《Journal of Molecular Structure》：Albendazole-Based Acyl Hydrazide Derivatives as Thymidine Phosphorylase Inhibitors:
In Vitro Evaluation, Molecular Docking, DFT and Dynamics Simulations
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评估了阿苯达唑衍生的酰肼类化合物对胸苷磷酸化酶（TP）的抑制活性。
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五种化合物（2e,
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评估了阿苯达唑衍生的酰肼类化合物对胸苷磷酸化酶（TP）的抑制活性。
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五种化合物（2e, 2n, 2j, 2f 和 2l）表现出强烈的TP抑制作用，其IC50值介于3.65 ± 0.21至15.64 ± 0.19 μM之间，相比之下7-脱氮黄嘌呤的抑制效果较弱。
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最活跃的化合物（2e和2n）对3T3细胞系没有表现出细胞毒性。
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分子对接和动力学模拟证实了这些化合物（2e和2n）与TP酶活性部位的稳定结合。
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密度泛函理论（DFT）分析显示，化合物（2e和2n）具有相似的电子性质，但2n的结合稳定性更高，表现为较低的RMSD波动。
引言
胸苷磷酸化酶（TP）是一种参与分解代谢的酶，存在于真核生物和原核生物中[1]。TP催化分解代谢的早期步骤，通过断裂糖苷键将胸苷核苷转化为2-脱氧-D-核糖-1-磷酸和胸腺嘧啶[2]。脱磷酸化产生的中间产物2-脱氧-D-核糖在促进肿瘤血管生成方面起关键作用，从而有利于癌症转移[3]。在肿瘤血管生成过程中，TP有助于全身内皮细胞的增殖，这与血小板内皮细胞生长因子（PD-ECGF）的功能相似[4]。哺乳动物的TP与大肠杆菌（E. coli）的TP在序列上有39%的相似性，而哺乳动物TP的活性位点与大肠杆菌TP的活性位点有65%的相似性[5]。TP抑制剂可以限制2-脱氧-D-核糖的合成，从而抑制肿瘤细胞的生长[6,7]。因此，研究人员正在积极合成新的TP抑制剂，以阻止新血管的形成并抑制肿瘤细胞的生长。目前最强效的人类TP抑制剂是5-氯-6-[1-(2-亚吡咯烷-1-基)甲基]尿嘧啶盐酸盐（TPI）[8]，而7-脱氮黄嘌呤（7DX）是首个作为TP抑制剂的嘌呤类化合物[9]。
杂环化合物是许多重要分子（如叶绿素、维生素、抗生素和核酸）的重要组成部分，其在药物化学中的应用持续扩大[10,11]。各种杂环化合物（如苯并咪唑、吲唑、咔唑、吖啶、苯并噁唑、三唑和喹诺酮）无论是合成还是天然存在的，都广泛用于染料、农药和医药领域[12, [13], [14]]。其中，含氮杂环化合物因其稳定性以及在RNA和DNA中的关键结构作用而尤为重要[15]。 苯并咪唑因其药理和生物学潜力而在药物化学中占据重要地位[16]。研究人员报道了多种具有多种生物活性的苯并咪唑衍生物，如抗高血压[17]、抗凝血[18]、抗过敏[19]、抗HIV[20]、抗糖尿病[21]、抗阿尔茨海默病[22]、抗癌症[23]、抗菌[24]和抗寄生虫[25]作用。许多上市药物的核心结构中也含有苯并咪唑骨架，例如用于抗寄生虫药物的阿苯达唑、甲苯达唑和三氯苯达唑[26,27]。此外，质子泵抑制剂（PPIs）如兰索拉唑、奥美拉唑、雷贝拉唑和泮托拉唑也含有苯并咪唑骨架[28]。苯并咪唑核是小分子药物设计中最重要的骨架之一，存在于美国FDA批准的多款药物中[29]。
阿苯达唑是一种常见的苯并咪唑衍生物，作为抗寄生虫药物在兽医和人类医学中广泛应用。由于其多样的药理活性，近来引起了广泛关注[30,31]。它以“Albenza”名称在市场上销售，用于治疗多种寄生虫感染，如吸虫、绦虫和蛔虫[32]。在非洲，阿苯达唑还用于治疗淋巴丝虫病[33]，而在撒哈拉以南非洲地区则与伊维菌素联合使用[34]。在其他地区，阿苯达唑常与乙胺嗪联合使用[35]；在巴西，则用于治疗贾第虫病[36]。
近年来，探索先前合成生物活性分子的新的生物靶点已成为药物化学中的有效策略，以发现额外的治疗应用并通过目标再利用[37], [38], [39]扩展结构验证分子的药理特性。尽管本研究中研究的阿苯达唑衍生酰肼类化合物此前已被报道具有抗糖尿病活性，但其抑制胸苷磷酸化酶（TP）的潜力尚未被探索。苯并咪唑核被认为是一种能够与多种生物靶点相互作用的优质骨架，而酰肼基团提供了多个氢键供体和受体位点，有助于与酶活性部位的良好结合。这些结构特征为研究这些化合物作为潜在的TP抑制剂提供了依据。
以前已有报道指出，含有两个或更多杂原子的五元环杂环骨架可作为强效的胸苷磷酸化酶抑制剂，这突显了杂芳烃系统在TP靶向分子设计中的重要性[40], [41], [42], [43]。一些这类化合物同时表现出双重生物活性，包括抑制胸苷磷酸化和抗糖基化作用[44]，表明适当功能化的杂环骨架可能具有多重酶抑制潜力。综上所述，结构多样的杂环骨架可以成功用于针对多种治疗靶点。受这些研究的启发，结合苯并咪唑骨架的独特性质以及酰肼基团的氢键能力，我们推测基于阿苯达唑的酰肼衍生物也可能与TP活性部位相互作用，因此有理由将其作为潜在的TP抑制剂进行评估。
基于上述考虑，本研究旨在探索先前未探索的基于阿苯达唑的酰肼类化合物的胸苷磷酸化酶抑制潜力。通过体外酶活性测定评估了它们的抑制活性，并通过分子对接研究进一步验证。此外，还进行了密度泛函理论（DFT）计算和分子动力学模拟，以研究它们的电子性质、结合相互作用以及蛋白-配体复合物的稳定性。这些研究全面评估了这些化合物作为潜在TP抑制剂的潜力，并为进一步药物开发提供了有价值的见解。
章节片段
化学
在本研究中，通过将市售阿苯达唑与氢氧化钾在乙醇中反应48小时，成功合成了多种阿苯达唑胺类化合物。随后，在K2CO3存在下，这些阿苯达唑胺与各种取代的苯甲酰氯在DCM中回流6-8天，得到所需的产物。
概述
本研究中使用的所有化学物质和溶剂均为分析级，无需进一步纯化。薄层色谱（TLC）使用预涂层铝硅凝胶板（Kieselgel 60, 254, E. Merck, Germany），并在365 nm和254 nm紫外灯下观察斑点。核磁共振（NMR）谱在Bruker Avance AM 400 MHz光谱仪上记录，电子撞击质谱（EI-MS）在Finnigan MAT-311A上完成。
结论
计算了基于阿苯达唑的多种酰肼类化合物的体外胸苷磷酸化酶抑制活性。其中，化合物2e和2n表现出最佳的抑制效果。这些化合物在实验条件下未显示出细胞毒性。结构-活性关系研究表明，芳香环上的取代基及其位置影响了它们的抑制活性。
CRediT作者贡献声明
Amira K. Hajri：撰写原文草稿，验证。 Mohamed El Fadili：撰写原文草稿，软件开发。 Imtiaz Ahmad：实验研究，数据分析。 Imen Zghab：数据可视化，数据分析。 Aftab Alam：撰写原文草稿，概念构思。 Rasha Abdelnaser Abdelhadi：撰写与编辑，方法学设计。 Somdutt Mujwar：撰写原文草稿，软件开发。 Momin Khan：撰写与编辑，监督，概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢沙特阿拉伯贾赞大学研究生研究与科学部的资助，项目编号为：(JU-202505354-DGSSR-ORA-2025)。
作者：Amira K. Hajri | Mohamed El Fadili | Imtiaz Ahmad | Imen Zghab | Aftab Alam | Rasha Abdelnaser Abdelhadi | Somdutt Mujwar | Momin Khan
