选择性BET抑制剂的设计合成及生物活性评价文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

研究发现，人体内共存在61种溴结构域,分布在人体46条染色体中，根据系统和结构可以分为8类，溴结构域和超末端结构域(BET)家族属于第二类，由四个家族成员组成，分别是BRD2, BRD3, BRD4和BRDT。每个BET家族成员都包含两个N-末端溴域(BDI和BDII)和C-末端溴域^【1】。

在人体内的不同细胞中，同种基因的转录状态是不同的。因此，虽然人体内的所有细胞均含有相同的基因序列，但是神经细胞与皮肤细胞的功能各异^【2】。基因转录的过程受到组蛋白上可逆的赖氨酸乙酰化调控，在人体总共有3种酶参与了该调控过程，BET溴域家族蛋白正是其中之一。它们选择性地和组蛋白上乙酰化赖氨酸发生特异性结合，最终促进基因转录、翻译和蛋白质的合成等过程。当癌症或炎症发生时，BET家族成员的表达上调，导致促生长基因和促炎症细胞因子表达异常^【3】。阻断赖氨酸乙酰化与溴域相互作用的可以发挥治疗肿瘤作用，因此开发了一系列BET抑制剂。例如，在2009年三菱田边制药公司公布了第一个BET抑制剂（1a，MS417）^【4】。随后，Dana Farber癌症研究所发现了另一种结构相近的抑制剂（1b，JQ1）^【5】。这2种化合物占据了乙酰化结合位点，且都是有效的BET家族蛋白选择性抑制剂。在心血管临床试验Ⅱ期，Resverlogix公司发现一款新型BET抑制剂RVX-208^【6】。在早期研究的基础上，关于BET抑制剂的研究得到了快速发展，在抗肿瘤治疗机制中，发现BET抑制剂存在3种作用机制：（1）阻断细胞周期控制，终止了G1过程 （2）抑制肿瘤形成的渠道基因，导致肿瘤细胞凋亡 （3）阻断了趋化因子和细胞因子的信号通路，破坏了有利于肿瘤细胞生存的体内微环境^【7】。目前，BET家族多种抑制剂的Ⅰ期或Ⅱ期临床实验正在进行中。相关研究结果表明，BET抑制剂单药或联合现有药物在治疗多种肿瘤中均有明确的效果。因此，其有望成为肿瘤治疗的新靶点。

研究证明，在肿瘤、心力衰竭和病毒感染等疾病中，BET家族的成员-BRD4参与其基因调控。鉴于BRD4广泛的疾病相关性，也为了证明阻断BRD4 -乙酰-赖氨酸相互作用是一个疾病治疗靶点，研究者们付出了巨大的努力去开发BRD4抑制剂。药物开发者使用了许多筛选手段，包括高通量筛选(HTS)和中通量筛选筛选(MTS)，虚拟筛选(VS)，基于碎片的药物设计(FBDD)，基于结构的药物设计(SBDD)以及药物再利用^【8】。目前，已报道的BRD4抑制剂在化学结构上可分为几大类，包括3,5-二甲基异恶唑、吡啶酮、三氮唑、四氢喹啉(THQs)， 4-酰基吡咯，2-噻唑烷酮等。

2017年的Abbvie公司提出了一种全新的吡啶酮类化合物（1），并且根通过结构修饰得到了一个生化效能较为优秀的产物74b。在对74b进行了体内有效性检测事发现在多发性骨髓瘤（OPM2）小鼠异种移植模型中，以每日一次的频率，按照1mg/kg 和 2mg/kg 的剂量每日连续灌胃21天，2种剂量下,均表现出良好的耐受性，并表现出剂量依赖性肿瘤生长抑制（TGI）作用，而在药物治疗期结束后肿瘤则又恢复生长，表明化合物74b具有很好抗肿瘤效果^【7】。上述实验可以有效的说明吡啶酮类抑制剂在治疗肿瘤上的潜在价值。

值得注意的是，Abbvie公司报道另一款吡啶酮类抑制剂ABBV-075已经进入了临床Ⅰ期试验阶段。通过共晶分析发现，化合物ABBV-075与其他BET抑制剂一样都是通过氢键与BRD4 KAc结合达到抑制效果的。吡咯并[2,3-c]吡啶酮中的羰基氧和吡咯的胺基与BRD4（BD2）蛋白中的保守氨基Asn433形成了两个氢键来与BRD4 KAc结合；而2，4-二氟苯基占据了BET蛋白的WPF疏水性位点，提高化合物的细胞活性（苯环上的二氟取代基可以很好的降低了整体电性，改善稳定性，降低清除率）；同时，磺酰胺中的磺酰基取代了口袋中的水分子，与ZA channal 中的Asp377形成了氢键^【7】。通过这三处相互作用，ABBV-075对BET蛋白产生高效抑制作用。

根据上述的构效关系，我们设计了一类新的哒嗪酮类化合物（如下图所示）。通过与ABBV-075进行对接分析发现，哒嗪酮环上的羰基氧可以很好的与保守氨基Asn433氢键，酰胺部分可以与BC loop上His437 产生一个作用力，而苯基醚结构可以很好的进入WPF疏水性口袋。同时，磺酰胺结构会与与Asp377形成氢键。有了这3处关键性的相互作用，化合物有很大几率具备BET蛋白抑制能力。