[发明专利]具有DJ-1蛋白稳定剂作用的化合物及其应用

说明书

本发明公开了具有DJ‑1蛋白稳定剂作用的化合物及其应用。本发明通过计算机辅助药物设计的方法，基于DJ‑1蛋白晶体结构，对化合物数据库进行虚拟筛选，再通过体外活性评价，发现一组与DJ‑1蛋白有较好亲和力的化合物。本发明是以与多种氧化应激诱导疾病的发生发展相关的DJ‑1蛋白为研究对象，筛选得到的化合物具有调控DJ‑1蛋白的氧化水平的活性，作为DJ‑1蛋白稳定剂，具有良好的药物开发前景。

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体涉及具有DJ-1蛋白稳定剂作用的化合物及其应用。

背景技术

DJ-1蛋白于1997年首次在小鼠NH3T3细胞中鉴定为肿瘤相关蛋白，后期研究表明该蛋白可作为内源性抗氧化剂，对抗氧化应激(OS)和调控体内正常的活性氧(ROS)水平。

DJ-1蛋白包括189个高度保存的氨基酸序列，具有螺旋-折叠-螺旋的三明治结构，并形成二聚体晶体结构。DJ-1结构中包含11个β折叠(β1-β11)和8个α螺旋(αA-αH)。αA螺旋位于二聚体结构的中心，αH螺旋位于DJ-1的羧基端，可限制DJ-1表面的催化位点并调节酶活性，OS时可因催化活性改变而导致构象改变，第106位半胱氨酸、126位组氨酸和18位谷氨酸残基对于催化活性的调节均具有重要作用。当DJ-1蛋白表达发生改变时，DJ-1的内在折叠方式将会发生改变，成为非折叠结构而无法形成二聚体晶体结构。DJ-1主要存在于细胞质，也可存在于细胞核，与线粒体功能密切相关，参与线粒体形态、功能及稳态的调节及自噬，这可能反应了一种机体自我保护机制，但具体机制尚不完全清楚。在OS状态下，广泛存在于细胞质的DJ-1迁移至细胞核和线粒体，通过氨基端的12个氨基酸残基定位于线粒体，与线粒体复合物I的亚基结合并调剂其活性。DJ-1的过表达可以增加线粒体的聚集而不会破坏线粒体的形态，在DJ-1过表达细胞中，线粒体复合体I以及5’-三磷酸腺苷的活性增加，进而影响线粒体功能。DJ-1蛋白包含三个半胱氨酸，Cys46，Cys53和Cys106，半胱氨酸的巯基(-SH)可以被ROS氧化成次磺酸基(-SOH)，亚磺酸基(-SO₂H)，磺酸基(-SO₃H)，国内外多项研究表明，次磺酸基及亚磺酸基是DJ-1中的活性基团，具有抗氧化作用，而磺酸基则会使DJ-1彻底失活，因此，这三个半胱氨酸残基对OS的调节具有重要作用。有研究认为体内DJ-1的氧化态水平影响其抗氧化活性，DJ-1的氧化态处于较低水平，才能维持其二聚体结构，保持其抗氧化活性。

随着DJ-1抗OS、线粒体功能保护重要作用的不断深入研究与发现，其在OS和线粒体功能障碍相关的多种疾病(弱精症、帕金森病、脑梗死、缺血再灌注损伤等)中均可能成为新的潜在治疗靶点。因此，开发能够调控DJ-1的氧化态水平，稳定DJ-1的氧化态水平，促进其二聚体结构稳定的化合物可能具有重要的意义和广泛的临床应用价值。

随着分子生物学、X射线晶体学的发展，大量与疾病相关的生物大分子的三维结构被确定；计算科学的迅速崛起使得数据挖掘、机器学习等技术快速发展。在这两方面的推动下，计算机辅助药物设计应运而生，并渗透到新药研发的各个环节。CADD可以提高药物研发的成功率，降低研发成本，缩短研发周期，是目前创新药物研究的核心技术之一。如今虚拟筛选方法逐渐发展壮大，已经成为一类通过计算机辅助药物设计的核心技术，虚拟筛选是基于靶标生物大分子的三维结构或基于小分子活性配体构建的药效团模型，对已知化合物库进行筛选，选取打分较高的化合物作为备选先导化合物，进行生物活性筛选等深入开发。虚拟筛选极大地减少了化合物合成及药物筛选的工作量、时间与资金投入，提高了筛选的效率和准确性。因此，虚拟筛选在新药开发研究中得到越来越广泛的运用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供具有DJ-1蛋白稳定剂作用的化合物及其应用。本发明通过基于DJ-1蛋白晶体结构的计算机辅助虚拟技术、药物化学知识和药理活性筛选发现一组具有维持DJ-1蛋白的氧化态的稳定性的活性化合物。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

具有DJ-1蛋白稳定剂作用的化合物，具体化合物如下：：