药学学报


1a	98.4^*	40.3
2a	99.9^*	13.0
2b	50.4	5.88
2c	88.8	9.55
2d	81.8	1.28
2e	88.4	2.65
2f	100.7	1.17
2g	97.7	0.42

No.

Inhibition (10^-5 mol·L^-1)/%

IC₅₀ (10^-6 mol·L^-1)

98.4^*

40.3

99.9^*

13.0

50.4

5.88

88.8

9.55

81.8

1.28

88.4

2.65

100.7

1.17

97.7

0.42


1a	98.4^*	40.3
2a	99.9^*	13.0
2b	50.4	5.88
2c	88.8	9.55
2d	81.8	1.28
2e	88.4	2.65
2f	100.7	1.17
2g	97.7	0.42

No.

Inhibition (10^-5 mol·L^-1)/%

IC₅₀ (10^-6 mol·L^-1)

98.4^*

40.3

99.9^*

13.0

50.4

5.88

88.8

9.55

81.8

1.28

88.4

2.65

100.7

1.17

97.7

0.42


1b	F	111.8		3b	CH₃	58.7
3a	H	26.0		3c	OCH₃	24.4

No.

R′

Inhibition (10^-4 mol·L^-1)/%

No.

R′

Inhibition (10^-4 mol·L^-1)/%

111.8

CH₃

58.7

26.0

OCH₃

24.4


1b	F	111.8		3b	CH₃	58.7
3a	H	26.0		3c	OCH₃	24.4

No.

R′

Inhibition (10^-4 mol·L^-1)/%

No.

R′

Inhibition (10^-4 mol·L^-1)/%

111.8

CH₃

58.7

26.0

OCH₃

24.4

苯氧乙酸类PTP1B抑制剂的设计、合成及活性研究

PDF下载

田金英 , 刘军政 , 张书恩 , 张晓琳 , 叶菲 , 肖志艳 ^*

药学学报 | 研究论文 2023,58(12): 3684-3690

收起

药学学报 | 研究论文 2023, 58(12): 3684-3690

苯氧乙酸类PTP1B抑制剂的设计、合成及活性研究

全屏

田金英, 刘军政, 张书恩, 张晓琳, 叶菲, 肖志艳^*

作者信息

中国医学科学院、北京协和医学院药物研究所, 活性物质发现与适药化研究北京市重点实验室, 新药作用机制研究与药效评价北京市重点实验室, 中国医学科学院糖尿病研究中心, 北京 100050

通讯作者:

*肖志艳, Tel/Fax: 86-10-63189228, E-mail: xiaoz@imm.ac.cn

Design, synthesis and evaluation of phenoxyacetic acid-based PTP1B inhibitors

Jin-ying TIAN, Jun-zheng LIU, Shu-en ZHANG, Xiao-lin ZHANG, Fei YE, Zhi-yan XIAO^*

Affiliations

Beijing Key Laboratory of Active Substance Discovery and Druggability Evaluation, Beijing Key Laboratory of New Drug Mechanisms and Pharmacological Evaluation Study, Diabetes Research Center of Chinese Academy of Medical Sciences, Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100050, China

出版时间: 2023-12-12 doi: 10.16438/j.0513-4870.2023-1195

文章导航

摘要

收起

蛋白酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatase, PTP) 1B是治疗2型糖尿病的潜在靶点。已知的PTP1B抑制剂多数为磷酸酪氨酸(pTyr) 模拟物。本文以苯氧乙酸片段模拟pTyr, 设计合成了苯氧乙酸类化合物2a~2g和3a~3c。其中, 化合物2a~2g对PTP1B具有显著的抑制活性, 化合物2g对PTP1B的IC₅₀值达到0.42 μmol·L^-1。化合物2f可提高胰岛素抵抗(IR) 小鼠的胰岛素敏感性, 并降低其血总胆固醇水平, 与胰岛素增敏剂罗格列酮的作用类似。上述研究结果提示PTP1B抑制剂可能对2型糖尿病及其并发症具有综合治疗作用。

关键词

PTP1B抑制剂 / 磷酸酪氨酸模拟物 / 苯氧乙酸类 / 胰岛素增敏剂

Abstract

收起

Protein tyrosine phosphatase (PTP) 1B is a potential therapeutic target for type 2 diabetes. Phosphotyrosine (pTyr) mimetics still dominate the currently available PTP1B inhibitors. The phenoxyacetic acid moiety was taken as a pTyr mimetic herein and phenoxyacetic acid-based compounds 2a-2g and 3a-3c were designed. Among them, compounds 2a-2g exhibited potent inhibition against PTP1B, and compound 2g showed an IC₅₀ of 0.42 μmol·L^-1 against PTP1B. Compound 2f exhibited pharmacological profiles similar to that of rosiglitazone, and could improve the insulin sensitivity and the serum total cholesterol level. The results suggest that PTP1B inhibitors might be effective in treating type 2 diabetes as well as associated metabolic syndromes.

Key words

PTP1B inhibitor / pTyr mimetic / phenoxyacetic acid / insulin sensitizer

引用本文

田金英, 刘军政, 张书恩, 张晓琳, 叶菲, 肖志艳. 苯氧乙酸类PTP1B抑制剂的设计、合成及活性研究. 药学学报, 2023 , 58 (12) : 3684 -3690 . DOI: 10.16438/j.0513-4870.2023-1195

Jin-ying TIAN, Jun-zheng LIU, Shu-en ZHANG, Xiao-lin ZHANG, Fei YE, Zhi-yan XIAO. Design, synthesis and evaluation of phenoxyacetic acid-based PTP1B inhibitors[J]. Acta Pharmaceutica Sinica, 2023 , 58 (12) : 3684 -3690 . DOI: 10.16438/j.0513-4870.2023-1195

正文

收起

蛋白酪氨酸磷酸酶1B (protein tyrosine phosphate 1B, PTP1B) 是胰岛素和瘦素信号转导中重要的负调控因子, 因此, PTP1B被认为是治疗2型糖尿病(T2DM) 的潜在靶点^[1]。此外, 近年研究也表明, PTP1B在肿瘤^[2]及神经系统疾病的发生发展中也起着重要作用^[3]。

由于PTP1B作为多种疾病治疗靶点的潜在可能性, 近20年, 发现活性显著、类药性良好的小分子PTP1B抑制剂成为药物化学研究工作中备受关注的领域。虽然已有不同结构类型的高活性PTP1B抑制剂见于文献^[4]报道, 但迄今为止, 仅有3个小分子PTP1B抑制剂, 即ertiprotafib^[5]、trodusquemine^[6]和JTT-551^[7]曾进入临床研究阶段(图 1), 目前尚无小分子PTP1B抑制剂应用于临床。

磷酸酪氨酸(pTyr) 是PTP1B去磷酸化作用的底物。已知的PTP1B抑制剂多数为针对PTP1B催化活性区设计的pTyr模拟物。由多肽-PTP1B复合物的晶体结构(PDB ID: 1PTV)^[8]可知: pTyr与PTP1B的催化活性区(Cys215-Arg221) 结合, 其磷酸根不仅与Arg221形成静电相互作用, 还与Cys215、Ser216、Ala217、Gly220、Arg221等催化活性区的残基形成多重氢键相互作用。

目前, pTyr模拟物类小分子抑制剂仍是新型PTP1B抑制剂研究的主流。前期研究中^[9], 采用基于药效团的骨架跃迁策略, 结合ertiprotafib与PTP1B的作用模式, 发现了多个结构类型的PTP1B抑制剂。其中, 化合物1a和1b (图 2) 采用苯氧乙酸作为pTyr的模拟片段, 二者对PTP1B具有一定的抑制作用, 其IC₅₀值分别为40.3和10.4 μmol·L^-1。本文基于化合物1a和1b, 分别设计合成了化合物2a~2g和3a~3c, 初步研究了该类化合物对PTP1B抑制作用的构效关系。

如合成路线1所示, 化合物2a~2g以9H-咔唑(3) 为起始原料, 与芳基溴化物4经Ullmann反应得到芳甲醚5。化合物5脱除甲基得到酚类化合物6。进一步的Mitsunobu反应得到化合物7, 再经水解反应得到化合物2a~2g。

化合物3a~3c以胡椒醛(8) 和4-甲基乙酰苯酚(9) 为原料合成得到(合成路线2)。胡椒醛(8) 与芳胺(10) 经还原胺化得到化合物11。4-甲基乙酰苯酚(9) 在N-溴代琥珀酰亚胺(N-bromosuccinimide, NBS) 作用下生成化合物12。化合物11和12在碱性条件下反应生成化合物13, 后者水解得到化合物14。14经Mitsunobu反应得到化合物15, 再经水解反应得到化合物3a~3c。

文献^[10]中对苯氧乙酸类PTP1B抑制剂的药效和代谢性质研究表明, 苯氧乙酸结构中手性中心的构型可能对该类抑制剂的体外PTP1B抑酶活性及代谢稳定性影响不明显。因此, 在化合物2a~2g的合成中, R为苯基或萘基时, 均既有与化合物1a维持相同构型的光活体, 也有外消旋体; 而化合物3a~3c则均为外消旋体。

结果与讨论

收起

1 PTP1B抑酶活性评价

采用人基因重组PTP1B酶测定了化合物2a~2g和3a~3c的抑酶活性。如表 1所示, 化合物2a~2g均显示出较1a更强的PTP1B抑制作用。当Ar为取代苯基或联苯基时, PTP1B抑制活性显著增加(2a, 2b & 2f vs 1a); R为萘基较为苯基时, PTP1B抑制活性明显增强(2c vs 1a; 2d vs 2a; 2e vs 2b; 2g vs 2f)。当化合物1b中氟取代变换为H、CH₃或OCH₃时, 在10^-4 mol·L^-1浓度下, 抑制率均低于60% (表 2)。

化合物2d与化合物1a相对构型一致, 对二者进行了分子对接。如图 3所示, 化合物1a和2d作用模式相似, 均作用于PTP1B的催化活性区, 二者结构中的羧基均与Arg221形成静电及氢键相互作用, 咔唑部分也均与Lys120形成了阳离子-π相互作用。1a中的苯环和2d中的萘环均伸入由Trp179、Asp181、Phe182、Gly220、Ala262及Thr263组成的疏水结合腔中。化合物2d抑酶活性的提高可能归因于萘环能更好地占据疏水腔, 具有更高的结合能。此外, 萘环提高了分子整体的疏水性和脂溶性, 有助于平衡分子的整体极性, 改善膜通透性。

2 化合物2f的体内药效学评价

在PTP1B抑制活性最好的3个化合物(2d、2f和2g) 中, 2f的R为苯基, 而2d和2g的R均为萘基。芳环在CYP酶作用下, 可经由环氧化物的机制发生羟化反应。而π电子更丰富的萘环形成的环氧化物更容易与大分子发生亲核反应, 从而产生毒性 ^[11]。因此, 本研究选择化合物2f进行体内药效学评价。

PTP1B通过去磷酸化胰岛素受体或其底物上的酪氨酸残基负调控胰岛素信号转导, 进而引起胰岛素耐受。因此, PTP1B抑制剂是潜在的胰岛素增敏剂。由于目前尚无靶向PTP1B的药物上市, 本研究采用胰岛素增敏剂罗格列酮作为体内药效学评价的阳性对照药。

采用高脂高糖饲料喂养的C57BL/6j小鼠形成胰岛素抵抗(IR) 的动物模型。动物连续给药2周, 以罗格列酮为阳性对照药物, 评价化合物2f对IR小鼠的胰岛素反应性、血糖和血脂的影响(图 4)。除IR组和药物组外, 同时设采用正常饲料喂养的同批正常动物作为正常对照组(Con)。

正糖钳实验中稳态时葡萄糖的输注速率(GIR) 是公认的评价胰岛素抵抗的金指标^[12]。在该实验中, 与IR组比较, 罗格列酮(Rosi) 组和化合物2f组的GIR水平分别提高了277.9%和106.9% (图 4A), 说明二者均具有明显增加IR小鼠胰岛素敏感性的作用。

在口服葡萄糖耐量(OGTT) 实验中, 与IR组比较, 化合物2f和罗格列酮均明显抑制动物葡萄糖负荷后的血糖峰值(图 4B), 并显著降低血糖-时间曲线下面积(AUC) (图 4C), 提示化合物2f与对饮食诱导的IR小鼠具有改善葡萄糖耐量的作用。该化合物可能与罗格列酮有类似作用, 对IR小鼠具有增加胰岛素敏感性的作用。

由于胰岛素抵抗常常合并血脂代谢紊乱, 进一步评价了化合物2f和罗格列酮对血总胆固醇(TC) 的影响。如图 4D所示, 与Con组比较, IR组小鼠血总胆固醇明显升高; 而与IR组小鼠比较, 2f和Rosi组的血总胆固醇明显降低, 提示二者在提高胰岛素敏感性的同时, 可改善血脂紊乱, 可能对2型糖尿病及其并发症具有综合治疗作用。

3 小结

pTyr模拟物类小分子抑制剂仍是目前PTP1B抑制剂研究的主流。前期研究中, 采用苯氧乙酸作为pTyr的模拟片段, 发现了对PTP1B具有一定抑制作用的新化合物1a和1b。本文对化合物1a和1b进行了初步的构效关系研究, 设计合成了化合物2a~2g和3a~3c。其中, 化合物2a~2g对PTP1B具有显著的抑制活性, 化合物2g抑制PTP1B的IC₅₀值达到0.42 μmol·L^-1。分子对接研究表明, 化合物2d与1a均作用于PTP1B的催化活性区, 二者的作用模式相似, 化合物2d能更好地占据Trp179、Asp181、Phe182、Gly220、Ala262及Thr263组成的疏水腔。此外, 化合物2f与胰岛素增敏剂罗格列酮类似, 可提高胰岛素敏感性, 并降低血总胆固醇水平, 提示PTP1B抑制剂可能对2型糖尿病及其并发症具有综合治疗作用。

实验部分

收起

熔点用Fisher Scientific显微熔点仪测定, 温度未校正。核磁共振仪为Varian Mercury 300型, 内标为TMS。质谱仪为LC/MDC-MS串联质谱仪(Agilent, USA)。柱色谱分离用硅胶H或粗硅胶(200~300目)、薄层色谱用硅胶GF254均购自青岛海洋化工厂。实验所用试剂均为化学纯或分析纯。

1 化学实验

1.1 2-[4-(9H-9-咔唑基)-2-甲基苯氧基]-3-苯基丙酸(2a)

1.1.1 4-(9H-9-咔唑基)-2-甲基苯甲醚

9H-咔唑(2.51 g, 15 mmol) 和4-溴-1-甲氧基-2-甲基苯(18 mmol) 溶于20 mL硝基苯, 加入Cu粉(230 mg, 3.6 mmol) 和无水K₂CO₃ (2.76 g, 20 mmol), 搅拌下加热回流24 h, 过滤, 减压蒸馏, 除去绝大部分硝基苯, 乙醇重结晶, 得褐色固体, 收率79.3%。

1.1.2 4-(9H-9-咔唑基)-2-甲基苯酚

将4-(9H-9-咔唑基)-2-甲基苯甲醚(5 mmol) 溶于10 mL乙腈中, 加入NaI (750 mg, 5 mmol) 和(CH₃)₃SiCl, 氮气流保护下加热回流24 h, 加入10 mL水, 以乙醚(10 mL×3) 萃取, 合并有机相, 以饱和Na₂S₂O₃ (6 mL) 萃取, 有机相采用无水Na₂SO₄干燥, 蒸干后柱色谱分离, 得蜡状固体, 收率16.9%。

1.1.3 2-[4-(9H-9-咔唑基)-2-甲基苯氧基]-3-苯基丙酸甲酯

将4-(9H-9-咔唑基)-2-甲基苯酚(1 mmol) 和2-羟基-3-苯丙酸酯(180 mg, 1 mmol) 溶解在5 mL THF中, 顺次加入Ph₃P (1 mmol) 和DEAD (1 mmol), 搅拌下加热回流14 h, 反应液蒸干后柱色谱分离, 得无色粘稠状物, 收率48.9%。

1.1.4 2-[4-(9H-9-咔唑基)-2-甲基苯氧基]-3-苯基丙酸

将2-[4-(9H-9-咔唑基)-2-甲基苯氧基]-3-苯丙酸甲酯(0.5 mmol) 溶解在10 mL乙醇中, 加入1 mL水和NaOH (40 mg, 1 mmol), 室温搅拌6 h。旋蒸除去乙醇, 加入8 mL水使之溶解, 用5%的稀盐酸调节pH至3~4, 过滤, 干燥, 柱色谱分离, 得白色粉末, 收率85.6%。

¹H NMR (300 Hz, CD₃COCD₃) δ 8.18 (m, 2H), 7.47~7.03 (m, 14H), 5.11 (dd, 1H, J = 5.1, 8.1 Hz), 3.46~3.40 (dd, 1H, J = 5.1, 13.8 Hz), 3.37~3.30 (dd, 1H, J = 8.1, 13.8 Hz), 2.31 (s, 3H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₂₈H₂₄NO₃ [M+H]⁺ 422.175 1, found 422.173 4。

采用类似方法合成了化合物2b~2g。不同之处在于: ①化合物2b~2e及2g合成路线中的步骤a参照文献^[13]方法, 采用NaI (0.1 equiv.), 无水K₂CO₃ (2.5 equiv.) 及L-脯氨酸(0.2 equiv.), 在DMSO中, 氮气保护, 90 ℃下搅拌36 h; ②化合物2b~2g合成路线中的步骤b采用冰盐浴下滴加BBr₃的二氯甲烷溶液, 室温搅拌过夜; ③步骤c中, 化合物2b~2e及2g采用室温搅拌30 min, 化合物2f采用超声反应3 h。

1.2 (R)-2-[4-(9H-9-咔唑基)-2,6-二甲基苯氧基]-3-苯基丙酸(2b)

白色粉末, 收率: 98%。mp: 85~87 ℃。[α]$ {}_{\mathrm{D}}^{20} $ +20.8 (c 0.5, CHCl₃)。¹H NMR (300 MHz, acetone-d₆): δ 8.18 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.42~7.20 (m, 13H), 4.90 (t, J = 6.6 Hz, 1H), 3.37 (d, J = 6.6 Hz, 2H), 2.36 (s, 6H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₂₉H₂₆NO₃ [M+H]⁺ 436.190 72, found 436.189 5。

1.3 (R)-2-[4-(9H-9-咔唑基)-苯氧基]-3-(2-萘基)-丙酸(2c)

白色粉末, 收率: 70%。mp: 124~127 ℃。[α]$ {}_{\mathrm{D}}^{20} $ -27.8 (c 0.5, CHCl₃)。¹H NMR (300 MHz, acetone-d₆): δ 8.12 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.93 (s, 1H), 7.85~7.78 (m, 3H), 7.65 (d, J = 9.6 Hz, 1H), 7.44~7.13 (m, 12H), 5.07 (dd, J = 4.8, 9.3 Hz, 1H), 3.59 (dd, J = 4.8, 14.1 Hz, 1H), 3.39 (dd, J = 9.3, 14.1 Hz, 1H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₃₁H₂₄NO₃ [M+H]⁺ 458.175 07, found 458.173 6。

1.4 (R)-2-[4-(9H-9-咔唑基)-2-甲基苯氧基]-3-(2-萘基)-丙酸(2d)

白色粉末, 收率: 32%。mp: 95~98 ℃。[α]$ {}_{\mathrm{D}}^{20} $ -30.2 (c 0.5, CHCl₃)。¹H NMR (300 MHz, acetone-d₆): δ 8.16 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.96 (s, 1H), 7.91~7.88 (m, 3H), 7.65 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.52~7.44 (m, 2H), 7.39~7.20 (m, 8H), 7.07 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 5.23 (dd, J = 4.2, 8.1 Hz, 1H), 3.62 (dd, J = 4.2, 14.1 Hz, 1H), 3.52 (dd, J = 8.1, 14.1 Hz, 1H), 2.32 (s, 3H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₃₂H₂₆NO₃ [M+H]⁺ 472.190 72, found 472.189 1。

1.5 (R)-2-[4-(9H-9-咔唑基)-2,6-二甲基苯氧基]-3-(2-萘基)-丙酸(2e)

白色粉末, 收率: 35%。mp: 93~95 ℃。[α]$ {}_{\mathrm{D}}^{20} $ +8.4 (c 0.5, CHCl₃)。¹H NMR (300 MHz, acetone-d₆): δ 8.17 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.91~7.86 (m, 4H), 7.58 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.49~7.20 (m, 10H), 5.04 (t, J = 6.9 Hz, 1H), 3.56 (d, J = 6.9 Hz, 2H), 2.39 (s, 6H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₃₃H₂₈NO₃ [M+H]⁺ 486.206 37, found 486.205 1。

1.6 2-[4′-(9H-9-咔唑基)-(1,1′-联苯基)-4-氧]-3-苯基-丙酸(2f)

白色粉末, 收率: 65.3%。¹H NMR (300 Hz, CD₃COCD₃) δ 8.22~7.02 (m, 21H), 5.50 (dd, J = 5.1, 8.1 Hz, 1H), 3.39~3.33 (dd, J = 5.1, 14.1 Hz, 1H), 3.31~3.24 (dd, J = 8.1, 14.1 Hz, 1H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₃₃H₂₅NO₃ [M+Na]⁺ 506.172 3, found 506.171 0。

1.7 2-[4′-(9H-9-咔唑基)-(1,1′-联苯基)-4-氧]-3-(2-萘基)-丙酸(2g)

黄色粉末, 收率: 21%。mp: 185~187 ℃。¹H NMR (300 MHz, acetone-d₆): δ 8.21 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.91~7.85 (m, 6H), 7.69~7.60 (m, 5H), 7.48~7.39 (m, 6H), 7.28 (m, 2H), 7.06 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 5.18 (m, 1H), 3.50 (m, 2H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₃₇H₂₆NO₃ [M-H]^- 532.191 26, found 532.191 3。

1.8 2-{[4-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基](苯基)氨基甲基]苯氧}-3-苯基丙酸(3a)

1.8.1 对乙酰氧基苄溴

将对乙酰氧基甲苯(1.05 g, 7 mmol) 溶于20 mL四氯化碳中, 加入NBS (1.37 g, 7.7 mmol), 光照下加热回流4 h, 过滤, 蒸除四氯化碳, 继续下一步反应。

1.8.2 N-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基]苯胺

将胡椒醛(1.50 g, 10 mmol) 和苯胺(930 mg, 10 mmol) 溶解在25 mL乙醇中, 加热回流5 h, 冷却至室温, 加入NaBH₄ (370 mg, 10 mmol), 继续搅拌4 h。旋干乙醇, 加入20 mL水, 用乙醚(20 mL×3) 萃取, 合并有机相, 无水硫酸钠干燥, 过滤, 旋干乙醚, 95%乙醇重结晶。收率79%。

1.8.3 [4-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基](苯基)氨基甲基]乙酸苯酯

将N-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基]苯胺(1.36 g, 6 mmol) 和1.8.1得到的对乙酰氧基苄溴混合在一起, 加入K₂CO₃ (993 mg, 7.2 mmol) 和20 mL DMF, 室温搅拌15 h, 加入20 mL水, 用乙醚(20 mL×3) 萃取合并有机相, 无水硫酸钠干燥, 柱色谱分离, 得淡黄色粘稠状物, 收率71%。

1.8.4 4-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基](苯基)氨基甲基]苯酚

将[4-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基](苯基)氨基甲基]乙酸苯酯(1.50 g, 4 mmol) 和NaOH (160 mg, 4 mmol) 溶于20 mL水中, 室温搅拌5 h, 用稀盐酸调节pH值至3~4, 加入5 mL饱和NaHCO₃溶液, 乙醚(20 mL×3) 萃取, 合并有机相, 无水硫酸钠干燥, 过滤, 旋干溶剂, 得白色固体, 收率91%。

1.8.5 2-{[4-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基](苯基)氨基甲基]苯氧}-3-苯基丙酸甲酯

将4-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基](苯基)氨基甲基]苯酚(666 mg, 2 mmol), 加入2-羟基-3-苯丙酸甲酯(360 mg, 2 mmol) 和三苯基膦(384 mg, 2 mmol), 滴入0.2 mL THF, 超声使之混匀, 滴加DEAD (524 mg, 2 mmol), 继续超声1 h。反应液经柱色谱分离, 得无色粘稠状物, 收率43%。

1.8.6 2-{[4-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基](苯基)氨基甲基]苯氧}-3-苯基丙酸

上述产物加入NaOH (40 mg, 1 mmol), 溶解在15 mL水中, 室温搅拌5 h。5%稀盐酸调节pH至3~4, 乙醚(10 mL×3) 萃取, 合并有机相, 无水硫酸钠干燥, 旋干溶剂, 得粗产品, 采用PE∶EA = 4∶1重结晶得白色晶体, 收率77.1%。¹H NMR (300 Hz, CD₃COCD₃) δ 11.35 (br., 1H), 7.38~6.56 (m, 17H), 5.94 (s, 2H), 4.91 (dd, J = 4.8, 8.1 Hz, 1H), 4.57 (s, 2H), 4.55 (s, 2H), 3.31~3.25 (dd, J = 4.8, 14.1 Hz, 1H), 3.24~3.17 (dd, J = 8.4, 14.1 Hz, 1H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₃₀H₂₈NO₅ [M+H]⁺ 482.196 2, found 482.195 1。

采用类似方法合成了化合物3b、3c。

1.9 2-{[4-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基](4-甲基苯基)氨基甲基]苯氧}-3-苯基丙酸(3b)

白色晶体, 收率: 67%。¹H NMR (300 Hz, CD₃COCD₃) δ 11.40 (br., 1H), 7.35~6.62 (m, 16H), 5.93 (s, 2H), 4.90 (m, 1H), 4.52 (s, 2H), 4.49 (s, 2H), 3.31~3.16 (m, 2H), 2.31 (s, 3H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₃₁H₃₀NO₅ [M+H]⁺ 496.211 8, found 496.209 9。

1.10 2-{[4-[(苯并[d][1,3]二氧代-5-基)甲基](4-甲氧基苯基)氨基甲基]苯氧}-3-苯基丙酸(3c)

白色晶体, 收率: 58.2%。¹H NMR (300 Hz, CD₃COCD₃) δ 7.38~6.71 (m, 16H), 5.92 (s, 2H), 4.90 (dd, J = 4.2, 7.8 Hz, 1H), 4.43 (s, 2H), 4.41 (s, 2H), 3.64 (s, 3H), 3.31~3.25 (dd, J = 4.2, 14.4 Hz, 1H), 3.24~3.16 (dd, J = 8.1, 14.4 Hz, 1H)。ESI-HR-MS m/z: calcd. for C₃₁H₃₀NO₆ [M+H]⁺ 512.206 8, found 512.206 8。

2 分子模拟实验

采用Accelrys公司的Discovery Studio 2.1软件包完成分子模拟工作。由Diverse Conformation Generation模块产生分子构象, Conformation Method设置为“BEST”, 其他参数采用缺省值; 采用Dock ligands (LibDock) 程序进行分子对接, Input Receptor: 1NNY; Conformation Method设置为“NONE”; 其他参数采用缺省值。

3 药理活性试验

3.1 PTP1B的体外抑酶活性实验

采用对硝基苯酚磷酸酯(pNPP) 作为人基因重组PTP1B的底物。PTP1B催化的pNPP水解反应通过96孔板在pH值为7.0的100 µL反应体系下测定。化合物与酶在室温下预孵5 min, 加入含有50 mmol·L^-1 HEPES、5 mmol·L^-1 DTT、150 mmol·L^-1 NaCl、2 mmol·L^-1 EDTA以及2 mmol·L^-1 pNPP的反应液。在30 ℃下孵育10 min, 加入50 μL 3 mol·L^-1的氢氧化钠溶液终止酶反应。在405 nm处测出吸收OD值, 以未加酶的体系作为空白对照, 即可计算出测试样品对酶促水解的抑制作用的IC₅₀值。

3.2 体内药效学实验

采用高脂高糖饲料喂养C57BL/6j小鼠, 形成胰岛素抵抗(IR) 小鼠模型。同时, 采用同批C57BL/6j小鼠以普通饲料喂养作为正常对照组(Con)。将模型动物随机分成3组, 分别为模型动物对照组(IR)、罗格列酮组和化合物组, 分别口服水、阳性对照药罗格列酮(15 mg·kg^-1) 和化合物2f (25 mg·kg^-1)。

3.2.1 口服葡萄糖耐量实验(OGTT)

连续给药7天后, 给动物口服葡萄糖2 g·kg^-1, 观察动物葡萄糖负荷后0、30、60、120 min时血糖的变化, 并计算血糖-时间曲线下面积(AUC)。

3.2.2 正常葡萄糖水平的胰岛素钳夹(正糖钳) 实验

连续给药21~24天后, 进行正糖钳实验。动物禁食4 h, 称重, 腹腔注射戊巴比妥钠麻醉, 固定于37 ℃恒温板, 手术分离颈静脉, 插管, 输入1 000 U·mL^-1肝素抗凝后, 连接微量注射器(COLE PARMER, 789100C, 美国) 以恒速输注胰岛素60 pmol·kg^-1·min^-1, 连接微量蠕动泵(ISMATEC, 78001-00, 美国) 以可变速率输注10%葡萄糖溶液。手术分离颈动脉, 以备取血测定血糖水平。每隔10 min取血, 用血糖仪(BIOSEN 5030, 德国) 监测血糖水平。根据血糖水平调节葡萄糖输注速率, 使血糖稳定在95 ± 5 mg·dL^-1范围内, 在血糖至少稳定30 min后, 连续测定3次葡萄糖输注速率, 取平均值作为动物的正糖钳实验中稳态时葡萄糖输注速率(GIR)。

3.2.3 血胆固醇水平的测定

连续给药16天后, 取血测定血胆固醇水平。

作者贡献: 田金英、张晓琳完成体外抑酶和体内药效评价以及数据分析; 刘军政、张书恩完成化合物合成、表征以及分子对接; 叶菲提供学术指导并审核论文; 肖志艳设计实验并撰写、审核论文。

利益冲突: 无利益冲突。

基金

收起

国家自然科学基金资助项目(82000820)
北京新药机制与药理评价研究重点实验室(BZ0150)

参考文献

收起

文献

收起

参考文献引证文献

排序方式：

[1]

Behl T, Gupta A, Sehgal A, et al. Exploring protein tyrosine phosphatases (PTP) and PTP-1B inhibitors in management of diabetes mellitus[J]. Biomed Pharmacother, 2022, 153: 113405.

https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.113405

[2]

Chen PJ, Zhang YT. Protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B): insights into its new implications in tumorigenesis[J]. Curr Cancer Drug Targets, 2022, 22: 181-194.

https://doi.org/10.2174/1568009622666220128113400

[3]

Olloquequi J, Cano A, Sanchez-López E, et al. Protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) as a potential therapeutic target for neurological disorders[J]. Biomed Pharmacother, 2022, 155: 113709.

https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.113709

[4]

Singh S, Grewal AS, Grover R, et al. Recent updates on development of protein-tyrosine phosphatase 1B inhibitors for treatment of diabetes, obesity and related disorders[J]. Bioorg Chem, 2022, 121: 105626.

[5]

Liu G. Protein tyrosine phosphatase 1B inhibition: opportunities and challenges[J]. Curr Med Chem, 2003, 10: 1407-1421.

https://doi.org/10.2174/0929867033457296

[6]

Lantz KA, Hart SG, Planey SL, et al. Inhibition of PTP1B by trodusquemine (MSI-1436) causes fat-specific weight loss in diet-induced obese mice[J]. Obesity, 2010, 18: 1516-1523.

https://doi.org/10.1038/oby.2009.444

[7]

Fukuda S, Ohta T, Sakata S, et al. Pharmacological profiles of a novel protein tyrosine phosphatase 1B inhibitor, JTT-551[J]. Diabetes Obes Metab, 2010, 12: 299-306.

https://doi.org/10.1111/j.1463-1326.2009.01162.x

[8]

Jia ZC, Barford D, Flint AJ, et al. Structural basis for phosphotyrosine peptide recognition by protein tyrosine phosphatase1B[J]. Science, 1995, 268: 1754-1758.

https://doi.org/10.1126/science.7540771

[9]

Liu JZ, Zhang SE, Nie F, et al. Discovery of novel PTP1B inhibitors via pharmacophore-oriented scaffold hopping from ertiprotafib[J]. Bioorg Med Chem Lett, 2013, 23: 6217-6222.

https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2013.10.002

[10]

Malamas MS, Sredy J, Moxham C, et al. Novel benzofuran and benzothiophene biphenyls as inhibitors of protein tyrosine phosphatase 1B with antihyperglycemic properties[J]. J Med Chem, 2000, 43: 1293-1310.

https://doi.org/10.1021/jm990560c

[11]

Guo ZR General Medicinal Chemistry (4^th Ed.) (药物化学总论) Beijing Science Press 2019 46-48.

[12]

Ye F, Tao R, Cong W, et al. Utilization of fluorescence tracer in hyperinsulinemic-euglycemic clamp test in mice[J]. J Biochem Biophys Methods, 2008, 70: 978-984.

https://doi.org/10.1016/j.jprot.2008.01.003

[13]

Ma D, Cai Q, Zhang H. Mild method for Ullmann coupling reaction of amines and aryl halides[J]. Org Lett, 2003, 5: 2453-2455.

2023年第58卷第12期

PDF下载

223

引用本文

BibTeX

文章信息

doi: 10.16438/j.0513-4870.2023-1195

接收时间：2023-10-23
首发时间：2025-11-21
出版时间：2023-12-12

补充材料

相关文章

文章信息

作者

出版历史

收稿日期：2023-10-23
修回日期：2023-10-31

基金

国家自然科学基金资助项目(82000820)

北京新药机制与药理评价研究重点实验室(BZ0150)

作者信息

通讯作者:

*肖志艳, Tel/Fax: 86-10-63189228, E-mail: xiaoz@imm.ac.cn

参考文献

分享链接

https://castjournals.cast.org.cn/joweb/yxxb/CN/10.16438/j.0513-4870.2023-1195

分享至

全文二维码

扫描看全文

引用本文

BibTeX

本文的引用情况

2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

关闭全屏

BibTeX
EndNote
RefWorks
TxT