嗎啉類衍生物的合成與HIV-1蛋白酶抑制活性的研究

背景介紹艾滋病，又稱獲得性免疫缺陷綜合征（AcquiredImmuneDeficiencySyndrome，AIDS），是人類因感染免疫缺陷病毒（HumanImmunodeficiencyVirus，HIV）而導(dǎo)致免疫缺陷，并引發(fā)一系列機(jī)會性感染及腫瘤的綜合征。根據(jù)聯(lián)合國艾滋病聯(lián)合規(guī)劃署（JointUnitedNationsProgrammeonHIV/AIDS,UNAIDS）統(tǒng)計，自1981年首次報告發(fā)現(xiàn)艾滋病病例，截至2020年底，AIDS已造成全球7930萬人感染，累計死亡人數(shù)3630萬。作為全球十大致命性疾病之一，艾滋病對人類的生命健康和社會發(fā)展造成了嚴(yán)重的威脅。因此，研發(fā)新型的抗HIV藥物是治療艾滋病的根本途徑。文章亮點1.為探索有效的抗HIV-1活性化合物，通過開環(huán)反應(yīng)、磺?；〈磻?yīng)、還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)、脫Boc保護(hù)基反應(yīng)、甲氨基取代反應(yīng)、酰胺縮合反應(yīng)等步驟設(shè)計合成7個嗎啉類目標(biāo)化合物，并經(jīng)1HNMR

、13CNMR和HR-MS進(jìn)行結(jié)構(gòu)確證。2.利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移方法進(jìn)行體外HIV-1蛋白酶抑制活性評價，研究結(jié)果顯示該類化合物具有一定的HIV-1蛋白酶抑制活性，為該類化合物的進(jìn)一步優(yōu)化改造提供了依據(jù)。內(nèi)容簡介1

實驗部分1.1

主要儀器與試劑1.2

實驗方法化合物(1S，2R)-1-芐基-2-羥基-3-(異丁胺)氨基甲酸叔丁酯（2）、(1S，2R)-1-芐基-2-羥基-3-(N-異丁胺-4-甲氧基苯基磺酰胺)氨基甲酸叔丁酯（3a）～(1S，2R)-1-芐基-2-羥基-3-(N-異丁胺-4-甲磺?；交酋０?氨基甲酸叔丁酯（3g）、N-[(2R,

3S)-2-羥基-3-氨基-4-苯基丁烷]-N-異丁基-4-甲氧基苯磺酰胺（4a）～

N-[(2R,

3S)-2-羥基-3-氨基-4-苯基丁烷]-N-異丁基-4-甲胺基苯磺酰胺（4i）的合成參照文獻(xiàn)[24]（如圖1所示）。圖1

目標(biāo)化合物的合成路線1.3

HIV-1蛋白酶抑制活性的測定以（Arg-Glu(EDANS)-Ser-Gln-Asn-Tyr-Pro-Ile-Val-Gln-Lys(DABCYL)-Arg）（AnaSpec）為底物，底物切點兩側(cè)分別標(biāo)記Edans和Dabcyl發(fā)色團(tuán)。HIV-1蛋白酶在大腸桿菌中表達(dá)并純化，蛋白酶使用PD-10柱脫鹽。1.4

分子對接以化合物T2為代表，利用Schr?dingersuite2020-3（Maestro12.4）軟件進(jìn)行分子模擬對接。HIV-1蛋白酶晶體結(jié)構(gòu)（PDB-ID:4mc9）來源于蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫。2

結(jié)果與討論2.1

芳香硝基化合物選擇性還原合成芳香羥胺化合物芳香硝基化合物在還原過程中生成中間體芳香羥胺，羥胺很容易迅速被還原為氨基，因此芳香硝基化合物在還原合成芳香羥胺化合物的過程中需要嚴(yán)格控制條件，提高反應(yīng)選擇性（如圖2所示）。圖2

芳香硝基化合物的還原2.2

抑制活性的測定進(jìn)行目標(biāo)化合物對HIV-1蛋白酶的抑制活性測試。實驗結(jié)果表明，嗎啉類衍生物T1~T7對蛋白酶表現(xiàn)出不同程度的抑制活性，其中化合物T2的IC50為30.23nmol/L。2.3

分子對接結(jié)果化合物T2與HIV-1蛋白酶的分子對接模擬如圖3所示，化合物T2能夠較完整地嵌入到HIV-1蛋白酶的活性腔中，并與蛋白酶活性位點的氨基酸殘基形成直接或間接（水分子介導(dǎo)）的氫鍵作用力。圖3

化合物T2與HIV-1蛋白酶結(jié)合2D圖3

結(jié)論本研究設(shè)計、合成了7個包含有不同取代基的嗎啉類衍生物，并利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移方法進(jìn)行體外HIV-1蛋白酶抑制活性評價，結(jié)果顯示該類化合物具有一定的HIV-1蛋白酶抑制活