《Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters》:Biosynthetically natural product-conserved scaffolds: Harnessing power with molecular-medicinal strategy for new therapeutic development
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自然产物保守骨架(如T点分子)的结构与药效关联分析,探讨其与前药及药物分子的相关性,涵盖药代动力学、ADME特性及化学信息学验证,为“Nature-to-new”疗法开发提供指导模型。
Ayan Acharya | Vaibhav Gupta | Mithilesh Nagpure | Sankar K. Guchhait
印度旁遮普邦S.A.S. Nagar的国立制药教育与研究学院(NIPER)药物化学系,邮编160062
摘要
本文对天然产物中保守的骨架结构进行了深入分析,这些骨架结构是多种自然进化生物合成途径的共同中间产物。文章探讨了这些T点分子的结构与功能特征,并将其与临床前药物分子及药物活性(包括药效学、物理化学性质、吸收、分布、代谢和排泄)进行了关联。化学信息学分析进一步证实了这些骨架结构的重要性和功能性。该研究为“从自然界发现新药物”的研发提供了有价值的参考模型。
部分内容摘录
黄酮类生物合成途径中的Naringenin-chalcone骨架
黄酮类天然产物(尤其是黄酮、异黄酮和橙酮)具有抗癌、抗病毒等多种生物活性。1617黄酮的生物合成过程始于Cinnamoyl-CoA(图2A)。在Chalcone合成酶的催化下,Cinnamoyl-CoA与3分子Malonyl-CoA结合生成Naringenin-chalcone。在黄酮类化合物的生物合成中,Naringenin-chalcone是关键中间体;橙酮的合成则由Naringenin-chalcone进一步通过Aureusidin途径实现。
鬼臼毒素生物合成途径中的Desoxypodophyllotoxin骨架
鬼臼毒素是一种芳基四萜类化合物,从Podophyllum peltatum的根茎中提取。它被用作抗癌化疗药物(如Etoposide、Etopophos和Teniposide)的合成前体。33在鬼臼毒素的生物合成过程中,Coniferyl alcohol在植物体内作为前体参与反应(图3A)。
蒽环类药物生物合成途径中的Aklavinone骨架
蒽环类药物被广泛用作药物,例如Rhodomycin B、Aclacinomycin A和Steffimycin B用于抗真菌治疗,Daunorubicin和Doxorubicin用于癌症化疗。47这些化合物含有芳香族II型聚酮类骨架结构。自然界中常见的结构修饰(如氧化、胺化、甲基化和糖基化)能够生成结构多样的次级代谢产物。
异喹啉生物合成途径中的(S)-Norcoclaurine和Reticuline骨架
吗啡、Noscapine、Papaverine和Berberine属于苯基异喹啉类(BIAs)次级代谢物,常见于毛茛目植物中。在异喹啉类化合物的生物合成过程中,酪氨酸作为起始底物,经芳香醛合成酶作用转化为4-羟基苯乙醛(图5A)。该醛在Norcoclaurin合成酶的催化下发生Bischler-Napieralski环缩合反应,生成(S)-Norcoclaurine作为共同中间体。
作者贡献声明
Ayan Acharya:撰写、审稿与编辑、原始稿撰写、数据验证、软件使用、方法设计、概念构思。
Vaibhav Gupta:撰写、审稿与编辑、原始稿撰写、数据验证、研究监督、软件使用、方法设计、数据管理、概念构思。
Mithilesh Nagpure:原始稿撰写、数据管理、概念构思。
Sankar K. Guchhait:审稿与编辑、研究监督、正式分析、概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了NIPER S.A.S. Nagar(Mohali)抗病毒与抗菌药物发现与开发中心的支持。作者感谢印度政府新德里制药部门在4244计划下提供的财政支持,该计划旨在推动医药与技术领域的研发创新。A.A.、V.G.和M.N.对NIPER S.A.S. Nagar提供的奖学金表示感谢。