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基于胸腺素α1活性片段的环肽类似物的设计、合成与活性评价

Design, Synthesis and Bioactive Evaluation of Thymosin Alpha 1 Cyclic-Peptide Analogues

【作者】 蒋志龙

【导师】 刘克良;

【作者基本信息】 中国人民解放军军事医学科学院 , 药物化学, 2004, 硕士

【摘要】 胸腺素α1(Tα1)是一种重要的多肽类免疫调节因子,具有显著的增强免疫功能的作用。Tα1由28个氨基酸残基组成,分子量3108,等电点4.2,N-端为乙酰化结构。目前Tα1已广泛用于治疗慢性乙型肝炎,慢性丙型肝炎、恶性黑色素瘤、非小细胞癌、艾滋病等疾病,作为免疫增强剂,可单独或与其它药物联合应用治疗人体免疫性疾病。与其它肽类药物一样,Tα1具有诸如半衰期短、在体内易被降解等缺点,因此设计活性高、抗体内降解的Tα1类似物具有十分重要的意义。 多肽药物设计方法主要包括:1.简化结构;2.对局部氨基酸进行替换;3.对肽链进行构象限制。 环肽是第三种策略的典型代表,其限制性构象能稳定多肽的二级结构,一方面能增加与受体的亲和力和选择性,提高生物活性;另一方面还有可能提高环肽的抗酶解能力,在多肽药物的设计中经常被使用到。为了寻找活性高并能改善其体内的代谢稳定性的Tα1类似物,在已有文献报道的构效关系研究的基础上,我们设计了一系列的含半胱氨酸的环肽类似物,引入半胱氨酸的目的在于合成策略的考虑。考虑环肽形成限制构象过于刚性可能影响到生物活性构象的形成,我们在设计的环肽又分别引入了脂肪氧醚链改善环肽的构象刚性,以期对环肽保持原有活性构象有积极意义。在这些化合物中,在此基础上,通过环合过程中引入的巯基作为修饰位点我们对环肽进行PEG修饰,如果能进一步提高肽类化合物在体内抗降解能力。将为以后发展抗酶解和化学降解的肽类药物奠定基础。 合成策略分为三步: (1)用Boc/Bzl策略缩合得到线性肽硫酯; (2)用分子内的硫酯环合法进行首尾环合反应; (3)以游离的巯基作为反应位点对环肽进行高分子修饰。 具体开展以下三方面的工作: (1)根据已有文献报道的胸腺素活性片段研究为基础,对部分Tα1活性片段进行环合,合成Tα1的活性片段含巯基的环肽类似物。 (2)合成mPEG750-MAL,mPEG2000-MAL,和mPEG5000-MAL三种mPEG-OH的衍生物,学位论文:胸腺素a。环肤类似物的设计合成与活性评价中文摘要 以mPEG2000一MAL、mPEG*00一MAL与琉基连接修饰环肤类化合物。 (3)对环肤类化合物进行体外淋巴细胞增殖试验。 在本课题中,我们应用硫酷法合成了线性肤硫酷25个,从中选择了巧个线性肤硫酷进行环合得到了巧个新结构的环肤,这些环肤中的5个含有脂肪族链状结构,分别应用两个不同分子量mPEG一MAL对其中的1个环肤进行了修饰研究。所有目标化合物经过RP一HPLC纯化,纯度大于90%,经质谱分析确定结构正确。 从淋巴细胞增殖实验的结果来看(1)在高浓度的条件下(100林留L),30个化合物具有促淋巴细胞增殖的效果,增殖活性均好于阳性对照物Tal(17一24)和Tal。(2)在中等浓度的条件下(10林留L),19个化合物具有促淋巴细胞增殖的效果,其活性均好于阳性对照物Tal(17一24),16个化合物促淋巴细胞增值的效果强于Tal。(3)在低浓度下(1林留L),35个化合物包括阳性对照化合物和Tal均未观察到显著的促淋巴细胞增殖的效果。 从环合前后活性变化的情况来看:环合后得到的环肤产物和未环合前肤硫酷相比较:(l)在中等水平的浓度条件下,巧个环肤中有13个显示了淋巴细胞增殖的效果,其中有3个在环合后活性降低,其余10个没有显示出显著性的差异。(2)在高浓度的条件下,巧个环肤中有14个显示了淋巴细胞增殖的效果,6个化合物的活性比环合前的活性提高,5个化合物比环合前的线性肤硫醋活性降低。 为了进一步研究合成的T Ql活性片段环肤类似物的其它免疫增强效果,我们还将进行环肤类似物的诱导小鼠脾细胞产生IFN一Y的实验,这部分工作委托中科院上海药物所免疫药理室,实验正在进行当中,尚未得到可分析数据。

【Abstract】 Thymosin alpha 1(Ta1) is a biologically active peptide purified from thymic extract fraction 5(TF5) and completely characterized. It is an amino-terminal acetylated peptide containing 28 amino acid residues. Tal has been classified as an immunoenhancer based on its immunologic effects. Clinical trails have demonstrated its potent therapeutic benefits when administered alone or in combination with other agents.In order to improve the pharmacological and biological properties of "Tal",we studied the minimum -energy conformation of those active linear peptides by molecular dynamics, and designed a serie of cyclic -peptides analogues based on the active part of Tal (17-24). All the compound synthesized by intramolecular thioester ligation,the reaction is highly efficient and independent on the concentration of the linear peptides without evident side-reactionIt’s well known that the covalent attachment of PEG(polyethene glycol)to peptides and proteins can significantly improve their pharmacological and biological properties and. Prevent degradation by proteolytic enzymes. Therefore,the thiol group of Cysteine of Ta1(17-24) analogus was choosen for PEGylation to improve their pharm properties.In these thesis ,with Ta1(17-24) as a leading compound ,we designed and synthesized 39 new compounds with solid-phase synthesis and liquid-phase synthesis , 15 are cyclic peptides, the other 24 are linear peptides; the stucture of the compounds was confirmed by mass spectrum.Further more,the biological activities were tested in vitro .some of the compounds could increase the proliferative responses of the mitogen stimulating lymphocytes.In conclusion ,Our primary research demonstrated that the cyclic analoguews of Ta1(17-24) are generally potent than their linear counterpart in promoting T-lympocyte proliferation because of possible restricted active comformation .The thiol was introduced to the linear peptide analogues of Ta1(17-24) for the cyclization strategy and for the introduction of PEGlyation.

  • 【分类号】R914
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