새로운 2-알킬이미노-1,3-티아졸린 유도체의 조합 라이브러리 구축 및 T-형 칼슘채널 저해 생리 활성
Construction of combinatorial library of novel 2-alkylimino-1,3-thiazolines and their biological activity of T-type calcium channel inhibition
- 주제(키워드) T-형 칼슘채널 , 조합화학 , 2-이미노-1 , 3-티아졸린 , builing block
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 정낙철, 한호규
- 발행년도 2009
- 제출일 2009-01-07
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 화학과
- 원문페이지 222 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000007826
- 본문언어 한국어
- 제출원본 000045532780
초록/요약
T-type Ca2+ channel은 신경, 통증, 간질, 고혈압, 협심증, 심근질환, 혈관, 암전이등에 관여하여, 이것의 저해제는 고혈압, 협심증, 부정맥, 암전이의 치료제로도 적용될 수 있다. 현재까지 발표된 대표적인 T-type Ca2+ channel 저해제는 미베프라딜(Mibefradil)이나 심각한 부작용으로 인하여 시장에서 자체 철수 되었다. 선택적이며 효과적인 T-type Ca2+ channel 저해제의 발굴은 새로운 신약의 개발뿐만 아니라 아직까지 명백하게 밝혀지지 않은 T-type Ca2+ channel의 생리학적 역할을 규명하는데 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다. 생물 활성을 나타내는 scaffold 중에서 주로 황, 산소, 질소 등의 헤테로 원자가 포함된 헤테로 고리 화합물이 많으며 이들의 합성은 신약 개발에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 2-Imino-1,3-thiazoline 유도체는 privileged scaffold로 알려진 2-amino-1,3-thiazoline의 이성체로서 최근에 다양한 생물학적 활성을 나타내고 있다고 보고되고 있어 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 새로운 T-type Ca2+ channel 저해제 개발의 일환으로서 본 연구실에서 보유하고 있는 저분자 chemical library를 HTS에 의하여 검색하여 새로운 골격의 2-imino-1,3-thiazoline 유도체 5를 발굴하였다. 도출된 화합물(hit compound) 5를 선도화합물(lead compound)로 전환을 위하여 2-imino-1,3-thiazoline 골격을 중심으로 4개의 수정 가능한 side chain들을 포함한 체계적인 분자수정(molecular modification)을 통하여 조합 화학 방법(combinatorial chemistry technology)으로 이들 유도체의 chemical library를 구축하였다. 6개의 building block, amine(A), amine(B), isothiocyanate(C), halo ketone(D), acid chloride(E) 그리고 aldehyde(F)로부터 2-alkylimino-1,3-thiazoline 골격의 치환기 또는 사슬을 변화시킬 수 있는 독립적인 합성(parallel synthesis)을 최적화하여 총 500여개의 화합물의 library를 구축하였다. 합성된 화합물의 T-type Ca2+channel에 대한 생리활성을 T-type Ca2+channel 중 α1G를 발현시킨 포유류 HEK293 세포주(인간 신장 암 종 세포 유래)를 사용하고, FDSS6000을 이용하여 HTS system으로 억제효과를 검색하였고, 1차 검색에서 50% 이상의 억제효과를 보이는 화합물을 선택하여 전기 생리학적 전세포 패치 클램프 방법을 사용하여 T-type Ca2+ channel의 활성에 대하여 2차 검색(IC50측정)하였다. T-type Ca2+ channel 저해 활성 검색 결과 가장 좋은 활성을 보이는 화합물을 살펴보면 R3 group에는 1-adamantly기, R2 group이 cyclopropyl기, R1 group은 4-phenoxyaniline, R4 group에 수소가 치환된 2-alkylimino-1,3-thiazoline-4-ethylamine F series인 KHG25941로 FDSS에 의한 활성 검색에서 77.10%의 억제효과를 나타내었으며, 2차 검색 결과에서 α1G에 대한 IC50값이 0.31μM 그리고 hERG channel의 IC50값이 8.38μM로 나타남으로써 T-type Ca2+ channel에 대한 hERG channel의 활성에서 약 27배의 선택성을 나타내었다.
more초록/요약
T-type Ca2+ channel participates in hypertension, angina pectoris, epilepsy, cancer and neuropathic pain. Mibefradil, the first marketed selective T-type Ca2+ channel blocker, was withdrawn from the market due to the to the toxicity from drug-drug interaction. While a number of classes of T-type Ca2+ channel blockers were reported, there are no subtype-specific drugs yet available. Therefore, there has been an need for the development of selectively T-type calcium Ca2+ blocker without side effects. Among the broad range of templates, heterocyclic scaffolds represent the most promising molecules as leading structures for the discovery of novel synthetic drugs. In particular, 2-imino-1,3-thiazoline derivatives have been the focus of great interest because of their remarkable biological properties. To develop T-type Ca2+ channel blocker, our in-house small molecule chemical library were biologically evaluated against T-type Ca2+ channel to degree of inhibition of T-type Ca2+ current. Hit compound 5 which has the scaffold of 2-imino-1,3-thiazoline was excavated. In a course of lead optimization the structure of hit compound 5 was modified systematically including the 4 variable side chains in the scaffold based on the structure-activity relationship using the combinatorial chemistry technology. As a result, about 500 compounds of the focused chemical library was constructed by the parallel synthetic way from 6 kinds of building blocks. The synthesized new compounds were evaluated biologically against T-type calcium channel by FDSS6000 assay system which was developed for high throughput screening. The selected compounds which showed above 50% inhibitory activity were evaluated IC50 through patch clamp test. The compound KHG25941 in which 4-phenoxyaniline is substituted in R1, cyclopropyl is substituted in R2, 1-adamantly is substituted in R3 in 2-alkylimino-1,3-thiazoline-4-ethylamine moiety showed the most potent and selectivity with 77.10% inhibition in comparison with 82% that of Mibefradil. Secondary screening of this compound from patch clamp test for cell line α1G resulted in IC50 value of 0.31μM. This compound had a selectivity against hERG channel of IC50 value of 8.38μM.
more목차
목 차
국 문 요 약 6
Ⅰ. 서 론
1. 조합화학(combinatorial chemistry) 8
2. T-type Ca2+ channel blocker 11
3. 새로운 계열의 화합물, 2-imino-1,3-thiazoline 유도체 15
II. 연구 내용 및 결과
1. Chemical library 구축 전략 18
2. 화합물의 합성 19
3. Building block 35
4. X-ray crystallographic analysis of 2-alkylimino-1,3-
thiazoline 40
Ⅲ. 생리 활성 시험 및 결과
1. % Inhibition of T-type Ca2+channel current of synthesized
compounds by FDSS6000 assay 44
2. IC50 values of T-type Ca2+ channel inhibitory activity of
selected compounds by patch clamp assay 69
Ⅳ. 결 론 76
Ⅴ. 실 험 방 법
1. 기기 및 시약 78
2. 합 성 78
Ⅵ. 참 고 문 헌 211
Abstract 213
