專利名稱：藥物分子片段庫及其構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種藥物分子片段庫及其構(gòu)建方法，以及使用藥物分子片段庫與高通量分子篩選技術(shù)相結(jié)合進行藥物篩選的方法。
背景技術(shù)：
近年來我國醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展平穩(wěn)，醫(yī)藥工業(yè)總產(chǎn)值年增幅超過20%。但我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在諸多難題，如源頭創(chuàng)新能力弱；科技成果產(chǎn)業(yè)化率低等。為了解決這些問題，預計我國醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)政策將會進一步支持生物醫(yī)藥科研成果產(chǎn)業(yè)化，突破一批關(guān)鍵、核心、前沿生物醫(yī)藥技術(shù)以提升醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)源頭創(chuàng)新能力。研究一批工程化的生物醫(yī)藥技術(shù)是將實驗室醫(yī)藥研發(fā)成果推向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵之一。高通量藥物篩選技術(shù)是以分子水平和細胞水平的實驗方法為基礎(chǔ)，以自動化操作系統(tǒng)執(zhí)行試驗過程，可同時對數(shù)以萬計的樣品檢測，并以相應的數(shù)據(jù)庫支持整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn) 的目前國際公認的先進藥物發(fā)現(xiàn)技術(shù)。高通量藥物篩選技術(shù)雖是先進技術(shù)，但依舊存在一些問題，如重大疾病發(fā)生機制的研究相對欠缺而導致源頭創(chuàng)新能力不足；具有新結(jié)構(gòu)的備選小分子化合物庫擴充困難；現(xiàn)有篩選模型不夠集中，自動化程度低；先導化合物優(yōu)化效率偏低；從先導化合物發(fā)現(xiàn)到產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的銜接環(huán)節(jié)缺失等?；诜肿悠嗡幬锇l(fā)現(xiàn)方法的主要內(nèi)容是設(shè)計并建立由片段分子組成的化合物庫，對化合物庫中的分子進行生物活性的篩選從而找到苗頭片段分子。再利用X-射線晶體學、核磁共振以及質(zhì)譜技術(shù)對這些分子片段與靶蛋白的結(jié)合模式與結(jié)合強度進行分析，根據(jù)這些結(jié)構(gòu)信息對片段分子進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到先導化合物。這種方法與傳統(tǒng)的高通量篩選的方法的不同之處在于第一，片段分子具有結(jié)構(gòu)多樣性。片段分子一般含有12個左右的“非氫原子”，而由12個“非氫原子”組成的化合物分子數(shù)量大概在107個；而用于傳統(tǒng)的高通量篩選的化合物庫中的分子一般具有30個左右的“非氫原子”，由它們組成的化合物分子數(shù)量則高達1060個，所以片段分子篩選所能涵蓋的分子多樣性的比率比高通量篩選的方法要高得多。第二，測定片段分子生物活性的敏感度較高，在生物活性篩選過程中，片段分子由于分子結(jié)構(gòu)簡單，很難像類藥分子一樣與靶蛋白形成如氫鍵、疏水等作用，所以一般生物活性較低。但是其平均原子的靶蛋白的結(jié)合力與類藥分子是相當?shù)?，所以需要利用靈敏的儀器探測出片段分子與靶蛋白之間微弱的結(jié)合強度并細致地分析其結(jié)合模式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過建立基于藥物分子片段的小分子化合物庫，設(shè)計不同分子片段藥物，利用計算機輔助藥物分子設(shè)計方法進行分子片段的虛擬篩選與組裝，開發(fā)藥物先導化合物，同時將藥物分子片段庫建設(shè)與高通量分子藥物篩選技術(shù)結(jié)合起來，有效解決了藥物發(fā)現(xiàn)過程中存在的新結(jié)構(gòu)備選小分子化合物擴充困難和先導化合物優(yōu)化效率偏低等問題。本發(fā)明設(shè)計和建立藥物分子片段庫的方法主要是根據(jù)如下的指導原則(I)分子量小于300 ； (2)氫鍵供體數(shù)小于3 ； (3)氫鍵受體數(shù)小于3 ； (4)可旋轉(zhuǎn)化學鍵數(shù)目小于3 ；(5)表面極曲面積小于60。藥物分子片段庫的分子來源主要有以下幾個方面(I)研究近幾年國內(nèi)外上市新藥的核心結(jié)構(gòu)，查看不同結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)頻率，從中選取高頻出現(xiàn)的分子骨架納入分子片段庫；(2)以常見靶標蛋白為依據(jù)，得到的一些對大多數(shù)靶點均有抑制活性的特權(quán)分子，這部分主要包括聯(lián)苯類(biphenyl),萘類(naphthyl),苯并咪唑類(benzimidazole),苯并批喃類(chromene)和苯并呋喃類(benzofuran)等。(3)依據(jù)分子片段多樣性的原則，分子片段庫中豐富各類雜環(huán)結(jié)構(gòu)如吲哚，吡嗪，噻唑，吡啶，哌嗪等結(jié)構(gòu)類型。本發(fā)明針對的靶標蛋白流感類的PA_N ;SARS類的Nsp5 ;HIV病毒的Proteaes ;單 ?；视王ブ久?MGL)CDME激酶。通過選擇已上市藥物中比較常見的核心結(jié)構(gòu)，確定藥物分子片段庫中化合物的核心骨架和側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(圖I)，通過不同的組合方式建立結(jié)構(gòu)多樣的藥物分子片段庫。構(gòu)建的藥物分子片段庫保存在_40°C條件下可以穩(wěn)定保存5年以上。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫包括18個吲哚類化合物，4個吡嗪類化合物，32個吡啶類化合物，5個噻唑類化合物，16個噻吩類化合物，5個咪唑類化合物，7個苯并咪唑類化合物，97個苯環(huán)類化合物，I個萘環(huán)類化合物，15個哌嗪類化合物，14個哌啶類化合物，7個吡喃類化合，5個苯并噻吩類化合物，10個呋喃類化合物，5個吡咯類化合物，5個苯并噻唑類化合物，11個吡唑類化合物，10個苯并吡喃類化合物，3個苯并呋喃類化合物，10個喹啉類化合物，12個喹喔啉類化合物，其他92個化合物，總計384個化合物。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的18個吲哚類化合物分別是口引哚-3-乙酸，9H-吡啶[3,4-b]吲哚，3-吲哚甲酸甲酯，吲哚_2，3- 二酮，3-氨基-IH-異吲哚鹽酸鹽，吲哚，6-氯氧化吲哚，吲哚啉-2-羧酸，吲哚[1，2-A]吡嗪，3-吲哚甲酸，2-吲哚甲酸，7-甲基吲哚，6-吲哚甲酸，2-吲哚酮，3-吲哚丙酸，2-甲基-IH-吲哚-5-胺，5-硝基吲哚-2-酮，吲哚-3-乙醇。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的4個吡嗪類化合物分別是
2-氰基吡嗪，3-溴咪唑[1，2-A]吡嗪，2-乙?；?3-甲基吡嗪，2-乙烯基吡嗪。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的32個吡啶類化合物分別是
6-甲基-2-吡啶甲醇，2，3-二氨基吡唆，N-甲基-N-2-(2-吡啶基)胺，2-氨基-3-芐氧基批唆，3-氰基-6-甲基-2 (IH)-卩比唳酮，2-氨基-5-溴卩比唳，4- 二甲氨基卩比唆，2-卩比唳甲酉學，3-批卩定甲醇，2-批卩定乙臆，2-氛基-5- 二氣甲基卩比唳，I- (4-批卩定基)哌嗪,批卩定-3-乙酸鹽酸鹽，4,4 ' _聯(lián)卩比卩定，2-氨基-4-甲基卩比卩定，2-氰基-3-氟卩比唳，2- ( 二甲基胺基甲基)-3-羥基吡啶，2-羥基-6-甲基吡啶，2-羥基-3-甲基吡啶，2-吡啶甲酸，4-吡啶甲醇，
2-氨基-5-甲基吡唆，I-甲基-4-羧酸-5- (3-吡啶)-2-吡咯烷酮，2-氨基-4-苯基吡啶，2,6- _■甲基_3-輕基批P定2,6- _■甲基_3-輕基批P定，2- (2-乙氧基乙基)批P定，2- (2- _.乙氨基乙基)卩比唳，N-甲基-N- (3-甲基卩比唳)胺,2, 3, 5,6-四氟卩比唳~4~臆,3- (2’-卩比唳基)丙醇，1-(4-吡啶基)-4-哌啶羧酸單鹽酸鹽，N-苯基煙酰胺。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的5個噻唑類化合物分別是2-乙酰基噻唑，4-甲基噻唑-5-甲酸，5-乙?；?2，4-二甲基噻唑，2-氨基-4-苯基噻唑，2-甲基噻唑-4-甲酸乙酯。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的16個噻吩類化合物分別是2-噻吩乙胺，3-(2-噻吩甲基)丙酸，5-甲基-2-噻吩甲酸，4-甲基-2-噻吩甲酸，2-噻吩甲醛，3-氨基-2-噻吩甲酸甲酯，3-氨基-4-甲基噻吩-2-甲酸甲酯，2-氨基噻吩-3-羧酸甲酯，3- (2-噻吩)丙酸，3-噻吩甲醇，2，5- 二氯噻吩，2-氨基噻吩-3-甲腈，3-羥基-2-噻吩甲酸甲酯，3-乙酰-2，5- 二氯噻吩，2，5- 二氯噻吩-3-磺酰胺，2-噻吩甲酰胺。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的5個咪唑類化合物分別是
4-苯基咪唑，1-(咪唑-I-基)苯酚，2-乙基-4-甲基咪唑，4'-(咪唑-I-基)苯乙酮，2-丁基-4-羥甲基咪唑。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的7個苯并咪唑類化合物分別 是2_羥基苯并咪唑，2-羥甲基苯并咪唑，2-氰甲基苯并咪唑，2-(三氟甲基)苯并咪唑，2-(2-氨基苯基)苯并咪唑，2-(1-羥乙基)苯并咪唑，2-(2-吡啶基)苯并咪唑。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的97個苯環(huán)類化合物分別是4_氟苯乙酸，4-(三氟甲氧基)苯乙酮，4-二氟甲氧基苯胺，4-三氟甲氧基苯甲醇，
2-氨基-4-甲基苯甲腈，4-乙炔基苯甲醚，2-羥基-5-甲基苯乙酮，2-氨基-4-氯苯甲酸，3-(2-羥苯基)丙酸，2-氨基-6-氟苯腈，2-苯氧基乙胺，鄰氟苯甲酸甲酯，1-(3-氟苯)乙酮，2-羥基苯乙酸，2，3，4-三氟苯甲酸，3，5-二氟苯胺，3，4-二氯苯乙酸，3-氟苯甲胺，4-甲砜基苯乙酮，3，4_ 二甲基苯甲醇，2-氯苯酚，4-磺酰胺苯甲酸，2-氨基對甲苯酹，4_氟苯酌■，4-叔丁基苯胺,3-氯-4-氟苯酌 ，2,4- 二甲氧基苯胺，2-甲基苯氧基乙酸，
(S)- (-) -alpha-甲氧基-alpha-三氟甲基苯乙酸，對甲氧基苯乙腈，2,4- 二氟苯胺，對羥基苯乙腈，鄰氟苯甲酸，3-(三氟甲氧基)苯乙酮，4-氯苯氧異丁酸，2-乙炔基苯甲醛，4-(三氟甲氧基)苯乙酸，4-(三氟甲硫基)苯甲酰胺，鄰氯芐醇，L-苯丙氨酸乙酯鹽酸鹽，4-三氟甲基苯甲酸，對三氟甲基苯胺，硫代苯甲酰胺，3，5-二氯苯胺，2-(2-羥基乙氧基)苯酚，
3-甲基苯甲酸甲酯，2-氯苯甲酸甲酯，對氰基苯乙酮，2-(三氟甲基)苯甲酰胺，對三氟甲氧基苯胺，鄰甲基苯甲酸甲酯，4-(三氟甲硫基)苯酚，2-甲氧基苯基硫脲，對羥基苯乙酰胺，3，5-二氟苯乙酸，3-三氟甲氧基苯胺，2，6_ 二氯苯酚，鄰三氟甲基苯甲醇，4，4' -二氛基苯諷，2-苯基丁酸,3,4_ 二氣苯乙麗，I-(5-(二氣甲基)-1，3,4_喔唑_2_基)喊嚷，
3-(2-甲氧基苯基)丙酸，3，5- 二氯苯磺酰胺，對氟苯腈，間氨基苯甲醚，1,3-苯二胺鹽酸鹽，2，3_ 二氫苯并呋喃，(S)-(-)-l-(4-甲氧基苯)乙胺，(R)-(+)-1-(4-甲氧基苯)乙胺，2-氟-4-羥基苯腈，2-氨基-3-硝基苯甲酸，鄰乙酰氨基對甲基苯酚，3-氨基苯甲酸甲酯，3，5- 二氨基苯甲酸鹽酸鹽，3-(三甲基硅基)-乙炔苯甲醛，2-氨基-3-硝基苯甲酸，間苯二酹，4-溴-3-氟苯胺，對二氟甲硫基苯甲腈，3-(2,4- 二輕基苯)丙酸,4,5- 二氟-2-硝基苯甲酸，對三氟甲基苯磺酰胺，芐基三乙基氯化銨，1，4- 二乙酰胺苯，對苯二酚，托品酸，2-溴-5-羥基苯甲醛，5-甲氧基-異苯并呋喃-I，3- 二酮，2-環(huán)戊基-2-羥基苯乙酸甲酯，苯亞甲基甲胺，2-氟-5-硝基苯甲酸-甲基-4-氯苯腈，3，5_ 二甲基苯甲腈，4-甲基苯乙基溴，2-氟苯乙基溴，2-氨基-5-甲氧基苯甲酸。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的I個萘環(huán)類化合物分別是2-萘胺-I-磺酸。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的15個哌嗪類化合物分別是1_(4_氟苯基)哌嗪,1-(3-甲氧基苯基)哌嗪,4-(I-哌嗪基)苯酹,1-(3-甲基苯基)哌嗪，1-(2-甲基苯基)哌嗪，I-(四羥基糠基)哌嗪，I-(4-吡啶基)哌嗪，I-氨基-4-甲基哌嗪二鹽酸鹽單水合物，4-哌嗪基苯甲腈，4-(4-甲基哌嗪-I-基)甲基苯基甲胺，1-(5-(三氟甲基)_1，3,4-噻唑-2-基)哌嗪,1-(2-氯-6-氟節(jié)基)哌嗪,I-環(huán)丙甲?；哙?哌嗪-2-碳酸鹽酸鹽，1-(2-嘧啶基)哌嗪。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的14個哌啶類化合物分別是4- (4-氯苯基)-4-羥基哌啶，4-哌啶苯胺，4-羥甲基哌啶，4-哌啶甲酸乙酯，3-哌啶甲酸，4-氨基-I-芐基哌啶，4-(2-氨基乙基)-1_芐基哌啶，4-哌啶甲酸，1-(3-氟芐基)哌啶，
1-哌啶乙酸乙酯，2-氧-3-哌啶羧酸乙酯，I-芴甲氧羰基-4-苯基哌啶-4-羧酸，I-芐基-3-羥基哌啶鹽酸鹽，1-(4-吡啶基)-4-哌啶羧酸單鹽酸鹽。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的7個吡喃類化合物分別是
2-甲基-3-羥基-4-吡喃酮，四氫吡喃-4-醇，四氫吡喃酮，2-乙基-3-硫代-吡喃酮，3，
4-二氫吡喃，苯并二氫吡喃，萘并吡喃。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的5個苯并噻吩類化合物分別是1-苯并噻吩-2-甲醇，二苯并噻吩，3-甲醛苯并噻吩，3-甲基苯并噻吩，2- (4-甲氧基苯基)苯并噻吩-6-醇。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的10個呋喃類化合物分別是四氫呋喃-2-甲酸，2，5- 二甲基-3-呋喃酸，甲基2-甲基呋喃甲酯，2-乙?；秽?，2-甲基四氫呋喃-3-酮,2-呋喃羧酸,3-呋喃甲酸,5-[( 二甲氨基)甲基]-2-呋喃甲醇鹽酸鹽,呋喃二甲酸(4-溴苯基)酰胺，2，5-二氫_2，5-二甲氧基-2-氨基呋喃。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的5個吡咯類化合物分別是
2-吡咯甲酸甲酯，4-(lH-吡咯-I-基)苯甲酸，N-甲基-2-吡咯羧酸，N-2-氰乙基吡咯，
I-(對氯苯基)-5_氧吡咯烷-3-甲酸。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的5個苯并噻唑類化合物分別是2_氨基-6-氟苯并噻唑，2-羥基苯并噻唑，6-氨基苯并噻唑，7-氯-2H-1，4-苯并噻唑-3 (4H)-酮，苯并噻唑-2-乙腈。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的11個吡唑類化合物分別是
5-氨基-3-(2-噻吩基)吡唑，I-甲基吡唑-4-羧酸，3-氨基-5-甲基吡唑，5-氨基-3-甲基-I-苯基吡唑，3-氨基-4，5- 二氫-I-苯基吡唑，3-(三氟甲基)吡唑，5-氨基-I，3- 二甲基吡唑，溴-5-甲基-IH-吡唑-3-胺，1，3，5-三甲基吡唑，3-羥基-I-甲基-5-三氟甲基-IH-吡唑，2,4- 二氫-1,2-碳-吡唑。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的10個苯并吡喃類化合物分別是3-亞甲基苯并吡喃-2，4- 二酮，苯并吡喃，1,2-苯并吡喃酮，2-苯基-4H-1-苯并吡喃-4-酮,3-碘-苯并批喃-4-酮,苯并二氫批喃-4-酮,苯并二氫批喃-4-基胺,4-苯并吡喃酮-2-羧酸，苯并吡喃-4-脲，I-苯并吡喃-4-酮。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的3個苯并呋喃類化合物分別是6_羥基-2H-苯并呋喃-3-酮，苯并呋喃甲酸，2，3- 二氫苯并呋喃。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的10個喹啉類化合物分別是2-羥基-4-甲基喹啉，6-甲氧基-1，2，3，4-四氫喹啉，6，7-二甲氧基-1，2，3，4-四氫異喹啉鹽酸鹽，4-羥基-N-甲基-2-喹啉，4-羥基喹啉，2-氨基-8-羥基喹啉，2-氨基喹啉，3，4- 二氫-2，2，4，7-四甲基-2H-喹啉-I-乙醇，喹啉-4-羧酸，5-硝基-8-羥基喹啉。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的12個喹喔啉類化合物分別是5，6，7，8-四氫喹喔啉，2，3_ 二甲基喹喔啉，2，6_ 二氯喹喔啉，5-甲基喹喔啉，2-氯喹喔啉，2-喹喔啉羧酸，2-羥基喹喔啉，6-溴喹喔啉，2-甲基喹喔啉，5，7，7-三甲基-5，6，7，8-四氫喹喔啉，2，3- 二苯基喹喔啉6-氰-7-硝基喹喔啉-2，3- 二酮。根據(jù)本發(fā)明提供的方法建立的藥物分子片段庫中的92個其他化合物分別是
3-氨基苯基苯甲酮,4-(4-氯苯基)-4-輕基哌唳,4-2-胺苯基嗎啉,4-哌唳苯胺,2-氨基-3-芐氧基吡啶，5-氨基-3-(2-噻吩基)吡唑，3-苯基-5-異惡唑酮，4-苯基咪唑，9H-吡啶[3，4-b]吲哚，I-(咪唑-I-基)苯酚，1-(4-氟苯基)哌嗪，1-(3-甲氧基苯基)哌嗪，鄰苯二甲酰肼，喹哪啶酸，2-氨基-I，3，4-噻二唑，4'-(咪唑-I-基)苯乙酮，4-(lH-吡 咯-I-基)苯甲酸，芝麻酚，4-氨基安替比林，I-甲基靛紅，3-氨基-IH-異吲哚鹽酸鹽，6，
7-二甲氧基-I，2，3，4-四氫異喹啉鹽酸鹽，煙酰苯胺，I-苯?；?4-哌啶酮，N- (2-羥基苯酰)吡洛，3，4- 二氫-3-氧-2H-1，4-苯噻嗪-2-乙酸，甘脲，3-胺基-I-金剛烷醇，4-氨基-I-芐基哌啶，環(huán)辛酮，3-氨基-5-甲基異唑，6-甲基香豆素，4-(1-哌嗪基)苯酚，1，
2-苯并異噻唑-3-酮，1-(3-甲基苯基)哌嗪，I-苯基環(huán)戊烷羧酸，5-氨基-3-甲基-I-苯基吡唑，4-苯氧基苯酚，吲哚啉-2-羧酸，2-羥基甲基-1，4-苯二惡，胡椒醇，3,4-亞甲二氧基芐胺，1-(2-甲基苯基)哌嗪，I-芐基高哌嗪，I-(3-氟芐基)哌啶，1-(3-甲基苯基)哌嗪，
4-甲基傘形酮，5-甲基-5-苯基乙內(nèi)酰脲，7-氯-2H-1，4-苯并噻唑-3(4H)-酮，3-氨基-4，
5-二氫-I-苯基卩比唑,6-乙?；?1,4-苯并二氧雜環(huán),5-氯苯并呋喃,苯并惡唑胺，1-(四輕基糠基)哌嗪，6-乙酰基-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮，6-氯-2H-1，4-苯并噁嗪_3 (4H)-酮，I-(4-吡啶基)哌嗪，3-乙酰氨基香豆素，[5-(2-噻吩基)-3-異惡唑]甲醇，2-萘胺-I-磺酸，5-溴靛紅，I-芴甲氧羰基-4-苯基哌啶-4-羧酸，5-甲氧基蘆竹堿，異色滿，2- (3-氯苯基)-2，4- 二氫-5-甲基-3H-吡唑啉-3-酮，4-哌嗪基苯甲腈，托品酮，3，4-亞甲二氧基苯胺，4-氨基-2-甲基可尼汀，鄰溴四唑，(S)-N-叔丁基-I，2，3，4-四氫異喹啉-3-甲酰胺，⑶4-芐基-2-唑烷酮，高哌嗪，4-(4-甲基哌嗪-I-基)甲基苯基甲胺，2-(4-氟苯?；?苯甲酸，鹽酸檳榔碇，2，3_ 二氫-1，4-苯并二惡-2-甲胺，3-羰基-I-茚酸，7-氨基-4-甲基香豆素(AMC)，1-(5-(三氟甲基)-I，3，4-噻唑-2-基)哌嗪，異喹啉_3_羧酸甲酯，I-(2-氯-6-氟芐基)哌嗪，鹽酸曲美他嗪，I-金剛烷醇，3-羥基金剛烷，I-甲基-4-羧酸-5-(3-吡啶)-2-吡咯烷酮，3-甲醇-5-苯基異惡唑，二環(huán)[3.3. I]壬烷_2，6_ 二酮，
1-(對氯苯基)-5-氧吡咯烷-3-甲酸，4-甲基-2-氫-鄰苯噠嗪-I-酮，2-氨基次黃嘌呤，
2-脫氧次黃嘌呤核苷。利用本發(fā)明的藥物分子片段庫實現(xiàn)了小分子化合物與SARS病毒相關(guān)的nsp5蛋白質(zhì)進行結(jié)合的實驗，利用X-射線單晶衍射技術(shù)解析了 5-溴靛紅與SARS-nsp5蛋白質(zhì)相互結(jié)合的蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)，證明該技術(shù)在藥物篩選過程中的有效應用。


圖I示出藥物分子片段庫中化合物的核心骨架和側(cè)鏈結(jié)構(gòu)。
圖2示出酶活篩選結(jié)果樣表。圖3示出5-溴靛紅與SARS_nsp5蛋白形成的共晶結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中N-苯基煙酰胺的合成方法如下
權(quán)利要求
1.一種藥物分子片段庫包括吲哚類化合物，吡嗪類化合物，吡啶類化合物，噻唑類化合物，噻吩類化合物，咪唑類化合物，苯并咪唑類化合物，苯環(huán)類化合物，萘環(huán)類化合物，哌嗪類化合物，哌啶類化合物，吡喃類化合，苯并噻吩類化合物，呋喃類化合物，吡咯類化合物，苯并噻唑類化合物，吡唑類化合物，苯并吡喃類化合物，苯并呋喃類化合物，喹啉類化合物，喹喔啉類化合物，其他化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述吲哚類化合物包括吲哚-3-乙酸，9H-吡啶[3，4-b]吲哚，3-吲哚甲酸甲酯，吲哚_2，3- 二酮，3-氨基-IH-異吲哚鹽酸鹽，吲哚，6-氯氧化吲哚，吲哚啉-2-羧酸，吲哚[1，2-A]吡嗪，3-吲哚甲酸，2-吲哚甲酸，7-甲基吲哚，6-吲哚甲酸，2-吲哚酮，3-吲哚丙酸，2-甲基-IH-吲哚-5-胺，5-硝基吲哚_2_酮，吲哚-3-乙醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述吡嗪類化合物包括2_氰基吡嗪，3-溴咪唑[1，2-A]吡嗪，2-乙?；?3-甲基吡嗪，2-乙烯基吡嗪。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述吡啶類化合物包括6-甲基-2-卩比唳甲醇，2, 3_ 二氛基卩比唳，N-甲基-N_2_(2-卩比唳基)胺，2-氛基-3-節(jié)氧基批唳，3-氰基-6-甲基-2 (IH)-卩比唳酮，2-氨基-5-溴卩比唳,4_ 二甲氨基卩比卩定，2-卩比唳甲醇，3-批卩定甲醇，2_卩比唳乙臆，2_氛基-5- 二氣甲基卩比唳，I- (4-卩比唳基)哌嗪,卩比唳-3-乙酸鹽酸鹽，4,4 ' _聯(lián)卩比卩定，2-氨基-4-甲基卩比卩定，2-氰基-3-氟卩比唳，2- ( 二甲基胺基甲基)-3-羥基吡啶，2-羥基-6-甲基吡啶，2-羥基-3-甲基吡啶，2-吡啶甲酸，4-吡啶甲醇，2-氨基-5-甲基吡唆，I-甲基-4-羧酸-5-(3-吡啶)-2-吡咯烷酮，2-氨基-4-苯基吡啶，2,6- _■甲基_3-輕基批P定，2,6- _■甲基_3-輕基批P定，2- (2-乙氧基乙基)批P定，2- (2- _.乙氨基乙基)卩比唆，N-甲基-N- (3-甲基卩比唳)胺,2, 3, 5,6-四氟卩比唳~4~月青,3- (2，-卩比唳基)丙醇，1-(4-吡啶基)-4-哌啶羧酸單鹽酸鹽，N-苯基煙酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述噻唑類化合物包括2-乙?；邕?，4-甲基噻唑-5-甲酸，5-乙?；?2，4-二甲基噻唑，2-氨基-4-苯基噻唑，2-甲基噻唑_4_甲酸乙酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述噻吩類化合物分別是2_噻吩乙胺，3-(2-噻吩甲基)丙酸，5-甲基-2-噻吩甲酸，4-甲基-2-噻吩甲酸，2-噻吩甲醛，3-氨基-2-噻吩甲酸甲酯，3-氨基-4-甲基噻吩-2-甲酸甲酯，2-氨基噻吩-3-羧酸甲酯，3-(2-噻吩)丙酸，3-噻吩甲醇，2，5- 二氯噻吩，2-氨基噻吩-3-甲腈，3-羥基-2-噻吩甲酸甲酯，3-乙酰-2，5- 二氯噻吩，2，5- 二氯噻吩-3-磺酰胺，2-噻吩甲酰胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述咪唑類化合物包括4_苯基咪唑，1-(咪唑-I-基)苯酚，2-乙基-4-甲基咪唑，4'-(咪唑-I-基)苯乙酮，2-丁基-4-羥甲基咪唑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述苯并咪唑類化合物包括2_羥基苯并咪唑，2-羥甲基苯并咪唑，2-氰甲基苯并咪唑，2-(三氟甲基)苯并咪唑，2- (2-氨基苯基)苯并咪唑，2-(1-羥乙基)苯并咪唑，2-(2-吡啶基)苯并咪唑。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述苯環(huán)類化合物包括4_氟苯乙酸，4-(三氟甲氧基)苯乙酮，4- 二氟甲氧基苯胺，4-三氟甲氧基苯甲醇，2-氨基-4-甲基苯甲腈，4-乙炔基苯甲醚，2-羥基-5-甲基苯乙酮，2-氨基-4-氯苯甲酸，3- (2-羥苯基)丙酸，2-氨基-6-氟苯腈，2-苯氧基乙胺，鄰氟苯甲酸甲酯，1-(3-氟苯)乙酮，2-羥基苯乙酸,2,3,4-二氟苯甲酸,3, 5-二氟苯胺,3,4-二氯苯乙酸,3-氟苯甲胺,4-甲諷基苯乙酮，3，4-二甲基苯甲醇，2-氯苯酚，4-磺酰胺苯甲酸，2-氨基對甲苯酚，4-氟苯酚，4-叔丁基苯胺，3-氯-4-氟苯酚，2，4_ 二甲氧基苯胺，2-甲基苯氧基乙酸，(S)-(-)-alpha-甲氧基-alpha-三氟甲基苯乙酸，對甲氧基苯乙腈，2，4_ 二氟苯胺，對羥基苯乙腈，鄰氟苯甲酸，·3_(三氟甲氧基)苯乙酮，4-氯苯氧異丁酸，2-乙炔基苯甲醛，4-(三氟甲氧基)苯乙酸，·4-(三氟甲硫基)苯甲酰胺，鄰氯芐醇，L-苯丙氨酸乙酯鹽酸鹽，4-三氟甲基苯甲酸，對三氟甲基苯胺，硫代苯甲酰胺，3，5_ 二氯苯胺，2-(2-羥基乙氧基)苯 )，3_甲基苯甲酸甲酯，·2-氯苯甲酸甲酯，對氰基苯乙酮，2-(三氟甲基)苯甲酰胺，對三氟甲氧基苯胺，鄰甲基苯甲酸甲酯，4-(三氟甲硫基)苯酚，2-甲氧基苯基硫脲，對羥基苯乙酰胺，3，5-二氟苯乙酸，·3-三氟甲氧基苯胺，2,6-二氯苯酚，鄰三氟甲基苯甲醇，4，4，- 二氨基苯砜，2-苯基丁酸，·3，4_ 二氟苯乙酮，1-(5-(三氟甲基)-1，3，4_噻唑-2-基)哌嗪，3-(2-甲氧基苯基)丙 酸，3，5- 二氯苯磺酰胺，對氟苯腈，間氨基苯甲醚，1,3-苯二胺鹽酸鹽，2，3- 二氫苯并呋喃， (S)-(-)-1-(4-甲氧基苯)乙胺，(R)-⑴-I-(4-甲氧基苯)乙胺，2-氟-4-羥基苯腈，2-氨基-3-硝基苯甲酸，鄰乙酰氨基對甲基苯酚，3-氨基苯甲酸甲酯，3，5-二氨基苯甲酸鹽酸鹽，3-(三甲基硅基)-乙炔苯甲醒，2-氨基-3-硝基苯甲酸，間苯三酹，4-溴-3-氟苯胺，對三氟甲硫基苯甲腈，3- (2,4- 二羥基苯)丙酸，4，5- 二氟-2-硝基苯甲酸，對三氟甲基苯磺酰胺，芐基三乙基氯化銨，1，4_ 二乙酰胺苯，對苯二酚，托品酸，2-溴-5-羥基苯甲醛，5-甲氧基-異苯并呋喃-1，3- 二酮，2-環(huán)戊基-2-羥基苯乙酸甲酯，苯亞甲基甲胺，2-氟-5-硝基苯甲酸-甲基-4-氯苯腈，3，5_ 二甲基苯甲腈，4-甲基苯乙基溴，2-氟苯乙基溴，2-氨基-5-甲氧基苯甲酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述萘環(huán)類化合物包括2_萘胺_1_磺酸。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述哌嗪類化合物包括1-(4-氟苯基)哌嗪，I-(3-甲氧基苯基)哌嗪，4-(I-哌嗪基)苯酚，I-(3-甲基苯基)哌嗪，1-(2-甲基苯基)哌嗪，1-(四羥基糠基)哌嗪，1-(4-吡啶基)哌嗪，I-氨基-4-甲基哌嗪二鹽酸鹽單水合物，4-哌嗪基苯甲腈，4- (4-甲基哌嗪-I-基)甲基苯基甲胺，I-(5-(三氟甲基)-I，·3,4-噻唑-2-基)哌嗪,1-(2-氯-6-氟節(jié)基)哌嗪,I-環(huán)丙甲酰基哌嗪，哌嗪-2-碳酸鹽酸鹽，1-(2-嘧啶基)哌嗪。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述哌啶類化合物包括4-(4-氯苯基)-4-輕基哌唳,4-哌唳苯胺,4-輕甲基哌唳,4-哌唳甲酸乙酯,3-哌唳甲酸,4-氨基-I-芐基哌啶，4-(2-氨基乙基)-1_芐基哌啶，4-哌啶甲酸，1-(3-氟芐基)哌啶，I-哌啶乙酸乙酯，2-氧-3-哌啶羧酸乙酯，I-芴甲氧羰基-4-苯基哌啶-4-羧酸，I-芐基-3-羥基哌啶鹽酸鹽，1-(4-吡啶基)-4-哌啶羧酸單鹽酸鹽。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述吡喃類化合物包括2-甲基-3-羥基-4-吡喃酮，四氫吡喃-4-醇，四氫吡喃酮，2-乙基-3-硫代-吡喃酮，3,4- 二氫吡喃，苯并二氫吡喃，萘并吡喃。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述苯并噻吩類化合物包括1_苯并噻吩-2-甲醇，二苯并噻吩，3-甲醛苯并噻吩，3-甲基苯并噻吩，2-(4-甲氧基苯基)苯并噻吩-6-醇。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述呋喃類化合物包括四氫呋喃-2-甲酸，2，5-二甲基-3-呋喃酸，甲基-2-甲基呋喃甲酯，2-乙?；秽?，2-甲基四氫呋喃-3-酮,2-呋喃羧酸,3-呋喃甲酸,5-[( 二甲氨基)甲基]-2-呋喃甲醇鹽酸鹽,呋喃二甲酸(4-溴苯基)酰胺，2，5_ 二氫-2，5-二甲氧基-2-氨基呋喃。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述吡咯類化合物包括2_吡咯甲酸甲酯，4-(lH-吡咯-I-基)苯甲酸，N-甲基-2-吡咯羧酸，N-2-氰乙基吡咯，1_(對氯苯基)-5_氧吡咯烷-3-甲酸。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述苯并噻唑類化合物包括2-氨基-6-氟苯并噻唑，2-羥基苯并噻唑，6-氨基苯并噻唑，7-氯-2H-1，4-苯并噻 唑-3 (4H)-酮，苯并噻唑-2-乙腈。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述吡唑類化合物包括5_氨基-3-(2-噻吩基)吡唑，I-甲基吡唑-4-羧酸，3-氨基-5-甲基吡唑，5-氨基-3-甲基-I-苯基吡唑，3-氨基-4，5- 二氫-I-苯基吡唑，3-(三氟甲基)吡唑，5-氨基-1，3- 二甲基吡唑，溴-5-甲基-IH-吡唑-3-胺，1，3，5-三甲基吡唑，3-羥基-I-甲基-5-三氟甲基-IH-吡唑，2,4- 二氫-1,2-碳-吡唑。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述苯并吡喃類化合物包括3_亞甲基苯并吡喃-2，4- 二酮，苯并吡喃，1,2-苯并吡喃酮，2-苯基-4H-1-苯并吡喃-4-酮，3-碘-苯并批喃-4-酮,苯并二氫批喃-4-酮,苯并二氫批喃-4-基胺,4-苯并批喃酮-2-羧酸，苯并吡喃-4-脲，I-苯并吡喃-4-酮。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述苯并呋喃類化合物包括6_羥基-2H-苯并呋喃-3-酮，苯并呋喃甲酸，2，3- 二氫苯并呋喃。
21.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述喹啉類化合物包括2_羥基-4-甲基喹啉，6-甲氧基-1，2，3，4-四氫喹啉，6，7-二甲氧基-1，2，3，4-四氫異喹啉鹽酸鹽，4-羥基-N-甲基-2-喹啉，4-羥基喹啉，2-氨基-8-羥基喹啉，2-氨基喹啉，3，4- 二氫-2，2，4，7-四甲基-2H-喹啉-I-乙醇，喹啉-4-羧酸，5-硝基-8-羥基喹啉。
22.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述喹喔啉類化合物包括5，6，7，8-四氫喹喔啉，2，3- 二甲基喹喔啉，2,6- 二氯喹喔啉，5-甲基喹喔啉，2-氯喹喔啉，2-喹喔啉羧酸，2-羥基喹喔啉，6-溴喹喔啉，2-甲基喹喔啉，5，7，7-三甲基-5，6，7，8-四氫喹喔啉，2，3- 二苯基喹喔啉6-氰-7-硝基喹喔啉-2，3- 二酮。
23.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫，其中所述其他化合物包括3_氨基苯基苯甲酮，4-(4-氯苯基)-4-羥基哌啶，4-2-胺苯基嗎啉，4-哌啶苯胺，2-氨基-3-芐氧基吡唆，5-氨基-3- (2-噻吩基)吡唑，3-苯基-5-異惡唑酮，4-苯基咪唑，9H-吡啶[3，4_b]吲哚，I-(咪唑-I-基)苯酚，1-(4-氟苯基)哌嗪，1-(3-甲氧基苯基)哌嗪，鄰苯二甲酰肼，喹哪啶酸，2-氨基-1，3，4-噻二唑，4'-(咪唑-I-基)苯乙酮，4-(lH-吡咯-I-基)苯甲酸，芝麻 )，4-氨基安替比林，I-甲基靛紅，3-氨基-IH-異吲哚鹽酸鹽，6，7- 二甲氧基-I，2，3，4-四氫異喹啉鹽酸鹽，煙酰苯胺，I-苯?；?4-哌啶酮，N- (2-羥基苯酰)吡洛，.3,4-二氫-3-氧-2H-1，4-苯噻嗪-2-乙酸，甘脲，3-胺基-I-金剛烷醇，4-氨基-I-芐基哌唳，環(huán)辛酮，3-氨基-5-甲基異唑,6-甲基香豆素,4-(I-哌嗪基)苯酹，1,2-苯并異噻唑-3-酮，1-(3-甲基苯基)哌嗪，I-苯基環(huán)戊烷羧酸，5-氨基-3-甲基-I-苯基吡唑， 4-苯氧基苯酹，吲哚啉-2-羧酸，2-羥基甲基-1，4-苯二惡，胡椒醇，3，4_亞甲二氧基芐胺，1-(2-甲基苯基)哌嗪，I-芐基高哌嗪，1-(3-氟芐基)哌啶，1-(3-甲基苯基)哌嗪，4-甲基傘形酮，5-甲基-5-苯基乙內(nèi)酰脲，7-氯-2H-1，4-苯并噻唑-3 (4H)-酮，3-氨基-4，5- 二氫-I-苯基卩比唑，6-乙?；?1,4-苯并二氧雜環(huán),5-氯苯并呋喃,苯并惡唑胺，1-(四輕基糠基)哌嗪，6-乙?；?2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮，6-氯-2H-1，4-苯并噁嗪_3(4H)_酮，I-(4-吡啶基)哌嗪，3-乙酰氨基香豆素，[5-(2-噻吩基)-3-異惡唑]甲醇，2-萘胺-I-磺酸，5-溴靛紅，I-芴甲氧羰基-4-苯基哌啶-4-羧酸，5-甲氧基蘆竹堿，異色滿，2- (3-氯苯基)-2，4- 二氫-5-甲基-3H-吡唑啉-3-酮，4-哌嗪基苯甲腈，托品酮，3，4-亞甲二氧基苯胺，4-氨基-2-甲基可尼汀，鄰溴四唑，(S)-N-叔丁基-I，2，3，4-四氫異喹啉-3-甲酰胺，(S)-4-芐基-2-唑烷酮，高哌嗪，4-(4-甲基哌嗪-I-基)甲基苯基甲胺，2-(4-氟苯酰基)苯甲酸，鹽酸檳榔碇，2，3- 二氫-1，4-苯并二惡-2-甲胺，3-羰基-I-茚酸，7-氨基-4-甲基香豆素(AMC)，1-(5-(三氟甲基)-I，3，4-噻唑-2-基)哌嗪，異喹啉_3_羧酸甲酯，I-(2-氯-6-氟芐基)哌嗪，鹽酸曲美他嗪，I-金剛烷醇，3-羥基金剛烷，I-甲基-4-羧酸-5-(3-吡啶)-2-吡咯烷酮，3-甲醇-5-苯基異惡唑，二環(huán)[3. 3. I]壬烷_2，6_ 二酮，1-(對氯苯基)-5-氧吡咯烷-3-甲酸，4-甲基-2-氫-鄰苯噠嗪-I-酮，2-氨基次黃嘌呤，2-脫氧次黃嘌呤核苷。
24.一種設(shè)計和建立權(quán)利要求I所述藥物分子片段庫的方法，所述方法包括以下指導原則(I)分子量小于300 ； (2)氫鍵供體數(shù)小于3 ； (3)氫鍵受體數(shù)小于3 ； (4)可旋轉(zhuǎn)化學鍵數(shù)目小于3;(5)表面極曲面積小于60。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述藥物分子片段庫的來源是研究已上市新藥的核心結(jié)構(gòu)，選取高頻出現(xiàn)的分子骨架納入分子片段庫。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述藥物分子片段庫的來源是以常見靶點為依據(jù)，得到對大多數(shù)靶點均有抑制活性的特權(quán)分子納入分子片段庫。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述特權(quán)分子包括聯(lián)苯類，萘類，苯并咪唑類，苯并吡喃類和苯并呋喃類。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述藥物分子片段庫的來源是依據(jù)分子片段多樣性的原則，將各類雜環(huán)結(jié)構(gòu)吲哚，吡嗪，噻唑，吡啶，哌嗪納入分子片段庫。
29.一種使用權(quán)利要求I所述的藥物分子片段庫進行藥物篩選的方法包括 a)針對靶標蛋白建立起高通量篩藥體系，構(gòu)建一段底物，所述底物的一端加上熒光基團，另一端加上粹滅基團； b)當所述靶標蛋白發(fā)揮活性時，可以將所述底物一端的所述粹滅基團切開，使所述熒光基團發(fā)射熒光，當藥物分子片段抑制所述靶標蛋白的活性時，所述底物不被切開，所述熒光基團不發(fā)射熒光； c)利用酶標儀檢測發(fā)射熒光的強度，根據(jù)熒光的強度得知所述藥物分子片段對所述靶標蛋白的抑制能力。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述底物是結(jié)構(gòu)為5’FAM--AA-3’BHQ1的核酸，其中5’端是熒光基團，3’端是粹滅基團。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述靶標蛋白是PA_N蛋白或SARS-nsp5蛋白。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于藥物分子片段的小分子化合物庫的建設(shè)方法和在藥物篩選中的應用。本發(fā)明針對人類重大疾病不同作用靶標，設(shè)計不同分子片段藥物，利用計算機輔助藥物分子設(shè)計方法進行分子片段的虛擬篩選與組裝，開發(fā)藥物先導化合物，同時將藥物分子片段庫建設(shè)與高通量分子藥物篩選技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)針對癌癥、糖尿病和艾滋病等人類重大疾病藥物。
文檔編號C40B40/04GK102797043SQ20111013750
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者楊誠, 苗志偉, 孫波, 楊猛, 劉偉, 周紅剛, 婁智勇, 劉志杰 申請人:眾曜(天津)生物技術(shù)有限公司