專利名稱：一種博來霉素族衍生物及其抗癌活性的制作方法
一種博來霉素族衍生物及其抗癌活性技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型博來霉素族衍生物及其活性。
技術(shù)背景
博萊霉素(Bleomycin，英文簡字BLM)是20世紀(jì)60年代從輪枝鏈霉菌 (Streptomycesverticillus)的發(fā)酵產(chǎn)物中分離發(fā)現(xiàn)的一類糖肽類抗腫瘤抗生素。目前已有十余種博萊霉素天然組分被發(fā)現(xiàn)，它們的結(jié)構(gòu)僅在末端胺基上存在差異，其中主要成分為博萊霉素A2 (55% 70% )和博萊霉素B2(25% 32% )。此外，包括泰萊霉素 (Tallysomycin),佐伯霉素(Zorbamycin)和腐草霉素(Phleomycin)在內(nèi)的天然產(chǎn)物與博萊霉素的結(jié)構(gòu)和活性都極為相似，因此統(tǒng)稱為博萊霉素族糖肽類抗腫瘤抗生素。
博萊霉素有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和生物活性，能夠介導(dǎo)激活氧分子，并選擇性地引起單鏈和雙鏈DNA的斷裂從而抑制腫瘤細(xì)胞DNA合成和復(fù)制。此外，博萊霉素還可以選擇性地裂解RNA從而抑制蛋白質(zhì)的合成。博萊霉素的活性機(jī)理決定了其不會抑制骨髓造血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)，因此對人體白細(xì)胞，機(jī)體免疫功能和造血系統(tǒng)等的副作用較為輕微。博萊霉素屬于細(xì)胞周期非特異性藥物，從上世紀(jì)80年代起被開發(fā)成為一種重要的有效抗腫瘤藥物， 在臨床上廣泛應(yīng)用。以BLMA2和B2為主要成分的商品藥Blenoxane 就被用于治療辜丸癌， 同時(shí)還廣泛應(yīng)用于霍奇金淋巴瘤、鱗狀上皮細(xì)胞癌、生殖細(xì)胞瘤和其他腫瘤的治療。但是博萊霉素能增加活性氧分子從而導(dǎo)致細(xì)胞的氧化壓力，并誘導(dǎo)肺中的上皮和非上皮細(xì)胞的衰老和凋亡最終導(dǎo)致肺纖維化。目前博來霉素一般與其他抗腫瘤藥物或輔助藥物聯(lián)合應(yīng)用， 以降低其毒性和獲得更好的抗腫瘤效果。
佐伯霉素(Zorbamycin,英文簡字ZBM)是由黃綠鏈霉菌(Streptomyces flavoviridis)合成的博萊霉素族抗生素。佐伯霉素與博萊霉素在結(jié)構(gòu)極為相似，主要差別在于佐伯霉素中的末端胺基支鏈不同，第一個(gè)噻唑啉/噻唑的氧化程度不同，多肽骨架中存在β -羥基化-L-纈氨酸和L-高絲氨酸結(jié)構(gòu)部分，糖基部分為2-0- (3-0-氨基甲酰-甘露糖基)-6_脫氧-L-古洛糖(如式II所示)。相應(yīng)的，在佐伯霉素生物合成基因簇(zbm) 的40個(gè)開放閱讀框(ORF)中，僅有22個(gè)顯示出與對應(yīng)的博萊霉素生物合成基因簇(blm) 開放閱讀框的同源性，其它開放閱讀框的不同很可能導(dǎo)致了上述兩種化合物的結(jié)構(gòu)差異。
博萊霉素自被發(fā)現(xiàn)后便因其強(qiáng)效的抗腫瘤活性迅速成為治療多種腫瘤的特效化療藥物，近年來博萊霉素族抗生素在抗病毒研究中的應(yīng)用，更加拓寬了其應(yīng)用范圍。但是博萊霉素導(dǎo)致的劑量依賴性肺纖維化以及一些腫瘤細(xì)胞逐漸形成的耐藥性極大地限制了其臨床應(yīng)用和推廣。因此合成新型的高效低毒的博萊霉素族衍生物一直都是開發(fā)博萊霉素類抗腫瘤藥物的關(guān)鍵和熱點(diǎn)。雖然博萊霉素的化學(xué)全合成已經(jīng)完成，但是通過傳統(tǒng)化學(xué)修飾獲取的少量博萊霉素衍生物并未展示出更好的活性或更低的毒性，同時(shí)博萊霉素及其復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致相關(guān)的合成過程繁瑣且效率低下，無法滿足臨床研究的需要和工業(yè)化生產(chǎn)的應(yīng)用。隨著生物化學(xué)和分子生物學(xué)的快速發(fā)展，新興的組合生物合成方法通過遺傳操縱次代謝產(chǎn)物生物合成基因來獲取目標(biāo)天然產(chǎn)物衍生物，是一種非常有應(yīng)用前景的高新技術(shù)。通過生物合成基因簇中蘊(yùn)含的信息以及相關(guān)微生物的遺傳操縱，組合生物合成技術(shù)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多功能團(tuán)化合物的特定結(jié)構(gòu)改變。另一方面，包括博萊霉素、泰萊霉素和佐伯霉素在內(nèi)的幾種博萊霉素族抗腫瘤抗生素的生物合成被大量研究，其相關(guān)生物合成基因簇已經(jīng)被分別克隆、測序以及表征，這為我們通過組合生物合成技術(shù)來操縱這些生物合成器并獲得具有更好抗腫瘤活性和更低毒性的新型博萊霉素衍生物提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為最終的博萊霉素類新型抗腫瘤藥物的開發(fā)提供了一條新穎高效的途徑。
權(quán)利要求
1.一種博來霉素族衍生物或其異構(gòu)體、非對映體、對映體，或其水解物、水合物、金屬螯合物，或其醫(yī)藥用鹽，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如式(I)所示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述博來霉素族衍生物或其異構(gòu)體、非對映體、對映體，或其水解物、水合物、金屬螯合物，或其醫(yī)藥用鹽，其特征是，R1 為-(CH2)n-C(NH2) = NH, η = 1-4 ； R2選自H或-OH0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述博來霉素族衍生物或其異構(gòu)體、非對映體、對映體，或其水解物、水合物、金屬螯合物，或其醫(yī)藥用鹽，其特征是，R1 為-(CH2)n-C(NH2) = NH, η = 2 ； R2選自H或-OH0
4.一種用于制備權(quán)利要求1-3之一所述博來霉素族衍生物的黃綠鏈霉菌SB9026，其特征是，保藏號為CCTCC M 2011292。
5.權(quán)利要求4所述黃綠鏈霉菌SB9026的制備方法，其特征是，從佐伯霉素的原始高產(chǎn)菌株黃綠鏈霉菌SB9001出發(fā)，應(yīng)用基因重組技術(shù)將黃綠鏈霉菌SB9001中的zbmVIII基因完全失活后得到不生產(chǎn)佐伯霉素的黃綠鏈霉菌SB9025突變株；同時(shí)以博萊霉素原始生產(chǎn)菌輪枝鏈霉菌ATCC15003為母體構(gòu)建博萊霉素生物基因簇blm的人造細(xì)菌染色體BAC質(zhì)粒文庫，從中篩選出包含完整blm基因簇的BAC質(zhì)粒pBS54 ;最終以黃綠鏈霉菌SB9025突變株為異源宿主，將BAC質(zhì)粒pBS54轉(zhuǎn)入其中獲得黃綠鏈霉菌SB9026。
6.權(quán)利要求1-3之一所述博來霉素族衍生物或其異構(gòu)體、非對映體、對映體，或其水解物、水合物、金屬螯合物，或其醫(yī)藥用鹽，在DNA裂解活性方面的應(yīng)用。
7.權(quán)利要求1-3之一所述博來霉素族衍生物或其異構(gòu)體、非對映體、對映體，或其水解物、水合物、金屬螯合物，或其醫(yī)藥用鹽，在用于制備治療抗腫瘤藥物和抗生素類藥物方面的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述應(yīng)用，其特征是，所述治療抗腫瘤藥物包括治療鱗狀上皮細(xì)胞癌、皮膚癌、頭頸部癌、食管癌、肺癌、宮頸癌、陰道癌、陰莖癌、惡性淋巴瘤、腦瘤、甲狀腺癌、生殖細(xì)胞瘤、惡性黑色素瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、霍奇金淋巴瘤、睪丸癌、前列腺癌、肝癌、胃癌、肺癌、結(jié)腸癌或消化道腫瘤。
9.權(quán)利要求1-3之一所述博來霉素族衍生物或其異構(gòu)體、非對映體、對映體，或其水解物、水合物、金屬螯合物，或其醫(yī)藥用鹽，在用于制備治療白血病藥物方面的應(yīng)用。
10.權(quán)利要求1-3之一所述博來霉素族衍生物或其異構(gòu)體、非對映體、對映體，或其水解物、水合物、金屬螯合物，或其醫(yī)藥用鹽，在用于制備治療銀屑病藥物方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用黃綠鏈霉菌SB9026(保藏號CCTCCM 2011292)制備的新型博來霉素族衍生物及其抗癌活性。本發(fā)明的博來霉素族衍生物其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如式(I)所示，其中R1選自H、烷基、氨基、烴基、?；?、磺?；Ⅺu代烷基、雜烷基、羥基烷基、氨基烷基或-(CH2)n-C(NH2)＝NH，其中n＝1-6；R2選自H或-OH。同時(shí)本發(fā)明還對兩種具體的博萊霉素衍生物的生物活性進(jìn)行了初步測試，發(fā)現(xiàn)衍生化合物BLM S(化合物1)的DNA裂解活性與已知的博萊霉素A2相當(dāng)，而衍生化合物6’-脫羥基-BLM S(化合物2)的DNA裂解活性則至少是博萊霉素A2活性的10倍以上。
文檔編號C12R1/465GK102993275SQ201110276318
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者沈奔, 段燕文 申請人:長沙慈航藥物研究所有限公司, 長沙天賜生物醫(yī)藥科技有限公司