一種1-脫氧-d-木酮糖5-磷酸還原異構(gòu)化酶抑制劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及酶抑制劑領(lǐng)域，具體涉及一種新類型的1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸還 原異構(gòu)化酶（IspC)的抑制劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 萜類化合物存在于幾乎所有的生命形式中，它們在生物體中發(fā)揮著重要的作用， 如長醇焦磷酸酯（dolichol diphosphates)對細胞壁及糖蛋白生物合成的調(diào)節(jié)作用；醌類 化合物（如質(zhì)體醌和輔酶Q)可作為電子轉(zhuǎn)移及氧化還原反應(yīng)的載體；類胡蘿卜素及葉綠素 的側(cè)鏈參與光合作用；留體可幫助構(gòu)成細胞膜（如膽固醇）；雌激素參與細胞間信號傳遞過 程并可控制個體的生長發(fā)育；甜椒醇（capsidiol)等可作為抗菌素及植物抗毒素用于物種 間相互防御；赤霉素、脫落酸可作為植物激素；維生素 A的存在可促進視網(wǎng)膜的正常功能， 缺乏則導(dǎo)致夜盲癥；維生素 D能促進鈣、磷在腸內(nèi)的吸收，維持血鈣血磷的平衡，促進骨質(zhì) 的鈣化等。同時，植物中所含的其它一些萜類化合物通常作為植保素，在調(diào)節(jié)植物與環(huán)境的 關(guān)系上發(fā)揮重要的生態(tài)功能。許多萜類化合物還具有很好的生物活性，是天然藥物的主要 有效成分，如目前廣泛使用的抗瘧藥物青蒿素、抗心血管疾病的銀杏內(nèi)酯及具有很強抗癌 活性的化合物紫杉醇等。
[0003] 長期以來，生物體內(nèi)的萜類化合物被認為是由輔酶A經(jīng)甲羥戊酸而合成，并認為 甲羥戊酸是萜類化合物生物合成的唯一前體，故該生物合成途徑被稱為甲羥戊酸途徑。但 到上世紀(jì)九十年代初，人們發(fā)現(xiàn)萜類化合物的生物合成除甲羥戊酸途徑外，還存在一條非 甲羥戊酸途徑，2-甲基-D-赤藻糖醇4-磷酸（MEP)是這一新途徑中的兩個重要中間體，故 稱為MEP途徑。
[0004] 最新研究證明，動物（包括人類）主要通過經(jīng)典的甲羥戊酸途徑來合成其所需的 萜類化合物，而包括人類的致病菌在內(nèi)的大多數(shù)微生物則是利用MEP途徑來合成其所必需 的萜類化合物。這種人類和其主要致病微生物分別采用完全不同的生物途徑來合成維持 它們生命活動所必需的萜類化合物的事實，為人們提供了一個利用MEP途徑中的酶為靶標(biāo) 進行新型抗感染藥物篩選的強有力的方法，而使用該方法進行抗感染藥物篩選的最大優(yōu)點 在于篩選的過程不需考慮待篩查化合物的選擇性。因此，這條新發(fā)現(xiàn)的MEP途徑在新類型 抗感染藥物的發(fā)現(xiàn)方面將具有非常廣闊的應(yīng)用前景，尤其是在當(dāng)前病原微生物對現(xiàn)存的各 種抗感染藥物的耐受性日益提高的情況下。目前，對該生物合成途徑中的酶及它們的作用 機理的研究已成為一個熱點，尤其是對1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸還原異構(gòu)化酶（IspD)的 研究更加廣泛和深入。
[0005] 1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸還原異構(gòu)化酶（IspC)為萜類化合物MEP生物合成途徑 中的第二個酶。它主要參與催化1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸轉(zhuǎn)化為2-甲基-D-赤藻糖醇 4-磷酸這步還原異構(gòu)化反應(yīng)。該酶是MEP生物合成途徑中的一個關(guān)鍵限速酶，抑制該酶能 使微生物體內(nèi)MEP萜類生物合成途徑受到顯著影響，進而抑制微生物的生長。
[0006] 已發(fā)現(xiàn)的IspC抑制劑主要有膦胺霉素及其結(jié)構(gòu)類似物FR900098 (結(jié)構(gòu)式如下）， 它們已被證實能夠抑制瘧原蟲體內(nèi)萜類化合物的生物合成，從而影響瘧原蟲正常生長。目 前，膦胺霉素已經(jīng)作為抗瘧藥物進入三期臨床試驗階段。國內(nèi)外很多制藥企業(yè)也已將該化 合物作為原料藥銷售，如國內(nèi)的湖北民生藥業(yè)有限公司，湖北眾誠醫(yī)藥化工有限公司，及加 拿大Toronto Research Chemicals Inc.公司，美國Medical Isotopes公司，英國MOLEKULA 公司，德國Service Chemical Inc.公司等等。
[0008] R = Η,膦胺霉素 ；R = Me, FR900098.
[0009] 同時，很多以膦胺霉素及FR900098為先導(dǎo)化合物的研究正在深入展開，以期找到 更好的IspC抑制劑。但是由于該類化合物具有磷酸基團和羥肟酸基團，導(dǎo)致它們的極性 大、水溶性強，而這兩個基團又是該類化合物具有生物活性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，這就使得此類化合 物的缺點如口服生物利用度低、半衰期短等很難被克服。所以，尋找新的結(jié)構(gòu)類型的IspC 抑制劑仍然具有重要的意義。
[0010] 發(fā)現(xiàn)內(nèi)容
[0011] 本發(fā)明提出一種新類型的1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸還原異構(gòu)化酶（IspC)的抑 制劑，它們主要是特定的幾種茶多酚及茶黃素類化合物及它們的衍生物（以下統(tǒng)稱為多酚 化合物），與膦胺霉素及FR900098相比，該類化合物極性較小，水溶性適中，能夠有效地克 服現(xiàn)有IspC抑制劑口服吸收差、生物利用度低等缺點。
[0012] 本發(fā)明的方案如下：
[0013] -種1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸還原異構(gòu)化酶（IspC)抑制劑，有效成分為以下化 合物中的任意一種或任意配比組合：茶黃素（TF)、茶黃素3,3'_雙沒食子酸酯（TF3,3'G)、 茶黃素-3-沒食子酸酯（TF3G)、茶黃素-3' -沒食子酸酯（TF3' G)、沒食子兒茶素沒食子酸 酯（GCG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG)、沒食子酸（G)、沒食子兒茶素（GC)、表沒食子 兒茶素（EGC)、表兒茶素沒食子酸酯（ECG)，以及TF3G、TF3' G、TF、EGC和GC的苯丙酸及其 類似物的衍生物。
[0014] 還進一步對其中所述TF3G、TF3' G、TF、EGC和GC的苯丙酸及其類似物的衍生物作 了優(yōu)選：
[0015]
[0016] 其中R為苯丙酰基、咖啡?；⑽乎；蛉夤瘐；?。
[0017] 從另一方面來說，本發(fā)明確立了以上提到的任意一種化合物在制備IspC抑制劑 方面的用途。本發(fā)明也因之確立了以上提到的任意一種化合物在制備抗瘧藥物方面的用 途。
[0018] 本發(fā)明較之于現(xiàn)有技術(shù)具有以下顯著進步：
[0019] 本發(fā)明確立了茶黃素（TF)、茶黃素3, 3'-雙沒食子酸酯（TF3,3'G)、茶黃素-3-沒 食子酸酯（TF3G)、茶黃素-3' -沒食子酸酯（TF3' G)、沒食子兒茶素沒食子酸酯（GCG)、表 沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG)、沒食子酸（G)、沒食子兒茶素（GC)、表沒食子兒茶素 (EGC)、表兒茶素沒食子酸酯（ECG)及它們的衍生物I-V都具有較好的抑制IspC活性。
[0020] 其中，茶黃素（TF)、茶黃素-3-沒食子酸酯（TF3G)、茶黃素-3' -沒食子酸酯 (TF3' G)、茶黃素3, 3' -雙沒食子酸酯（TF3, 3' G)、沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯（GCG)及 茶黃素的咖啡酸衍生物茶黃素-3-咖啡酸酯（TF3C)，茶黃素-3' -咖啡酸酯（TF3' C)，茶 黃素-3, 3' -雙咖啡酸酯（TF3, 3' C)，茶黃素-3-沒食子-3' -咖啡酸酯（TF3G3' C)，茶黃 素-3-咖啡酰-3' -沒食子酸酯（TF3C3, G)對IspC酶均有抑制活性，其中TF3G，TF3' G和 TF3, 3' G及咖啡酸衍生物TF3C3' G和TF3G3' C抑制活性強，尤其是TF3' G和TF3, 3' G表 現(xiàn)出很強的IspC抑制活性，它們的IC5。分別為：48. 8 μΜ和39. 1 μΜ。
[0021] 它們是一類具有新的結(jié)構(gòu)特點的IspC抑制劑。
【具體實施方式】：
[0022] 本發(fā)明是基于下列理論和實驗方法來實現(xiàn)的：
[0023] 1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸（DXP)在二價鎂離子參與下，由還原態(tài)的輔酶NADPH提 供氫被1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸還原異構(gòu)化酶（IspC)催化還原異構(gòu)化為2-甲基-D-赤 藻糖醇4-磷酸（MEP)。通過檢測反應(yīng)中DXP消耗量的多少可以判斷IspC的活性。當(dāng)加入 待篩選的化合物后，如果IspC活性受到抑制，則反映在反應(yīng)底物DXP消耗量會減少。反應(yīng) 式如下：
[0025] 對反應(yīng)底物DXP的定量檢測利用柱前衍生HPLC-UV方法實現(xiàn)。但由于該化合物中 沒有有效的生色團，因此需對其進行衍生，即在其結(jié)構(gòu)中引入生色團。具體過程如下：DXP 在堿性磷酸酶（CIAP)作用下水解其磷酸基團生成1-脫氧-D-木酮糖（DX)，然后DX在酸性 條件下與2, 4-二硝基苯肼反應(yīng)生成苯腙類化合物，該化合物在360nm處紫外吸收強烈，最 后利用HPLC法完成定量測定。衍生反應(yīng)如下所示：
[0027] 茶多酚及茶黃素類化合物及它們的衍生物是一類具有廣泛生理活性的化合物，國 內(nèi)外許多試劑公司都有售，它們中很多化合物具有很好的抗炎、抗氧化、抗菌、抑制肥胖、抑 制糖尿病等藥效。
[0028] 發(fā)明人通過大量研究分析，對多種茶多酚及茶黃素類化合物及它們的衍生物I-V 進行了 1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸還原異構(gòu)化酶（IspC)抑制活性檢測，以測定這些化合物 及任意配比組合對該酶的抑制活性，并確立這些化合物在制備抗瘧疾藥物方面的用途。