PARP-1抑制剂的设计与合成
聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1 【poly (ADP-ribose) polymerase-1, PARP-1】是在真核细胞中具有催化聚ADP核糖化作用的细胞核酶，在DNA修复转录和细胞凋亡中发挥至关重要的作用。[1-2] 在细胞的生长过程中，DNA不可避免地会受到各种因素的作用而造成DNA损伤。因此，细胞要维持正常的生理功能，就必须建立多种DNA损伤发现和修复体系，使受损的DNA能够得到及时的修复。存在于细胞中的PARP能够密切的参与损伤的DNA单链碱基切除修复，维持基因组稳定，近年来已成为肿瘤治疗领域的热门靶点。[3] PARP包括18 种亚型，它们都具有很高的同源性，结构相似且能与很多核蛋白进行PAR修饰，[4] 但仅PARP-1和 PARP-2亚型含有DNA结合域，具有DNA修复功能。[5]其中PARP-1 在真核细胞中的含量最高，对其结构和功能的研究也最为深入。
PARP-1的结构与功能
PARP-1由长度为1014个氨基酸的单条肽链构成（相对分子质量为113084），大概可划分为3个区域，分别为N端DNA 结合域（DNA binding domain, DBD,2-372）、自身修饰域（automodification domain, AMD,373-524）和C端催化域（catalytic domain, CAT, 662-1 014）。DBD又包含3个锌指结构域，其中ZnⅠ和ZnⅡ参与识别DNA 损伤，ZnⅢ负责结构域间的联系，活化蛋白；[6-7]AMD 包含自身修饰的主要位点，其中有BRCA1(breast cancer type 1) 的C端结构域(385-476)，参与结构域间的联系；CAT 含有尼克酰二核苷酸（NAD ）的结合位点和合成PAR 的催化位点，包括alpha;螺旋结构域（helical subdomain, HD, 662-779）和二磷酸腺苷核糖转移酶结构域（ADP-ribosyl transferase, ART, 788-1 014）。这样的结构使它具有参与DNA损伤修复与基因转录调控的作用，并且能够作为细胞凋亡信号。[3]
PARP-1抑制剂的作用机制
PARP-1抑制剂针对PARP-1参与SSB/DSB修复的功能，通过抑制PARP-1的催化活性和将PARP-1捕获于损伤的DNA上这2种机制发挥作用。一方面，PARP-1抑制剂通过与PARP-1的CAT竞争性结合，抑制其催化活性，使SSB得不到及时修复，产生DSB；另一方面，PARP-1抑制剂通过抑制PARP-1自身的PAR修饰、与CAT结合导致PARP-1变构，增强PARP-1与损伤DNA的结合强度，将PARP-1“捕获”于损伤DNA上，使细胞核中其他PARP-1难以与损伤DNA 结合，进一步阻断DSB的可能修复途径，促进细胞凋亡。此外，如果肿瘤细胞存在HR修复缺陷（如BRCA1/2突变），DSB将无法修复，可导致所谓的PARP-1抑制剂和HR修复缺陷对肿瘤细胞的合成致死作用。[8]许多化疗药物的作用机制都是通过破坏肿瘤细胞DNA的结构来达到抗肿瘤的目的，但肿瘤细胞可以借助PARP-1对受损的DNA进行修复来对抗化疗药物，这也是化疗药物产生耐药性的原因之一。因此，从另一方面来说，PARP-1抑制剂可作为增敏剂，与其他化学治疗药物联合使用克服耐药性 ，提高疗效。[9]
PARP-1抑制剂的分类
PARP-1的内源性底物为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD ), 早期的PARP-1抑制剂均是NAD 烟酰胺部分结构类似物, 作用于PARP-1的活性位点而发挥抑制活性。虽然 PARP-1 抑制剂的结构各异，可分为多类，但是它们的先导化合物种类有限，主要分为取代苯甲酰胺、多环内酰胺、苯并咪唑甲酰胺这三大类。根据不同的分类方法，可以将PARP-1抑制剂分为不同的类型。而根据不同骨架结构，可将该类抑制剂分为十二类：苯甲酰胺类、异喹啉酮和二氢异喹啉酮类、喹唑啉酮与喹唑啉二酮类、二氮杂萘酮类、菲啶酮类、吲哚类、苯并咪唑类、异吲哚啉酮类、苯并吡唑类、喹喔啉类以及其他结构。[11]目前PARP-1抑制剂多数是在这些分类上进行构效关系研究。
PARP-1抑制剂的现状
通过对PARP-1抑制剂的深入研究，近年来已有多个候选药物进入临床试验阶段，例如：BSI-201、ABT-888 (veliparib ) 、MK4827 (niraparib )、BMN673等，目前首个PARP-1抑制剂奥拉帕尼(olaparib )已获得美国FDA以及欧盟的批准上市，用于晚期卵巢癌的治疗，并显示了良好的治疗效果。[10] 但由于 PARP-1 与 PARP-2 的结构具有高度的相似性， 目前研究的多数 PARP-1 抑制剂对 PARP-1和 PARP-2 具有相当的抑制活性， 这就使得现有的临床前或已进入临床研究阶段的非选择性的 PARP-1/2抑制剂可能会存在潜在的不良反应。因此, 研究选择性 PARP-1 或选择性 PARP-2 抑制剂对于阐释 PARP-1和 PARP-2 的生物学功能及临床应用价值具有重要意义，但这一领域的研究进展比较缓慢。[12] 针对目前PARP-1抑制剂的一些不足之处，未来对其的研究应着力增强其特异性，改善细胞对其的耐药性，减少不良反应，尽可能增加其治疗效果。相信在不久的将来， PARP-1抑制剂能够在肿瘤治疗中占有一片天地。
通过综述文献，我们拟设计合成新型的可能具有PARP-1抑制活性的化合物：
参考文献
