论文摘要
老年痴呆症又称阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）,是一种常见的神经退行性疾病,其主要的病理特征是神经细胞外形成淀粉样老年斑（amyloidplaques）和神经细胞内出现神经纤维缠结（neurofibrillary tangles,NFTs）。随着人类寿命的延长和人口老年化,AD给社会和家庭带来了沉重的经济负担。目前尚无有效的疗法,临床用药主要有乙酰胆碱酯酶抑制剂,但是只能暂时性改善认知症状,不能够阻止病情的进一步恶化。老年斑具有神经毒性,能导致神经细胞死亡,其主要组成成分是β-淀粉样40-42多肽。淀粉样假说认为,β-淀粉样多肽（β-amyloid peptides,Aβ）聚集形成老年斑在AD病理发生和发展中有至关重要的作用。β-淀粉样多肽是β-淀粉样前体蛋白（β-amyloid precursor protein,βAPP）g先后经β-和γ-分泌酶水解产物,因此,处于上游的起水解限速作用的β-分泌酶（β-amyloid precursor enzyme-1,BACE1）已成为目前开发防治AD药物的研究热点。自从1999年BACE1被发现鉴定后,人们很快开发了大量的BACE1抑制剂。但是大多数的抑制剂是多肽或拟肽类抑制剂,主要包括他汀（statine）、类他汀（homostatine）和羟乙胺类（hydroxyethylamine,HEA）等。由于肽类药物具有体内易降解和口服生物利用度低等缺点,从而降低了多肽或拟肽类BACE1抑制剂发展为临床治疗AD药物的可能性。此外,BACE1位于中枢神经系统,要求抑制剂具有一定的脂溶性和较小的分子量,才有可能通过血脑屏障到达作用靶点。本研究以BACE1的三维结构为基础,通过分析活性部位的结构及其与配体的相互作用特点,同时参照配体OM99-2的结构,用Sybyl的CombiLibMaker模块构建虚拟化合物库,用分子对接方法（DocK4.0）进行虚拟筛选,根据评分结果确定最初拟合成的目标化合物。经过六个阶段的工作,并结合各阶段所得的构效关系,设计并合成了七大类114个全新结构的非肽类小分子化合物,其结构均通过1NMR,MS等确证。本研究共使用了七条合成线路对所设计的目标化合物进行了合成,并对各条路线中所包含的各反应条件进行了详细的探讨。在化合物合成的过程中,优化了2,2-二甲基二氧戊环-1,5-二羧酸二乙酯中选择性水解一个酯基的方法,这种方法可以应用于目标化合物中含有同类结构的中间体的合成。发现了在脱除2,2-二甲基二氧戊环-1,5-二羧酸衍生物中的保护基异亚丙基时的反应活性与羧基结合的基团大小有关:即基团越大,越难脱除。新设计并实现了阳性化合物2关键中间体环氧丙烷衍生物的立体选择性合成方法,虽然手性的选择性比文献报道的略低,但是无需低温无水无氧的条件,昂贵的锂试剂等,操作简单,原料廉价易得,适合放大制备,可以方便地合成各种不同的HEA类化合物。本研究用荧光偏共振能量转移的方法对所有目标化合物进行了分子水平的抑制BACE1体外活性评价。结果表明在化合物浓度为100μM时,其中对BACE1活性的抑制率超过50%有52个,其中活性最好的化合物L80407 IC50为178 nM。此外,选取6个在分子水平评价中活性较好的化合物,用酶联免疫特异性测定细胞Aβ42含量的方法,以HEK293细胞系进行了BACE1抑制活性的评价。结果表明在浓度为50 nM时,有两个化合物LL70705、L80407对BAEC1有一定的抑制作用,抑制率为23.68和23.49%,表明此类化合物较好的透膜能力。根据体外生物活性评价结果,对本研究所得到的化合物抑制BACE1活性的构效关系进行了初步总结,分析了一些有效化合物与BACE1的结合模式。这些初步的构效关系与结合模式分析结果,为对活性化合物的进一步结构优化奠定了基础。