布洛芬衍生的硫代氨基脲和 1,2,4 - 三唑:新型潜在 MetAP(II 型)抑制剂的探索与发现

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Chemico-Biological Interactions 4.7

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  为解决布洛芬胃肠道并发症及选择性差问题,研究人员开展合成布洛芬衍生的硫代氨基脲(4a-i)和 1,2,4 - 三唑(5a-i)并研究其抗癌活性的主题研究。结果显示这些化合物有抗癌活性,可抑制 MetAP2 酶,意义在于为抗癌药物研发提供新方向。

  在医学和生命科学领域,药物的研发与优化一直是备受瞩目的焦点。布洛芬(ibuprofen)作为一种广为人知的非甾体抗炎药(NSAIDs),自 1961 年被 Stewart Adams 发现以来,在临床上的应用十分广泛。它能够有效缓解痛经、头痛、偏头痛、术后牙痛、脊柱炎、骨关节炎、类风湿关节炎等带来的轻至中度疼痛,还在阿尔茨海默病和帕金森病的治疗中发挥一定作用。
然而,随着对布洛芬研究的深入,其存在的问题也逐渐显现。一方面,长期使用布洛芬会引发胃肠道并发症,这主要是因为大多数非甾体抗炎药共有的羧酸基团会对胃肠道产生局部刺激。另一方面,布洛芬在抗癌等治疗中的非选择性问题也困扰着科研人员,其较小的分子结构可能是导致非选择性的原因。为了攻克这些难题,科研人员积极探索,希望找到新的解决方案。

在这样的背景下,来自未知研究机构的科研人员开展了一项意义重大的研究。他们致力于设计和合成一系列布洛芬衍生的硫代氨基脲(thiosemicarbazides,4a-i)和 1,2,4 - 三唑(1,2,4-triazoles,5a-i),并探究它们作为潜在蛋氨酸氨基肽酶 2(Methionine aminopeptidase type 2,MetAP2)抑制剂的可能性。这项研究成果发表在《Chemico - Biological Interactions》上,为抗癌药物的研发开辟了新的道路。

在研究过程中,科研人员运用了多种关键技术方法。首先,通过化学合成技术,以商业供应的试剂为原料,成功制备出目标化合物,并利用柱色谱法对合成的化合物进行纯化。其次,借助多种光谱技术,如傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)和高分辨质谱(HR - MS),对化合物的结构进行精确解析。此外,运用分子动力学(MD)模拟技术,深入分析蛋白质 - 药物复合物的动态行为;采用 2,2 - 二苯基 - 1 - 苦基肼基(DPPH)自由基清除活性测定法评估化合物的潜在抗氧化活性。

下面来看具体的研究结果:

  • 化合物合成与结构鉴定:研究人员成功合成了 8 种新型硫代氨基脲 4a - i 和 8 种新型 1,2,4 - 三唑 5a - i。通过一系列光谱技术,准确确定了这些化合物的分子结构。
  • 细胞毒性测试:在对 5 种不同癌细胞系(宫颈癌(HeLa)、人乳腺癌(MCF - 7)、人胃腺癌(MKN - 45)、人转移性前列腺癌(PC3)和人胶质母细胞瘤(U87))进行的细胞毒性测试中,发现源自布洛芬的硫代氨基脲 4i 和 4d 展现出抗癌活性;1,2,4 - 三唑 5b、5c、5d、5e、5h、5g 在这些癌细胞系中也表现出抗癌活性。研究人员还将这些化合物与健康细胞(NIH - 3T3)进行对比,通过选择性指数确定了最有效的化合物。
  • 蛋白质 - 药物复合物稳定性研究:为测试蛋白质 - 药物复合物的稳定性,科研人员将 18 种化合物(4a - i 和 5a - i)对接至 MetAP2 酶的活性位点。通过计算,发现抑制常数的计算值与实验值具有相关性。利用全原子分子动力学模拟(MD)对 MetAP2 - 抑制剂复合物的动态行为进行 200 ns 的分析,结果显示药物能够以稳定的均方根偏差(RMSD)和均方根波动(RMSF)结合在 MetAP2 的活性中心。
  • 抗氧化活性评估:科研人员利用 DPPH 自由基清除活性测定法对化合物的潜在抗氧化活性进行评估,结果发现 4a、4b、4e、4f、4h 和 4i 的抗氧化活性值与标准品相近。

综合上述研究结果,科研人员得出结论:计算机模拟结果和体外研究表明,布洛芬衍生的硫代氨基脲和 1,2,4 - 三唑可能是治疗宫颈癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌和胶质母细胞瘤的新型抗癌候选药物。这些化合物可通过抑制 MetAP2 酶,诱导细胞内凋亡蛋白的产生。同时,部分化合物还具有良好的抗氧化活性。

这项研究具有重要意义。它不仅为解决布洛芬的现有问题提供了新的思路,而且为抗癌药物的研发提供了新的候选化合物。通过对布洛芬进行结构修饰,得到的这些衍生物在抗癌和抗氧化方面展现出的潜力,有望为未来的临床治疗带来新的突破。这一研究成果为生命科学和健康医学领域的进一步探索奠定了坚实基础,激励着更多科研人员在相关领域继续深入研究,推动医药科学的不断发展。

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