通过点击化学介导的诺托马霉素(Nor-Tomaymycins)异二聚化合成和评估DNA交联剂

《Chemistry – A European Journal》:Synthesis and Evaluation of DNA Cross-linkers by Click Chemistry-Mediated Heterodimerization of Nor-Tomaymycins

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Chemistry – A European Journal 3.7

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  制备PBD异源二聚体并验证其DNA结合与交联能力,发现D1二聚体具有显著细胞毒性,点击化学为构建PBD文库及活细胞二聚化应用提供新途径。

  

图形摘要

点击化学(click chemistry)提供了一种简单的方法来制备基于吡咯[2,1-c][1,4]苯并二氮卓(PBD)的DNA结合剂。通过热变性分析、质谱法和DNase I足迹法验证了这些“点击”后的PBD异二聚体具有DNA结合和共价交联的能力。其中一个异二聚体引发了强烈的DNA交联和细胞毒性,表明其在活细胞中的二聚化潜力。

摘要

小分子药物对DNA双链的共价交联是抗癌治疗中经过验证的机制。吡咯[2,1-c][1,4]苯并二氮卓(PBDs)已被证实是强效的DNA结合剂,在二聚化时能够实现链间和链内的DNA交联,并已被用作多种抗体-药物偶联物(ADCs)中的细胞毒性载荷。在这项研究中,我们探讨了点击化学制备PBD异二聚体的潜力。异二聚体D1–D4是通过铜催化或菌株促进的叠氮-炔环加成反应(SPAACs)从相应的单体M1–M4和MbA制备得到的。通过DNA热变性分析、一种新开发的基于质谱的方法(用于检测单链和双链修饰)以及DNase I足迹法评估了单体和二聚体与DNA的相互作用。所有方法都证明了D1的DNA结合和交联能力。在三种细胞系中的毒性测试显示,单体M1和M4以及二聚体D1和D4具有最强的毒性。点击化学方法为获取更大规模的基于PBD的DNA结合剂库提供了便捷途径,包括在活细胞中进行二聚化的选项。

1 引言

DNA小沟结合剂是一类具有重要抗癌和/或抗菌特性的化疗药物。其中,吡咯[2,1-c][1,4]苯并二氮卓(PBDs)因其能够以序列特异性方式与DNA共价结合而受到深入研究。1]这类化合物源自链霉菌属产生的天然产物,例如蒽霉素或tomaymycin(见图1A)。[2, 3]它们的三环结构由一个取代的芳香A环、一个二氮卓B环和一个吡咯烷C环组成。其结构中的两个特征对生物活性至关重要:C11a位置的S构型手性中心呈右手螺旋形状,使分子能够适配到DNA的小沟中,[4];以及用于与鸟嘌呤碱基的外环N2-氨基共价结合的亲电亚胺基团(见图1B)。[5-7]

详细信息见图片下方标题
选定的吡咯[2,1-c][1,4]苯并二氮卓的结构和作用机制。A) 天然产物蒽霉素和tomaymycin、合成类似物nor-tomaymycin、二聚体SJG-136以及含有PBD二聚体SG3199作为载荷的抗体-药物偶联物loncastuximab tesirine的结构。B) tomaymycin与DNA鸟嘌呤碱基形成的共价加合物。C) SJG-136引起的DNA交联。

PBDs已被广泛研究作为抗癌剂,[8, 9]最近也被研究作为抗菌剂。[

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