新型氨基甲亚氨基取代的亚苯基双苯并噁唑：设计、合成、生物学评价及DNA结合特性

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Novel amidino-substituted phenylene-bis(benzazoles): Design, synthesis, biological evaluation and DNA binding properties

　　• 合成了一类新型酰胺脒取代的联苯-双（苯并噁唑）化合物• 苯并噁唑衍生物表现出最高的抗增殖活性• C-6 位咪唑啉基酰胺脒在抑制癌细胞生长方面最为理想• 环状及未取代的酰胺脒有利于抗锥虫活性• A-T 富集多聚核苷酸结构的稳定化与抗锥虫活性相关引言芳香族酰胺脒，尤其是双酰胺脒，是一类作用机制明确的生物活性化合物，对核酸具有显著的亲和力，在抗感染和抗癌领域有悠久应用历史 [1], [2], [3], [4]。典型的双阳离子二酰胺脒，如喷他脒和贝尼尔，以及它们的杂环类似物呋拉脒，对冈属 *Trypanosoma* 和 *Leishmania* 的病原原虫具有强效活性，这主要通过它们对 DNA 小沟中 AT 富集区域的高亲和力识别 [5], [6], [7]。受天然小沟结合物如 distamycin 和 netropsin 的启发，人们开发了多种合成类似物，其中包括 Strathclyde 小沟结合物（SMGBs），表现出抗菌 [8], [9]、抗真菌 [10], [11]、抗寄生虫 [12], [13]、抗病毒 [14] 和抗癌 [15], [16] 特性。尽管经典的小沟配体偏向 AT 富集区域，但更新一代的化合物已证明能够选择性地靶向 GC 碱基对序列，从而实现对 GC 富集基因组位点相关的转录因子和其他调控因子的调节 [17], [18]。在芳香族二酰胺脒中，核酸识别与生物活性受阳离子酰胺脒末端、杂芳香骨架以及连接识别单元的桥链共同组合的强烈影响 [19]。因此，含有苯基酰胺脒的杂环化合物因其抗肿瘤、抗寄生虫和抗炎特性而得到了广泛研究 [20], [21], [22]。虽然苯并咪唑和苯并噻唑基双酰胺脒已在构效关系（SAR）研究中得到探讨，但相应的双苯并噁唑衍生物尚未被探索，特别是在抗增殖或抗锥虫活性方面。将它们纳入本系列化合物中，既可评估该此前未被探索的骨架在这些生物学体系中的作用，也使其与苯并噻唑和苯并咪唑类似物在共同分子框架内得以直接比较。在我们先前的工作中，我们开发了一系列单和双-6-酰胺脒-2-芳基/杂芳基苯并噻唑衍生物，并证明在杂芳基亚结构末端引入带正电荷的酰胺脒可显著影响抗增殖和抗锥虫活性 [23], [24]。与这些观察结果一致，我们随后报道了通过柔性脂肪链连接的双-6-酰胺脒苯并噻唑的合成，并鉴定出一种通过环己烷连接、酰胺脒未取代的类似物作为亚纳摩尔级抗锥虫活性剂，可在单次给药治疗中治愈 1 期锥虫病 [25]。基于我们此前的工作，本研究旨在建立酰胺脒取代联苯-双（苯并噁唑）的系统性 SAR 框架，独立变化三个主要结构要素：苯并噁唑骨架、联苯连接方式及酰胺脒结构。将苯并噻唑、苯并噁唑和苯并咪唑骨架整合到共同分子框架中，实现对杂原子身份（S、O 和 NH）影响的直接比较。与此前研究的柔性桥链不同，引入刚性的 1,3- 和 1,4-联苯间隔基，以限制构象灵活性并界定两个苯并噁唑-酰胺脒单元的相对空间排布。酰胺脒结构空间被扩展至包括未取代、咪唑啉基、*N*-异丙基以及六元及七元环状酰胺脒，从而允许系统地评估酰胺脒取代基和环大小的影响（图 1）。因此，这种设计使得骨架身份、分子几何构型和酰胺脒结构对生物效力与选择性的单独和共同贡献能够被区分开。对合成化合物在人类癌细胞系谱中的抗增殖活性进行了评估，并测试了其对血循环型 *T*. *brucei* 的抗锥虫活性。部分衍生物通过竞争性透析和光谱方法进一步研究，以表征它们对不同 DNA 和 RNA 结构的识别及其与观察到的生物学特征之间的可能关联。总体而言，这种系统方法提供了联苯-双苯并噁唑的比较性 SAR 分析，并确定了与进一步开发强效和选择性苯并噁唑基双酰胺脒相关的结构特征。**章节摘录****化学部分**为评估在苯并噁唑骨架 C-5 和 C-6 位引入的酰胺脒取代基的类型和位置，以及酰胺脒部分的结构多样性所产生影响，合成了一类新的酰胺脒取代双苯并噁唑系列化合物，其具有独特的杂芳环框架，并在生物学评估方面展现了增强的潜力。在我们此前关于酰胺脒取代 2-芳基苯并噁唑的研究中，我们建立了合成的高效和通用方法**通用方法**合成中使用的商业可获得化学试剂和适当纯度的溶剂。通过 Merck 硅胶 60F-254 铝板的薄层色谱（TLC）对化合物进行常规鉴定。在加入甲磺酸之前，使用超声处理器 UP200Ht（Hielscher Ultrasonics，德国）对游离碱中间体在乙醇中的悬浮液进行均质化。熔点通过 Original Kofler Mikroheitztisch 仪器（Reichert，Wien）测定。UPLC-MS 分析**CRediT 作者贡献声明****Livio Racané：** 撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，监督，方法学，调查研究，资金筹措，概念设计。**Lucija Pti?ek：** 撰写 – 原稿，方法学，调查研究，数据管理。**Anja Be?：** 撰写 – 原稿，可视化，方法学，调查研究。**Iva Zonji?：** 调查研究，数据管理。**John M. Kelly：** 撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，监督，调查研究。**Dirk Daelemans：** 撰写 – 审阅与编辑，**利益冲突声明**作者声明不存在利益冲突。**数据可用性声明**数据可根据请求提供。**利益冲突声明**? 作者声明没有已知的可能影响本论文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。**致谢**我们衷心感谢克罗地亚科学基金会（Croatian Science Foundation）在以下项目中的财政支持：*合成新型苯并噁唑杂环作为潜在抗肿瘤和抗菌药物*（IP-2024-05-7208）以及*基于花青素衍生物染料 – 具有抗肿瘤和抗菌活性的新型核酸探针和生物探针*（IP-2024-05-7701）。Lucija Pti?ek | Anja Be? | Iva Zonji? | Lidija-Marija Tumir | Marijana Radi? Stojkovi? | Kristina Gun?evi? | Leentje Persoons | Dirk Daelemans | Martin C. Taylor | John M. Kelly | Livio Racané