蛋白，是拮抗和逆转恶性肿瘤永生性的最重要的分子靶点之一。因此，特异性拮抗Bcl-2蛋白的药物，将通过专一诱导肿瘤细胞凋亡，最终实现高效、无毒副作用抗癌的目标。在Bcl-2抑制剂中，以高特异的BH3类似物（BH3 mimetics）的抗肿瘤效果最为显著，药效学活性最好，毒副作用最低。此外，还必须具备广谱拮抗Bcl-2家族蛋白的抗凋亡成员（包括Bcl-2和Mcl-1蛋白）的能力，才能实现单剂有效和低耐药。
但到目前为止，以Bcl-2家族蛋白为靶点的抗肿瘤药物尚无上市产品，仅有的19个临床前Bcl-2抑制剂中，其中三个效果最优的分别处于临床I，II，III期。分别是：由美国伊利诺州阿伯特实验室研发的ABT-737，Gemin X公司研发的Obatoclax（GX15-070），和美国Ascenta公司的AT-101。它们都是BH3类似物，与Bcl-2蛋白的竞争结合常数达到nM级，远远高于其它15个同类分子。但是它们都存在不足：Gossypol，Obatoclax的BH3类似程度不足，不是绝对的BH3类似物，换而言之，由于存在其他的作用靶点，具有不依赖BAX/BAK的细胞毒性，说明存在其他的作用靶点，因此具有毒副作用。ABT-737虽然是特异性最高的BH3类似物，但是不能拮抗和结合Mcl-1蛋白，不是广谱的Bcl-2家族蛋白抑制剂，因而严重限制了其适用的病种。
蒽醌类衍生物的抗肿瘤活性日益引起人们关注。很多天然的以及人工优化的蒽醌类的药物具有抗癌作用，它的代表药物阿霉素和柔红霉素，作为一种周期非特异性化疗药，已作为实体瘤化疗之首选药物。此类抗癌药的分子机制在米托蒽醌(mitoxantrone，DHAD)研制的过程中被揭示，蒽醌化合物对对肿瘤细胞DNA和RNA有很强的抑制作用，因此发挥抗癌活性。随着后续的蒽并吡唑类化合物等相继成为抗癌药物，人们发现，这些蒽醌类衍生物通过1,4-二羟基实现对核酸分子的损伤，抑制细胞分裂和生长，从而发挥抗癌活性。但是这些化合物都属于细胞毒性类药物，对肿瘤细胞没有靶向性，毒副作用大。
发明内容
本发明旨在获得靶向性更强的可作为BH3类似物抑制Bcl-2家族蛋白（包括Bcl-2和Mcl-1蛋白）化合物。
本发明的目的之一在于提供一类蒽醌类化合物，所述化合物具有下述通式I的结构：
通式I中：
R1选自Br和XPh-(o,m，p)R3；
所述的X为O或S；R3选自H、卤素、C1~C6饱和或不饱和烷基，C1~C4烷氧基、氨基和苯基；
R2是H或OH。
本发明另一方面的目的在于提供上述本发明的蒽醌类化合物的制备方法，包括如下步骤：
a.以邻苯二甲酰亚胺为原料，经水解，溴化，脱水反应获得4-溴-邻苯二甲酸酐；
b.以熔融三氯化铝和氯化钠作为溶液，4-溴-邻苯二甲酸酐与邻苯二酚或邻苯三酚在160℃下反应4小时生成6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮或6-溴-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮；
c.以DMF为溶液，CuI为催化剂，K2CO3为缚酸剂，在140℃下，6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮或6-溴-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮与R1H反应生成式I的蒽醌类化合物。
对上述本发明的蒽醌类化合物，我们通过多种手段检测了它们的BH3类似程度，以及他们对Mcl-1和Bcl-2的抑制能力。结果表明，本发明的上述具有新的结构的化合物具有极高的BH3类似程度，可以有效的抑制Mcl-1和Bcl-2蛋白。
我们进一步通过细胞实验检测了本发明的蒽醌类化合物对多种肿瘤细胞系的抑制作用。结果表明，本发明的上述化合物可以很好的诱导多种肿瘤细胞系凋亡，而对正常细胞没有杀伤作用。
基于此，本发明进一步提供上述本发明的蒽醌类化合物在制备BH3类似物类Bcl-2家族蛋白抑制剂，以及进一步在制备同类抗肿瘤药物中的用途。所述的Bcl-2家族蛋白抑制剂或相应的抗肿瘤药物可以是化合物的单质剂型也可以是有效量的蒽醌类化合物与适量的药用辅剂混合形成的组合制剂。
本发明再一方面的目的在于提供一种在体内或体外选择性诱导肿瘤细胞凋亡的方法，该方法包括给予治疗有效量的式I的化合物，或其盐及其它形式可药用衍生物。
本发明所述的蒽醌类化合物模拟BH3-only蛋白，竞争性结合和拮抗Bcl-2，Bcl-XL和Mcl-1蛋白，从而诱导细胞凋亡，实现其作为抗癌化合物的应用。与现有技术中的具有相似蒽醌结构并作用于癌细胞DNA的药物不同，本发明中所公开的蒽醌类化合物不能作用于DNA，而是通过抑制Bcl-2家族抗凋亡蛋白，特异性的引起细胞凋亡，对正常细胞以及对缺失Bax、Bak的肿瘤细胞没有杀伤力，有望被开发成为靶向Bcl-2家族蛋白的安全、高效的蛋白抑制剂类药物。
附图说明
附图1是荧光偏振方法检测化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮与FAM-Bid肽段竞争结合Mcl-1蛋白的动力学曲线。
附图2是荧光偏振方法检测化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮与FAM-Bid肽段竞争结合Bcl-2蛋白的动力学曲线。
附图3是化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮滴定Mcl-1蛋白的1H-15N HSQC化学位移谱图。
附图4是化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮在细胞水平上干扰Bcl-2/Bax之间相互作用结果示图（不同浓度）。
附图5是化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮在细胞水平上干扰Bcl-2/Bax之间相互作用结果示图（不同作用时间）。
附图6是化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮依赖BAX/BAK的细胞毒性实验结果。
附图7是化合物Gossypol依赖BAX/BAK的细胞毒性实验结果。
具体实施方式
本发明中所使用的术语应当具有以下普遍含义：
术语“卤素”表示卤素取代基，指代氟基（-F）、氯基（-Cl）、溴基（-Br）或碘基（-I）。
术语“饱和或不饱和烷基”是指饱和烷基或不饱和烷基。
相应的，术语“C1-C6饱和或不饱和烷基”是指饱和烷基或不饱和烷基，并且该取代基团中碳原子数在1~6，包括但不仅限于甲基、乙基、丙基、异丙基（1-甲基乙基）、丁基、仲丁基（1-甲基丙基）、异丁基（2-甲基丙基）、叔丁基（1,1-二甲基乙基）、戊基。
术语“烷氧基”是指烷基与氧原子连结后的化学基团，典型举例包括但不仅限于甲氧基（-OCH3）、乙氧基（-OC2H5）。
术语“氨基”是指-NH2基团。
术语“苯基”是指-C6H5基团，即-Ph。
就本发明所提供的具备通式I的结构的蒽醌类化合物，其具体实施方式之一中，所述的R1是Br，R2是H或OH。
本发明所述的蒽醌类化合物的另一具体实施方式中，所述的R1选自XPh-(o,m，p)R3。即R1是未取代或苯环上R3取代的苯氧基或苯硫基。其中，R3优选C1~C6饱和或不饱和烷基；进一步优选C1~C6饱和烷基；更优选C1~C6饱和支链烷基；最优选甲基、乙基、异丙基、仲丁基或异丁基。
更为具体的实施方式中，本发明所述的蒽醌类化合物选自如下化合物：
6-（4-异丙基-苯硫基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮；
6-（4-异丙基-苯氧基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮；
6-（4-异丙基-苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮；
6-（4-异丙基-苯氧基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮；
6-（4-仲丁基-苯氧基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮。
本发明另一方面还提供上述本发明的蒽醌类化合物在制备BH3类似物类Bcl-2家族蛋白抑制剂中的应用，以及进一步在制备同类抗肿瘤药物中的用途。本发明所述的制备Bcl-2家族蛋白抑制剂，或Bcl-2家族蛋白抑制剂类抗肿瘤药物，包括将本发明中所述的式I的化合物、或其可药用盐及其溶剂化物与药学上的常用辅料或载体结合，制备得到相应的药物组合物。上述药物组合物可以采用片剂、颗粒剂、胶囊、口服液、注射剂、气雾剂等剂性药物；还可以采用现代制药界所公知的控释或缓释剂型或纳米制剂。这些关于制剂方式和方法的选择，相信本领域技术人员可以从现有技术中得到充分的其实，本发明不再赘述。
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地了解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取4.44g（0.03mol）邻苯二甲酸酐加入20ml水，2.4g（0.06mol）NaOH，常温搅拌直到全溶。冷却后，滴加3ml液溴，90℃下反应，中间如有固体析出加入适量水。澄清溶液反应6小时后，颜色从深红色变淡，冷却过夜，有固体析出。过滤固体，滤液丢弃，固体溶于20ml热水，加入HCl中和至pH<4，乙酸乙酯萃取。萃取三次，有机层无水硫酸镁干燥2小时，过滤，滤液旋干，得白色固体4-溴-邻苯二甲酸1.86g，产率66.9%，熔点164℃。
称取0.735干燥的4-溴-邻苯二甲酸0.735g（3mmol）加入10ml乙酸酐加热沸腾2小时。冷却，减压蒸干，得白色固体4-溴-邻苯二甲酸酐备用。
取9gAlCl3，2gNaCl加热120℃搅拌，直到全部熔融。取0.66g邻苯二酚与上步的4-溴-邻苯二甲酸酐研磨，粉末分10次，每次间隔2分钟，加入熔融液中。20分钟加完后，搅拌下120℃反应30分钟，搅拌下加热160℃再反应6小时。冷却后，加入10%Hcl溶液20ml加热100℃反应1小时。溶液过滤，水洗，固体干燥。干燥后的固体，研磨，粉末用150ml乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干，得土黄色固体粉末，此时固体为三组分。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得黄色固体（组分A）0.08g，产率25%（按三组分各占1/3计算）。
结构表征:M.p.238℃（升华）.1HNMR(400M,DMSO):δ10.61(d,J=12Hz,2H),8.00(d,J=8.0Hz,1H),7.68(s,1H),7.59(d,J=8.0Hz,1H),7.44(d,J=12Hz,2H),TOF MS(EI+):C14H7BrO4,(m/z):calcd for 319.11,found 317.95,319.95.
实施例2：6-溴-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取4.44g（0.03mol）邻苯二甲酸酐加入20ml水，2.4g（0.06mol）NaOH，常温搅拌直到全溶。冷却后，滴加3ml液溴，90℃下反应，中间如有固体析出加入适量水。澄清溶液反应6小时后，颜色从深红色变淡，冷却过夜，有固体析出。过滤固体，滤液丢弃，固体溶于20ml热水，加入HCl中和至pH<4，乙酸乙酯萃取。萃取三次，有机层无水硫酸镁干燥2小时，过滤，滤液旋干，得白色固体4-溴-邻苯二甲酸1.86g，产率66.9%，熔点164℃。
称取0.735干燥的4-溴-邻苯二甲酸0.735g（3mmol）加入10ml乙酸酐加热沸腾2小时。冷却，减压蒸干，得白色固体4-溴-邻苯二甲酸酐备用。
取9gAlCl3，2gNaCl加热120℃搅拌，直到全部熔融。取0.378g焦性没食子酸与上步的4-溴-邻苯二甲酸酐研磨，粉末分10次，每次间隔2分钟，加入熔融液中。20分钟加完后，搅拌下120℃反应30分钟，搅拌下加热160℃再反应6小时。冷却后，加入10%Hcl溶液20ml加热100℃反应1小时。溶液过滤，水洗，固体干燥。干燥后的固体，研磨，粉末用150ml乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干，得土黄色固体粉末，此时固体为二组分。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得黄色固体（组分A）0.19g，产率38%（按三组分各占1/3计算）。
结构表征:M.p.263℃（碳化）.1H NMR(400M,DMSO):δ12.47(s,1H),10.93(s,1H),10.02(s,1H),8.22(s,1H),8.07(d,J=8.0Hz,1H),8.01(d,J=8.0Hz,1H),7.25(s,1H),TOF MS(EI+):C14H7BrO5,(m/z):calcd for 335.11,found 333.88,3335.92.
实施例3：6-苯硫基-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取0.16g（0.5mmol）6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮，0.33g（3mmol，310uL）苯硫酚，10mgCuI，加入到10mLDMF中，N2保护下，加热搅拌140℃反应6h。冷却，加入50mL质量分数10%Hcl溶液，静置1小时，过滤。固体干燥，乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干溶剂，得土黄色粗品。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得黄色固体0.043g，产率24.7%。
结构表征:M.p.251℃（升华）.1H NMR(400M,DMSO):δ10.63(d,J=12Hz,2H),8.02(d,J=8.0Hz,1H),7.63(d,1H),7.52(m,J=12Hz,5H),7.45(s,1H)，7.37(d,J=8Hz,2H),TOF MS(EI+):C20H12O4S,(m/z):calcd for 348.37,found 348.05.
实施例4：6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取0.16g（0.5mmol）6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮，0.45g（3mmol）4-异丙基苯硫酚，10mgCuI，加入到10mLDMF中，N2保护下，加热搅拌140℃反应6h。冷却，加入50mL质量分数10%Hcl溶液，静置1小时，过滤。固体干燥，乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干溶剂，得土黄色粗品。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得亮黄色固体0.05g，产率25.6%。
结构表征:M.p.256℃（分解碳化）.1H NMR(400M,DMSO):δ10.60(d,J=12Hz,2H),8.03(d,J=8.0Hz,1H),7.66(d,1H),7.54(m,J=12Hz,4H),7.45(s,1H)，7.42(d,J=8Hz,2H),3.00(m,J=28Hz,1H),1.25(d,J=8Hz,6H),TOF MS(EI+):C23H18O4S,(m/z):calcd for 390.05,found 390.43.
实施例5：6-（4-异丙基苯硫基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取0.17g（0.5mmol）6-溴-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮，0.45g（3mmol）4-异丙基苯硫酚，10mgCuI，加入到10mLDMF中，N2保护下，加热搅拌140℃反应6h。冷却，加入50mL质量分数10%Hcl溶液，静置1小时，过滤。固体干燥，乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干溶剂，得土黄色粗品。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得亮黄色固体0.078g，产率38.4%。
结构表征:M.p.248℃（分解碳化）.1HNMR(400M,DMSO):δ12.47(s,1H)，10.82(s,1H)，9.95(s,1H)，8.02(d,J=8.0Hz,1H),7.73(d,1H),7.55(m,J=12Hz,3H),7.45(d,J=8.0Hz,2H)，7.2(s，1H),3.00(m,J=12Hz,1H),1.25(d,J=8Hz,6H),TOF MS(EI+):C23H18O5S,(m/z):calcdfor 406.45,found 406.09.
实施例6：6-（4-仲丁基苯氧基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取0.16g（0.5mmol）6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮，0.45g（3mmol）4-仲丁基苯酚，10mgCuI，加入到10mLDMF中，N2保护下，加热搅拌140℃反应24h。冷却，加入50mL质量分数10%Hcl溶液，静置1小时，过滤。固体干燥，乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干溶剂，得土黄色粗品。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得黄色固体0.029g，产率14.9%。
结构表征:M.p.234℃（分解碳化）.1HNMR(400M,DMSO):δ10.60(d,J=12Hz,2H),8.02(d,J=8.0Hz,1H),7.67(d,1H),7.54(m,J=12Hz,4H),7.45(s,1H)，7.42(d,J=8Hz,2H),2.56(m,J=12Hz,1H),1.56(m,J=8Hz,2H),1.25(d,J=8Hz,3H),0.86(m,J=8Hz,3H),TOFMS(EI+):C24H20O5,(m/z):calcd for 388.41,found 388.13.
实施例7：6-（2-甲基苯氧基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取0.17g（0.5mmol）6-溴-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮，0.324g（3mmol）邻甲基苯酚，10mgCuI，加入到10mLDMF中，N2保护下，加热搅拌140℃反应24h。冷却，加入50mL质量分数10%Hcl溶液，静置1小时，过滤。固体干燥，乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干溶剂，得土黄色粗品。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得亮黄色固体0.047g，产率26.0%。
结构表征:M.p.251℃（分解碳化）.1H NMR(400M,DMSO):δ12.47(s,1H)，10.82(s,1H)，9.95(s,1H)，8.02(d,J=8.0Hz,1H),7.73(d,1H),7.55(m,J=12Hz,4H),7.45(t,J=8.0Hz,1H)，7.2(s，1H),2.25(s,3H),TOF MS(EI+):C21H14O6,(m/z):calcd for 362.43,found 362.08.
实施例8：6-（4-甲基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取0.16g（0.5mmol）6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮，0.372g（3mmol）4-甲基苯硫酚，10mgCuI，加入到10mLDMF中，N2保护下，加热搅拌140℃反应6h。冷却，加入50mL质量分数10%Hcl溶液，静置1小时，过滤。固体干燥，乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干溶剂，得土黄色粗品。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得亮黄色固体0.047g，产率25.9%。
结构表征:M.p.256℃（分解碳化）.1HNMR(400M,DMSO):δ10.63(d,J=12Hz,2H),8.00(d,J=8.0Hz,1H),7.63(d,1H),7.51(m,J=12Hz,4H),7.45(s,1H)，7.37(d,J=8Hz,2H),2.40(s,3H),TOF MS(EI+):C21H14O4S,(m/z):calcd for 362.40,found 362.06.
实施例9：6-（4-溴苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取0.16g（0.5mmol）6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮，0.567g（3mmol）4-溴苯硫酚，10mgCuI，加入到10mLDMF中，N2保护下，加热搅拌140℃反应6h。冷却，加入50mL质量分数10%Hcl溶液，静置1小时，过滤。固体干燥，乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干溶剂，得土黄色粗品。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得亮黄色固体0.069g，产率32.2%。
结构表征:M.p.262℃（分解碳化）.1HNMR(400M,DMSO):δ10.63(d,J=12Hz,2H),8.01(d,J=8.0Hz,1H),7.64(d,1H),7.48(m,J=12Hz,4H),7.44(s,1H)，7.37(d,J=8Hz,2H),TOF MS(EI+):C20H11BrO4S,(m/z):calcd for 427.27,found 427.98,425.96.
实施例10：6-（4-乙基苯氧基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮的制备
取0.17g（0.5mmol）6-溴-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮，0.366g（3mmol）4-乙基苯酚，10mgCuI，加入到10mLDMF中，N2保护下，加热搅拌140℃反应24h。冷却，加入50mL质量分数10%Hcl溶液，静置1小时，过滤。固体干燥，乙酸乙酯溶解，过滤，滤液干燥，蒸干溶剂，得土黄色粗品。干法上样，乙酸乙酯：石油醚=1:1(1%乙酸)为洗脱剂，硅胶柱分离，得亮黄色固体0.021g，产率11.1%。
结构表征:M.p.238℃（分解碳化）.1HNMR(400M,DMSO):δ12.47(s,1H)，10.82(s,1H)，9.95(s,1H)，8.02(d,J=8.0Hz,1H),7.73(d,1H),7.55(m,J=12Hz,4H),7.45(t,J=8.0Hz,1H)，7.2(s，1H),2.81(q,J=8.0Hz,2H)，1.25(t,J=8.0Hz,3H),TOF MS(EI+):C22H16O6,(m/z):calcd for376.36,found 376.08.
实施例11：通过荧光偏振分析法检测化合物的BH3类似程度
合成一个带有21个氨基酸的Bid BH3肽段（氨基酸：79-99：QEDIIRNIARHLAQVGDSMDR)，并在N端标记上6-羧基荧光素琥珀酰亚胺酯（FAM）作为荧光标签（FAM-Bid）。竞争结合实验中所用的反应体系为GST-Bcl-2蛋白（40nM）或Mcl-1蛋白，和FAM-Bid多肽（5nM）溶于反应缓冲液中（100mM K3PO4,pH 7.5;100μg/mL牛γ白蛋白；0.02%叠氮化钠）。在96孔板中，每孔加入100μL反应体系，然后加入1μL不同浓度的溶于DMSO的待检测化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮母液（10mM）至实验设计所需终浓度。同时设立两个对照组，一个对照组为反应体系中只含有Bcl-2或Mcl-1和FAM-Bid(相当于0%抑制率)，另一对照组中的反应体系只含有FAM-Bid肽段。96孔板经过4个小时的避光孵育后，进行酶标仪上检测。荧光极化值（mP）在由530nm波长激发产生的485nm发射波长下测量。试验结果如附图1所示。Ki值根据计算公式推导得出。该化合物与Mcl-1和Bcl-2蛋白的竞争结合常数Ki值分别为12.9nM和22.5nM。
按照上述相同的试验方法检测其他化合物的BH3类似程度，它们与Bcl-2和Mcl-1蛋白的结合常数在也是nM级，具体结果如表1所示。
表1
实施例12：分子滴定Mcl-1蛋白的1H-15N HSQC检测化合物的BH3类似性
制备0.1-0.2mM浓度的15N标记Mcl-1蛋白的缓冲体系200uL，缓冲液是磷酸盐缓冲液（PH 6.8），另有10%D20和2uLDSS(三甲基硅丙磺酸钠)。配体溶于DMSO中，充分溶解后，过0.22um的油性滤膜，配制后浓度为10mM。NMR波谱在Bruker Avance 600MHz NMR波谱仪上使用低温探头进行检测记录，温度25℃，首先扫描未加小分子的蛋白的1H-15NHSQC图谱，检测蛋白质所有氨基酸的共振峰和谱峰分布情况，温度25℃，根据蛋白浓度不同扫描不同时间，记录数据。接着，按1:1或者1:2的浓度配比，滴定小分子抑制剂与15N标记的Mcl-1蛋白中，利用上述条件，再次扫描记录数据。用NMRViewJ软件分析HSQC图谱，将前后两次扫描图谱叠加，分析Mcl-1蛋白氨基酸位移情况，其结果如附图3所示。
从检测结果可以看出：加入6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮后，有大约20个氨基酸残基发生了明显的化学位移（>0.05ppm），其中80%位于Mcl-1蛋白的BH3结合沟槽，说明其通过模拟Bim肽段特异性与Mcl-1进行结合。其中有代表性的氨基酸残基有：亲水位置氨基酸残基为R263、N260和T266，P3口袋氨基酸残基为F228、V220等，P2口袋氨基酸残基为M250和F270。核磁结果与计算结果相吻合，表明化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮通过与Mcl-1蛋白的R263、N260形成氢键结合以及占据疏水的P2口袋和P3口袋来抑制Mcl-1蛋白的功能。
实施例13：活细胞内荧光偏振能量转移（FRET）检测化合物的BH3类似性
利用磷酸钙共沉淀的方法将2μg Bcl-2-CFP和Bax-YFP质粒分别或同时转染至Hela细胞中，转染24小时后，将细胞接种于6孔培养板（2×105个/孔），加入溶于DMSO的待检测化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮至终浓度（0.5,1.0,1.5,2.0,2.5，3.0μM），药物作用24小时后（如附图4），PBS清洗细胞3次，用GENIOS荧光酶标仪（TECAN,Swiss）检测荧光值。在时间依赖的实验中，转染后的细胞接种于6孔板后，加入40μM化合物，药物作用1、2、3、4、5、6小时（附图5），检测荧光。在只转染Bcl-2-CFP质粒的细胞组中记录475nm发射波长值，激发波长为433nm。在只转染Bax-YFP质粒的细胞组中记录527nm发射波长值，激发波长为505nm。对共转染Bcl-2-CFP和Bax-YFP质粒的细胞实验组记录527nm和475nm发射波长值，激发波长为433nm。527nm发射荧光与475nm发射荧光相比值即为FRET，将单独转染对照组的FRET值设为1.0。在共转染的细胞中，由于Bcl-2蛋白和Bax蛋白的相互作用使得FRET值增加至2.0，而随着加药浓度和时间的增加，对两蛋白相互作用的干扰增强，FRET随之减弱。细胞活力由MTT法进行测定。试验结果如附图4和附图5所示，该化合物在1.0μM，作用1小时即可干扰Bcl-2/Bax之间的相互作用，呈浓度时间依赖趋势。
按照上述相同的试验方法检测其他化合物，试验证明这些化合物在不同作用浓度和作用时间的条件下，均具有细胞内模拟BH3-only蛋白的作用，能明显干扰Bcl-2/Bax之间的相互作用。具体结果如表2所示。
其中浓度和时间表示测试化合物在该浓度下干扰Bcl-2/Bax之间的相互作用发生的时间。
表2
| 化合物 | 浓度(μM) | 时间(h) |
| 1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮 | 2.0 | 6 |
| 2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 2.1 | 6 |
| 6-溴-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮 | 2.0 | 3 |
| 6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.5 | 3 |
| 6-（4-异丙基-苯硫基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1 | 1 |
| 6-（4-甲基苯硫基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮 | 2.0 | 3 |
| 6-（4-乙基苯氧基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.0 | 3 |
| 6-（4-异丙基苯氧基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.0 | 2 |
| 6-（2-甲基苯氧基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮 | 2.0 | 2 |
| 6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.0 | 1 |
| 6-（4-溴苯硫基）-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.0 | 2 |
| 6-（4-甲基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.0 | 1 |
| 6-苯硫基-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.5 | 3 |
| 6-（4-甲氧基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.5 | 3 |
| 6-（4-溴苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.5 | 3 |
| 6-（4-异丙基苯氧基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.0 | 2 |
| 6-（4-乙基苯氧基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.0 | 3 |
| 6-（4-仲丁基苯氧基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮 | 1.5 | 3 |
实施例14：化合物依赖BAX/BAK的细胞毒性实验验证其BH3类似物的特性
磷酸钙共沉淀转染3μg BAX/BAK干扰质粒至MCF-7细胞中，转染24小时后，收集细胞，Western检测RNA干扰后BAX和BAK蛋白表达情况，相同处理无质粒转染的细胞组设为对照组。转染后的细胞接种于96孔板中（1×105个/孔），平行进行未转染质粒细胞组的对照实验，按实验设计浓度梯度加入待检测化合物6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮，作用48小时后，MTT检测细胞活力，结果如附图6所示，Gossypol作为非特异性BH3类似物与本发明的化合物对比平行处理，结果如附图7所示。可见6-（4-异丙基苯硫基）-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮具有绝对依赖BAX/BAK的细胞毒性。
按照上述相同的试验方法检测其他化合物，结果显示所检测化合物也均具有绝对依赖BAX/BAK的作用特点。
表3
Claims (8)
1.一类蒽醌类化合物，所述化合物具有通式I的结构：
通式I中：
R1选自Br和XPh-(o,m，p)R3；
所述的X为O或S；R3选自H、卤素、C1~C6饱和或不饱和烷基，C1~C4烷氧基、氨基和苯基；
R2是H或OH。
2.如权利要求1所述的蒽醌类化合物，其特征在于所述的R1选自XPh-(o,m，p)R3。
3.如权利要求2所述的蒽醌类化合物，其特征在于所述的R3选自C1~C6饱和或不饱和烷基。
4.如权利要求3所述的蒽醌类化合物，其特征在于所述的R3选自C1~C4饱和或不饱和烷基。
5.如权利要求4所述的蒽醌类化合物，其特征在于所述的R3选自C1~C4饱和烷基。
6.如权利要求5所述的蒽醌类化合物，其特征在于所述的R3选自甲基、乙基、异丙基、仲丁基和异丁基。
7.权利要求1所述的蒽醌类化合物的制备方法，包括如下步骤：
a.以邻苯二甲酰亚胺为原料，经水解，溴化，脱水反应获得4-溴-邻苯二甲酸酐；
b.以熔融三氯化铝和氯化钠作为溶液，4-溴-邻苯二甲酸酐与邻苯二酚或邻苯三酚在160℃下反应4小时生成6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮或6-溴-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮；
c.以DMF为溶液，CuI为催化剂，K2CO3为缚酸剂，在140℃下，6-溴-2,3-二羟基蒽醌-9,10-二酮或6-溴-1,2,3-三羟基蒽醌-9,10-二酮与R1H反应生成式I的蒽醌类化合物。
8.权利要求1所述的的蒽醌类化合物在制备BH3类似物Bcl-2家族蛋白抑制剂中的应用。
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