1、第 卷第 期化学试剂 抑制剂研究进展王志刚，费荣杰（南京化学试剂股份有限公司，江苏 南京）摘要：酶（，）是细胞色素 酶（，）的一个亚族，能参与多种内、外源性化合物的氧化 还原反应，在多种恶性肿瘤中高表达。酶逐渐成为抗肿瘤药物设计研发的热门靶点，许多学者以 酶为靶标蛋白设计的抑制剂，表现出较好的活性和巨大的应用潜力，尤其是在克服肿瘤耐药性中具有重要意义。目前报道的 抑制剂种类繁多，活性最佳的化合物是 萘黄酮（）。主要介绍了较为常见的几类 抑制剂，简述了各类化合物的特点以及酶抑制效果，并对 抑制剂的发展前景进行了展望。关键词：酶；抑制剂；靶点；抗肿瘤；萘黄酮中图分类号：文献标识码：文章编号：（）：
2、，（，）：（）（），（），：；收稿日期：；网络首发日期：作者简介：王志刚（），男，江苏南通人，学士，高级工程师，主要研究方向为化学试剂及助剂、药用辅料的研发生产，：。引用本文：王志刚，费荣杰 抑制剂研究进展化学试剂，（）：。癌症是一种严重威胁人类生命健康的疾病，其致病原因复杂，主要有内源性致病和外源性致病两大类。近年来癌症发病率逐年上涨，已经成为威胁人类健康的第一大疾病。随着我国的人口老龄化程度不断加深，癌症发病率还将逐年上涨。化学致癌是最重要的一类明确的致癌因素。如各种化石燃料等有机物燃烧产生的多环芳烃（），相关研究表明 与胃癌、乳腺癌、肺癌等癌症的发生有关，。目前较为成熟的癌症治疗手段包括
3、手术疗法、放射疗法和化学疗法。手术疗法主要是针对早期实体肿瘤，疗效显著；放射疗法缺点是照射区域有限，限制了其应用范围；化学疗法是目前主流的保守治疗方式，在多种肿瘤疾病的治疗中起着至关重要的作用。然而部分患者在经历数次给药后肿瘤细胞会产生不同程度的耐药性，导致疗效变差，严重威胁了患者的生存质量。因此，为解决肿瘤细胞产生耐药性而开发新型抗肿瘤药物是该领域研究的热点之一。细胞色素（简称）是多种酶组成的亚铁血红素蛋白族，一氧化碳与活性中心结合后在 处会有特征吸收。介导了药物相代谢中大约四分之三的代谢过程，它能氧化化学小分子药物中的重要基团（如烷基、芳香基）；还原硝基、偶氮等化学基团。这些过程是药物在体
4、内代谢转化的关键步骤，对于药物的生物利用率、半衰期和清除率等都有着不可忽视的影响，是在药物代谢关键环节发挥着重要作用的一类功能全面的氧化还原酶。家族中的一些化学试剂 第 卷第 期酶日益成为药物研发的重要靶标，受到越来越多的学者重视。酶简介 和 是肝外酶，是肝内酶，它们都是 亚族 酶的成员。研究表明，乳腺癌、肺癌、结肠癌细胞中 蛋白高表达，其中 的表达程度最高，该过程与正常细胞癌变、肿瘤生长密切相关，这表明其具有作为潜在的抗肿瘤药物治疗靶点的潜力。在 超家族中，的大小和氨基酸数目在己知 中是最大的，但结构却最为简单。另外，文献报道表明，一方面在正常细胞中含量较低，另一方面，在很多肿瘤细胞中高表达
5、并表现出特异性。该研究表明设计针对性抑制 的抑制剂对正常细胞毒性可能较低，证明了针对该蛋白设计抑制剂的合理性。图 酶的结构（：）（：）酶与肿瘤 在肿瘤发生中的作用主要体现在两方面：一方面，参与了许多前致癌物、诱变剂的代谢，此类能力是由芳香烃受体（）和 核 酸 转 录 蛋 白（）操 控 的；另 外，通过将环境致癌物代谢为含羟基的亲电性中间代谢产物，这些代谢产物会通过共价键与 形成加合物，引起癌基因和抑癌基因的突变，从而使致癌或诱变过程启动。有研究报道，雌二醇经过 的代谢作用，从而转化为羟基雌二醇，进而诱导乳腺癌。在体内由 酶参与反应的 雌二醇的代谢产物会与 发生迈克尔加成反应，导致 的突变，诱导
6、正常细胞癌变。一项动物实验表明，在哺乳动物的生长 发 育 中 不 是 必 须 的，敲 除 小 鼠 体 内 的 酶相关基因不会影响个体的生长发育，但是却可以避免，二甲基苯并蒽诱导的癌症肿瘤的发生，这为设计合成 抑制剂提供了很好的生物学依据。图 代谢过程表达示意图 同时，酶还与一系列药物在体内失活有关，羟基它莫昔酚就是典型的例子，经过体内代谢后 能使其产生不同构象的结构，而这种化合物的抑制活性也随之消失。紫杉醇是另外一个典型的例子，也有相关的体外实验证明，紫杉醇类药物子宫内膜癌的耐药性与 在细胞中的高表达密切相关。酶抑制剂的研究现状目前以 为靶向的抗肿瘤药物研究主要是以 为靶向的抑制剂。报道过的抑
7、制剂类型主要包括：二苯乙烯类、黄酮类、香豆素类、生物碱类以及含不饱和烃基的芳香化合物。其中，二苯乙烯类以及黄酮类化合物是当前的热点研究对象。.黄酮类抑制剂黄酮类抑制剂是基于自然界中黄酮母核经过结构改造合成的一类新型抑制剂。这类化合物能起到抗肿瘤和预防肿瘤发生的作用，作为与 结构类似的化合物，黄酮类化合物对 有一定的抑制能力。相关大鼠灌服生物实验证明，黄酮类小分子对与 相关的肿瘤病灶抑制作用明显，。生物活性实验还表明，羟基在提高黄酮类小第 卷第 期王志刚等：抑制剂研究进展分子化合物的活性方面具有独特的作用，在黄酮母核多个不同位置上引入羟基，能够有效提升小分子的生物活性和选择性，对 的抑制能力有明
8、显提高。这可能与羟基可以和 周围的氨基酸形成强烈分子间作用力，如果有氢键形成，则会大大增加它们之间的结合力，在这种思路指导下研发的黄酮类 抑制剂中有很强抑制能力，其中 羟基，吡喃黄酮就是代表性化合物之一。图 羟基，吡喃黄酮的结构 ，人工合成的先导化合物 萘黄酮（）对 和 的抑制选择性很强，对 的抑制很强，其 为.，但是对 的抑制活性大大下降，只有十二分之一。有相关实验组设计并合成了萘环上甲氧基取代的 萘黄酮，其酶抑制活性结果显示，引入甲氧基可大大提高化合物的酶抑制能力与选择性。此研究组所合成的一些列化合物中，氟，三甲氧基萘黄酮抑制能力脱颖而出，其对 的抑制活性 为先导化合物 的三十分之一。相关
9、研究报道，可以有效克服 相关的紫杉醇耐药性。图 小分子抑制剂 结构 为了改善 的水溶性，有研究团队合成了一种 萘黄酮醇的结构，并且在侧链上引入了水溶性的盐酸盐，改善了化合物的水溶性和抑制活性，且后续的生物实验表明化合物明显减弱了由 酶引起的耐药性。结果表明，在耐药性很强的 细胞中，该化合物的盐酸盐能够显著克服 酶高表达导致的多西紫杉醇耐药，抑制剂在 浓度下可使细胞对多西紫杉醇的吸收能力大大提升。图 的活性及水溶性改进流程图 .二苯乙烯类抑制剂该类化合物是常见于中草药的活性成分之一，对肿瘤细胞有一定的抑制作用，这类化合物发挥抗肿瘤作用的机制相当多样化，其中之一便是通过抑制 达到抗肿瘤的效果。天然
10、产物白藜芦醇对 酶家族存在抑制作用，其中对 的抑制活性达到了.。在体内实验中，它表现出了一种阻碍多环芳烃与 蛋白的结合的能力，以此发挥了预防正常细胞的癌变作用。图 白藜芦醇的分子结构 目前抗肿瘤药物的候选化合物中白藜芦醇及其类似物也是重要组成之一。根据相关研究表明，白藜芦醇可在 的参与下发挥抑制 酶的活性，其 为.，。有相关研究运用孪药策略选取各自优势结构对萘黄酮与二苯乙烯的有效结构进行组合。结果发现，由此研发的系列化合物对 酶抑制活性大大提高，其中三甲氧基取代衍生物 的 值.，抑制活性十分突出，证明了该策略的正确性。化学试剂 第 卷第 期图 萘黄酮与二苯乙烯组合设计思路 .香豆素类抑制剂香豆
11、素是一种天然产物，其特征是拥有苯并吡喃酮结构，化学家发现对香豆素结构进行改造可以使其表现出不同的活性特点。其中最受人关注的是香豆素的抗肿瘤活性研究，。根据相关报道，羟基酰基香豆素能够有效抑制由 酶导致的苯并芘代谢为苯并芘，二氢二醇，进而预防正常细胞癌变的作用。还有文献报道，香豆素对大鼠乳腺癌有显著的抑制作用，对苯并芘诱发的大鼠胃脘部肿瘤也具有预防作用。此外，文献报道了，位杂环取代的香豆素衍生物对 的抑制作用。图 羟基酰基取代和苯环取代的香豆素结构 .生物碱衍生物生物碱的主要特征是存在于生物体内且分子中含氧化态氮原子。有研究发现了黄连素选择性抑制。该团队发现黄连素可以有效抑制 导致的雌二醇结构转
12、变。图 黄连素的结构 .多环芳烃类化合物这是一类芳香性不饱和碳氢化合物，其中乙烯基和炔基对该类化合物的抑制活性提高显著。有研究小组合成了一系列含不饱和烃基的芳香化合物，并且进行了酶抑制活性测试。这类抑制剂的作用原理是通过自由基与卟啉基团中的铁原子形成强烈的共价键而发挥对 酶很强的抑制活性，如对（丙炔基）芘及（丙炔基）菲。图 （丙炔基）芘及（丙炔基）菲的结构 （）（）结论与展望综上所述，由于 具有在肿瘤细胞中高表达、与肿瘤细胞生长及耐药密切相关，对正常细胞毒性可能较低的特点，酶被认为是一个可靠的抗肿瘤药物研究新靶点，引起很多学者的浓厚兴趣。目前文献报道的几类小分子抑制剂中有的已经具有很高的活性，
13、但尚存在生物相容度差的问题，针对这一问题继续开发一类生物活性和生物相容度俱佳的小分子抑制剂将成为主要的研究方向。新型抑制剂有望在肿瘤新药研发、克服肿瘤耐药性方面取得好的成果，具有重要的理论和实践意义。参考文献：，（）（），（）：，（）：，（）：，（）：，：，：，第 卷第 期王志刚等：抑制剂研究进展 ，（）：，（）：，：，（）：，（）：，：，：刘春莲，焦海燕细胞色素 基因多态性与乳腺癌易感性研究进展生命科学，：，（）：，（）：，（）：刘媛媛，孙华威，刘志野紫杉醇对子宫内膜癌细胞 基因表达的影响 黑龙江医药科学，（）：，：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（），（）：，（）：，：，（）：，（），化学试剂 第 卷第 期，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（）：，（），（）：，（）：，：，（）：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（）：