甾體17α-羥化酶／C1720裂解酶(P45017α)抑制劑的

1、甾體17羥化酶C17，20-裂解酶(P45017)抑制劑的摘要目的：建立P45017(抑制劑的三維定量構(gòu)效關(guān)系，為設(shè)計新的更有效的抑制劑提供理論根據(jù)。方法和結(jié)果：利用比擬分子力場方法，建立了P45017(抑制劑的三維定量構(gòu)效關(guān)系模型。穿插驗證回歸系數(shù)R2V、非穿插驗證回歸系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏向SEE分別為0533，0776，0271。說明系列化合物分子周圍立體場和靜電場的分布與生物活性間有良好的相關(guān)性。利用該模型對本室合成的三個化合物進(jìn)展活性預(yù)測，結(jié)果與實測值相符。結(jié)論：所得模型支持了假設(shè)的抑制劑作用機理和作用模型。所得勘FA模型具有一定的預(yù)測才能，可用來指導(dǎo)設(shè)計新的P45017抑制劑。關(guān)鍵詞P450

2、17抑制劑比擬分子場分析法(FA)三維定量構(gòu)效關(guān)系模型17羥化酶l7，20裂解酶是位于睪丸和腎上腺的細(xì)胞色素酶。它是雄激素生物合成途徑中的關(guān)鍵酶。功能是將2l碳的生物前體孕烯醇酮和孕酮分別在兩步中去20乙酰側(cè)鏈和17位羥化，轉(zhuǎn)化成19碳的去氫表雄酮和雄烯二酮。最后由位于前列腺中的5復(fù)原酶將睪酮轉(zhuǎn)化成二氫睪酮。已經(jīng)證明體內(nèi)的一些疾病是由體內(nèi)過高的雄激素導(dǎo)致的，如前列腺良性增生，前列腸癌等。臨床上已證明降低體內(nèi)的雄激素程度是治療這些疾病的有效方法。選擇性高、作用強的P45017酶抑制劑可以通過抑制雄激素生物合成中較初始環(huán)節(jié)，降低體內(nèi)雄激素程度，在臨床上用于治療前列腺疾玻已報道的P45017。抑制劑

3、主要包括國體類和非甾體類，而非團(tuán)體類抑制劑大都不具有好的選擇性。為了進(jìn)一步說明P45017抑制劑的定量構(gòu)效關(guān)系，建立具有提示高活性化合物信息及預(yù)測才能的構(gòu)效關(guān)系模型，本文利用比擬分子力場方法(FA)，對甾體類抑制劑進(jìn)展了三維定量構(gòu)效關(guān)系研究。實驗方法所有工作都是在Trips公司SilinGraphis2計算機工作站上完成的。所用計算程序為Trips公司的Sybyl64分子設(shè)計軟件包。計算過程所涉及的參數(shù)除非特別指明，均為缺省值。1化合物的選擇P450l7(YPl7)是一種構(gòu)造尚未知的細(xì)胞色素酶。其抑制劑的挑選有多種方法。因此對化合物的活性數(shù)據(jù)進(jìn)展了嚴(yán)格考察。本文選擇了31個團(tuán)體抑制劑進(jìn)展FA研

4、究。它們的活性數(shù)據(jù)源于同一個實驗室。每次測試中，對照樣品活性值一樣，認(rèn)為有可比性。所選取樣品是以酮康唑為標(biāo)準(zhǔn)品，其I50值為78n。比擬分子力場分析采用I50的負(fù)對數(shù)形式10gI50。所選用的化合物構(gòu)造及活性見表l。TablThestruturesandativitiesf31pundsusedinFANBasiStrutureR1R2R3RI50(n)-1g11BHHH(a)664，182BH-(a)4303373BH(a)244624BA(a)754125BAHH(a)1993706BAHH(a)XA1004007AHH(a)584248AHH(a)12002929A(a)5043010B

5、H(b)2146811BH()X，YN4243812BH()X，Y=N10839713BHHH()XN，Y111329514A()XN，Y=N5942315A()X，Y=3944116BH(d)XN-H7341417BA(d)XN-H6741718BA(d)XA5142919BH(e)XH，Ye33934720BH(e)Xe，YH37234321BA-N-(d)X16237922AHH(d)XNH4343723AHH(d)XNA2546024ANH(E)(d)XNH19637l25ANH(Z)(d)(d)XNH7541226A(f)XN，Y=N，Z=9047227BH(f)XN，Y=，Z=N8

6、40428BH(f)X，Y=N，Z=1351029BH(f)XN，Y=N，Z=5548830A(f)XN，Y=，Z=N742631A=(f)X=N，Y=N，Z=195152活性構(gòu)象確定由于酶構(gòu)造未知，所以采用分子的最低能量構(gòu)象作為最可能的藥效構(gòu)象。以活性最好的化合物31作為模板分子。其起始構(gòu)象是在Sybyl64的“BuildEdit模塊下建立，用分子力學(xué)程序iniize進(jìn)展能量優(yōu)化。優(yōu)化過程中采用Pell能量梯度法，用Trips力場，能量收斂限定為0001kall-l，優(yōu)化次數(shù)為1000。分子載荷為GastEigerHuhel型電荷。其它化合物以3l為模板，變換成相應(yīng)構(gòu)造，也以iniize程序

7、以同樣條件能量優(yōu)化后，作為最低能量構(gòu)象。3分子疊合由于抑制劑同屬甾體類，它們與酶結(jié)合時部位應(yīng)一致。而它們之間除17位取代不同外，僅是A環(huán)和D環(huán)有差異。因此以活性最好的化合物31為模板，以B環(huán)和環(huán)上的8，9，10，11，12，13，為疊合點進(jìn)展疊合。疊合圖見圖1Fig1:Stereviefsuperipsitinf31P45017inhinbitrsusedinFA.4FA分析FA分析由Sybyl64中的QSAR模塊來完成。分析力場包括立體場和靜電常在0-50kal/l-1范圍內(nèi)，經(jīng)屢次探索，將立體場和靜電場的能量域值分別設(shè)為15kall-1和15kall-1。先以穿插驗證(rss-valida

8、tin)確定最正確主成分?jǐn)?shù)，再用非穿插驗證(nn-validatin)建立最終的比擬分子力場模型。在最小二乘法(PartialLeastSquare，PLS)分析中，lunfiltering設(shè)為4kall-1。結(jié)果與討論1PA模型比擬分子力場分析所得勘FA模型的統(tǒng)計學(xué)參數(shù)為：穿插驗證相關(guān)系數(shù)R2v=0.533，最正確主成分?jǐn)?shù)為3，由最正確主成分?jǐn)?shù)建立的FA模型的傳統(tǒng)相關(guān)系數(shù)R20799，F(xiàn)31201，標(biāo)準(zhǔn)方差SEE(standarderrrfestiate)0271。該模型對31個化合物的活性預(yù)測值與實測值的相關(guān)性如圖2。Fig2:Preditedvsatualbilgialativities

9、f31inhibitirsfrFAdel2.FA系數(shù)等勢圖FA模型系數(shù)等勢圖見圖3a和3b.其中參照分子化合物31。圖3a中綠色和黃色區(qū)域代表立體場對化合物活性的影響，綠色區(qū)域表示在該區(qū)域附近存在體積大的基團(tuán)將由于增加的立體場面有利于活性的進(jìn)步，黃色區(qū)域那么表示該區(qū)域不宜于引入位陰大的基團(tuán)，否那么會降低化合物的活性。圖b中紅色和蘭色區(qū)域代表靜電場對活性的影響：紅色區(qū)域表示引入負(fù)電性基團(tuán)有利于進(jìn)步活生，蘭色區(qū)域那么說明引入正電性基團(tuán)有利于活性進(jìn)步。Fig3(a):VieftheFAsterifieldgraphFig3(b):VieftheFAeletrstatifieldgraph3關(guān)于模型的

10、討論在立體場等勢圖中可以看到，在甾體骨架的(面有一塊黃色區(qū)域，說明在此處存在有位阻大的基團(tuán)將不利于抑酶作用；從靜電場等勢圖中可以看出在化合物31的雜環(huán)附近有多處紅色區(qū)域，說明在這些區(qū)域引入富電荷的基團(tuán)將有利于活性的進(jìn)步。這與文獻(xiàn)中假設(shè)的競爭性P450l7抑制劑的作用機理和作用模型相符。該假設(shè)認(rèn)為在間隔 甾體D環(huán)適當(dāng)位置引入具有孤對電子的原子，如N等，將可能與P450l7的血紅素輔基中的Fe原子結(jié)合，而抑制酶的活性。假設(shè)的作用形式中是血紅素位于甾環(huán)的面(如圖4)，我們得到的3DFA模型更進(jìn)一步說明了，在甾環(huán)D環(huán)存在富電荷的原子有利于抑酶活性，這支持了上述作用機理。面位阻大基團(tuán)不利于抑酶活性，這是與假設(shè)的作用模型一致，因為在此處有位阻大的基團(tuán)，會阻礙雜原子與Fe作用，而不利于抑酶活性。Fig4:Sterepltfthesubstratehee-plexfrtheP45017利用該模型對本室合成的3個化合物進(jìn)展了活性預(yù)測。預(yù)測結(jié)果是以3羥基17(2噻唑)雄甾5，16二烯中為母體的系列中4位苯基取代衍生物的活性(4.76)大于4