收稿日期:2007-06-13
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基金项目：国家自然科学基金项目(30672540)
作者简介：徐柏玲(1970-)，女(汉族)，黑龙江鸡西人，副研究员，博士，从事药物设计与合成研究,E -mail:x ubl@
imm.ac 。
文章编号:1005-0108(2007)06-0395-08
徐柏玲
(中国医学科学院中国协和医科大学药物研究所，北京100050)
摘 要：胆固醇酯转移蛋白(CET P)通过介导脂质在不同脂蛋白之间的转运，调节脂代谢。抑制CET P 的转
运活性，可提高高密度脂蛋白胆固醇(HDL -c)水平，因而CET P 抑制剂有望发展成为新型的心血管 疾病的药物。该文按照结构类型对近年来文献报道的代表性小分子CET P 抑制剂进行综述。关键词：胆固醇酯转移蛋白；胆固醇酯转移蛋白抑制剂；构效关系；高密度脂蛋白胆固醇中图分类号:R914 文献标志码:A
Recent progress on developing cholesterol
ester transfer protein inhibitors
XU Ba-i ling
(Institute o f M ater ia M edica ,Chinese Academy o f Medical Sciences and Peking
Union M edical College,Beij ing 100050,China)
Abstract:Cholesterol ester transfer protein (CETP)plays a major role in lipoprotein metabolism by facil-i tating the transfer of cholesterol esters from hig h -density lipoprotein (HDL )to low -density lipoprotein (LDL)in exchange for triglyceride.The fact that inhibition of CETP could cause an increase in HDL -c led to structurally diverse CETP inhibitors developed.Herein,an array of smal-l molecule CETP inhibitors is summarized on the basis of their structural features.Key words:CETP;CETP inhibitors;structure -activity relationship;HDL -c 心血管疾病是威胁人类健康的一种常见的重大疾病。
血浆中高水平的低密度脂蛋白胆固醇(LDL -c)和低水平的高密度脂蛋白胆固醇(HDL -c)是导致心血管疾病发生的重要的独立的危险因素[1-2]。他汀类(statins)药物通过降低LDL -c 水平，显著降低了心血管疾病的发生率和死亡率，但仍有约三分之二的心血管疾病不能通过降低LDL -c 得到预防和[3]。通过多种途径，提高HDL -c 成为心血管疾病的新策略[4]。胆固醇酯转移蛋白(cholestery l ester transfer protein,CET P)通过介导脂质在不同脂蛋白之间的转运，调节脂代谢。它将胆固醇酯(cholesterol ester,CE)从HDL 颗粒转移给富含甘油三酸酯
张英森(TG)的VLDL 和LDL，同时将TG 逆向转运给HDL 。抑制CET P 的转运功能，可提高血浆中的HDL -c 水平。因此,CETP 抑制剂有可能发展成为新型的预防和心血管疾病的药物[5-6]。最近，辉瑞制药公司报道了CETP 与4个脂质分子复合物的晶体结构[7]。CETP 的形状类似于回飞器(boomerang shape)，可分成4个亚结构，即蛋白的N -端和C -端各有一个较大的筒状腔，中间部分为连接两腔的B -折叠和C -端的延伸(he -lix X)。晶体复合物中的4个配体分子，即2分子油酸胆固醇酯(CE1、CE2)和2分子油酰卵磷脂(PC1、PC2)占据了CETP 长度为60!的隧道形状的结合腔，在隧道的两侧存在两个不同的开口。
第 17卷 第6期2007年12月 总80期
中国药物化学杂志Chinese Journal o f M edicinal Chemistry
Vol 117 No 16 p.395Dec 12007
Sum 80
2分子胆固醇酯淹没在高度疏水性的隧道的中间,2个磷脂分子分别堵在N -端和C -端的开口处，且磷脂分子的酰基侧链指向疏水性隧道的内侧，而将两性的头端暴露于外侧，这与CETP 转运脂质的机制密切相关。
CE1和PC1位于N -端腔穴和中间的B -折叠之间。在CE1和PC1的结合腔内，主要为疏水性氨基酸残基[图1，左]。His232与CE1酯基发生 -P 作用,CE1和PC1的油酸尾端分别与Phe265和Phe263产生疏水作用,PC1的磷酸基与
Arg201形成盐桥。CE2与PC2位于C -端腔穴和中间的B -折叠之间,CE2以较为伸展的构象结合于这一区域[图1，右]。在此结合腔中，极性基团
更少，因此在配体与CETP 的结合中，主要为疏水作用，没有氢健作用。
C ETP 晶体结构的解析，将有助于CETP 抑制剂的设计及优化。由于CETP 的晶体结构刚刚获得，所以到目前为止,CETP 抑制剂主要通过高通量筛选方法获得。本文对近年来文献报道的具有代表性的小分子CETP 抑制剂按照结构类型进行
综述。
Figure 1 Binding mode of C E1&PC 1(left)and binding m ode of C E2&PC2(right)
1 硫醚、硫酯和二硫化物类
CETP 的多肽链中含有7个半胱氨酸[8]，至少存在一个游离的半胱氨酸巯基。基于通过形成二硫键，修饰CETP 分子中游离的巯基,Searl 公司首先发现二硫化物1(IC 50=015L mol #L -1
)能够抑制
CETP 介导的脂质转移
[9]
。CETP 中游离的巯基进
攻化合物1的二硫键，形成混合二硫化物，从而抑制了CETP 的转运活性。以化合物1为先导物,Searl 公司合成了一系列含有吡啶环的硫醚、硫酯和二硫化物。二硫化物2a 对CETP 抑制活性的IC 50值为1~2L mol #L -1，其硫醚类似物2b 的抑制活性则大大减弱(IC 50=19L mol #L -1
)，可能是
由于化合物2b 中没有可以释放的巯基与CETP 中游离的巯基形成二硫键[10]
。
随后，日本Tobacco 公司报道了2-酰胺基苯基二硫化物(3)、2-酰胺基苯硫酚(4)和2-酰胺基苯硫酯(5)类CETP 抑制剂
步进梁式加热炉[11]
。构效关系研究表
明,R 的大小对抑制活性有显著的影响。A -甲基环己基取代的化合物3d (IC 50=8L mol #L -1
)对CETP
的抑制活性是甲基取代化合物3a (IC 50=500L mol #
L -1
)的6215倍，提示多取代的大体积烷基侧链有
利于提高活性，这与CETP 具有高度疏水性的隧道结合腔是一致的。但是这类含有二硫键的化合物口服生物利用度低。将二硫键还原成游离巯基，可得到苯硫酚类化合物4a (IC 50=3L mol #L -1)，虽然其活性相当，但是化学性质不稳定。苯硫酚衍生为硫醚(4b ,IC 50>300L mol #L
-1
)，活性大大
降低。苯硫酚酯化，生成简单的脂肪酰硫酯，得到
了体外抑制活性与苯硫酚4a 相当的化合物5a (IC 50=4L mol #L -1)和5b (JTT -705,IC 50=6L mol #L -1)。JW 兔子口服给药,30mg #kg -1剂量时，异丁酸酯5b 对CETP 的抑制作用为95%，乙酸酯5a 和特戊酸酯5c (IC 50=41L mol #L -1)的抑制作用分别为40%和32%。因此，化合物5b 具有较好的口服生物利用度，且化学性质稳定，目前正处于Ó期临床研究。进一步对化合物5b 的苯环进行修饰，发现化合物6(IC 50=2L mol #L
-1
)
的体外抑制活性稍强于化合物5b 。构效分析表
明，苯环上取代基的位置和类型均对化合物的活性有影响,4-位和/或5-位的拉电子取代基有利于提高活性[12]。
396中国药物化学杂志第17卷
2 吡啶类
Bayer 公司采用高通量筛选，发现多取代的吡啶对CETP 有抑制作用[13]。以对氟苯基(7b ,IC 50=4L mol #L -1
刹车马达)取代异丙基(7a ,IC 50=15L mol #L -1
)，抑制活性增加近4倍。进一步修饰化合物7b 中的醚基侧链，以对三氟甲基苄基取代，化合物8a (IC 50=
2L mol #L -1)的活性提高2倍；在新的苄基位置引入一个氟原子，化合物8b (IC 50=015L mol #L -1)的活性增加了8倍，但在分子中引入了一个手性中心，将8b 中吡啶环2-位异丙基替换为环戊基，并拆分得到S -构型异构体9(IC 50=01013L mol #L -1)，活性提高了近40倍。然而，化合物9代谢不稳定，进一步结构改造，开发了5,6,7,8-四氢喹啉类C ETP 抑制剂[13]
。
3 5,6,7,8-四氢喹啉类
将吡啶类抑制剂分子侧链的伯醇引入到环中,
得到刚性的吡啶稠环化合物5,6,7,8-四氢喹啉[13]
。由于化合物9中6-位对氟苯基被取代，化
合物10(IC 50=011L mol #L -1
)的活性有所降低。以NH 2、H 、OH 取代苄基位置的F，均未能提高抑制活性。但在四氢喹啉环的7-位引入一个甲基，与10比较，化合物11a (IC 50=0102L mol #L -1)的活性提高了5倍；为了减少一个手性中心，引入两个甲基，化合物11b (IC 50=01009L mol #L -1)的活性则
提高了10倍多，这可能是由于烷基侧链刚好与
CETP 结合腔中一个疏水性残基发生相互作用的结果。化合物11b 作为候选化合物已进入临床前研究。
最近,Bayer 公司报道了偕二甲基的生物电
子等排类似物12a (IC 50=01012L mol #L -1
)和12b (IC 50=01009L mol #L -1)，螺环四氢喹啉对CETP 的抑制活性与偕二甲基类似物相当。然而在12a 和12b 中，苄基位置与活性密切相关的氟原子被羟基取代，且2-位的取代基既可为环戊基,
也可是小的支链烷基。
397
第6期徐柏玲：胆固醇酯转移蛋白小分子抑制剂的研究进展
工艺相框
4 四氢萘类
利用生物电子等排原则，优化四氢喹啉类抑制剂11和12，得到了氮原子的等排类似物)))四氢
萘类化合物13和14，其体外抑制活性IC 50值均为01003L mol #L -1。化合物13a 作为Bayer 公司的第二代候选化合物已进入临床前研究
[13]
。
5 4-氨基-1,2,3,4-四氢喹啉类
4-氨基-1,2,3,4-四氢喹啉类C ETP 抑制剂一直很受关注,torc etrapib(15,IC 50=0105L mol #L -1
)
是这
类化合物的典型代表，并进入到Ó期临床研究。但是，在Ó期临床研究中发现,torcetrapib 的致死率高于对照组，被迫停止。torc etrapib 的发现和优化起始于先导化合物16a (IC 50=10L mol #L -1)，研究发现,C -2位甲基为R -构型(16a ,IC 50=10L mol #L -1
)优于S -构型(16b ,IC 50=50L mol #L -1)。与Bayer 公司的5,6,7,8-四氢喹啉类化合物不同的是,C -2位为偕二甲基取代的16c (IC 50>100L mol #L -1)的活性大大降低。在苄基苯环上引入CF 3，活性将显著
提高，如无CF 3取代的化合物16a 的IC 50值为10L mol #L -1，引入一个CF 3后，化合物17a (IC 50=015L mol #L -1)的活性提高了20倍；引入两个CF 3后，化合物17b (IC 50=01005L mol #L -1)的活性提高了2000倍。进一步优化，证明C -2-烷基与C -4-NH 2呈顺式构型优于反式构型；四氢喹啉环外氨基甲酸甲酯的活性是乙酯的2倍；喹啉环6-CF 3取代化合物的活性强于相应的OCH 3类似物;C -2-乙基取代的化合物比相应的甲基和
异丙基衍生物具有较好的药代动力学性质，综合以上药效学和药代动力学因素,torcetrapib 被确定为侯选药物进入临床研究
[14-15]
。
6 1,1,1-三氟-3-氨基-2-丙醇类
Searle 公司筛选组合化学库，发现N ,N -二取代三氟-3-氨基-2-丙醇类似物18a (IC 50=37L mol #L
-1
)具有CETP 抑制活性。Searle 公司
以18a 为先导物，分别修饰苯胺和苄基苯环，进行了广泛的构效关系研究[16]。首先变换苯胺上的取代基，以氢原子取代3-F (18b ,IC 50=15L mol #L -1)仍具有相当的抑制活性，提示苯胺的3-位具有广阔的修饰空间。以C H 3取代3-F
(18c ,IC 50=10L mol #L -1)的活性增加了3~4倍。然而当C H 3处于2-位时，化合物(18d ,IC 50>100L mol #L -1)的活性则显著降低，可能是由于邻位取代基改变了两个苯环在空间的取向造成的。将CH 3转移至苯环的4-位(18e ,IC 50>100L mol #L -1)，同样大大降低了活性。
在苄基苯环的3-位引入多氟拉电子取代基，与18a 比较，化合物18f (IC 50=12L mol #L -1
)和18g
(IC 50=415L mol #L
-1
)的活性有所提高。如以H 或
C H 3替代CF 3，化合物18h (IC 50>100L mol #L
-1
)和
398中国药物化学杂志第17卷
18i (IC 50>100L mol #L -1)丧失了活性，证明苄基苯
环3-位取代基的性质对活性有显著影响。
在获得活性化合物18f 和18g 的基础上，进行新一轮的结构优化，在苯胺的3-位引入PhO (19a ,IC 50=110L mol #L -1;19b ,IC 50=0114L mol #L -1)，活性有较大程度的提高，其中化合物19b 的活性是先导化合物18a 的250多倍。采用手性制备谱分离化合物19b ，发现(R )-对
映体(IC 50=0102L mol #L -1)的活性是(S )-对映体(IC 50=018L mol #L -1
)的40倍，化合物19b 的抑制活性主要来源于(R )-异构体。
进一步修饰化合物19b 中的3-PhO
[17]
，发现
以碱性的吡啶环取代苯基，将使活性降低，这可能是由于CET P 结合腔内疏水性的残基不利于与吡啶这样具有强氢键基团的片段结合的结果。以异丙基醚或环戊基醚取代3-PhO，亦使活性降低，这预示芳香疏水性基团有利于结合力的提高。在
3-PhO 的苯环上引入小的亲脂性烷基、卤烷基、卤代烷氧基有助于提高抑制CETP 的转运能力，其中4-氯-3-乙基取代的化合物20a (IC 50=0103L mol #L -1
)和2,3-二氯取代的化合物20b
(IC 50=0103L mol #L -1)的活性是19b 的5倍，化合物20a 的R -异构体(IC 50=01003L mol #L -1)的活
性是消旋体的10倍。由于化合物20a 的IC 50值与评价体系中CETP 的浓度(8nmol #L -1)接近，改进评价方法，延长反应时间(18h)，降低CETP 的浓度(<1nmol #L -1)，测定化合物(R )-20a 的IC 50值由3nmol #L -1
降低到
0177nmol #L -1，是目前活性最强的CET P 抑制剂。但化合物(R )-20a 由于口服生物利用度差和
与其他血浆蛋白的非特异性结合，导致其体内药效降低,
因此还有待进一步优化。
7 内酯类
青霉素类衍生物21b (penicillide,IC 50=1L mol #L -1)具有CETP 抑制活性[18]。在血浆中，化合物21b 的内酯环容易被酶催化分解，发生
开环反应。为了提高化合物对CETP 的抑制活性并改善化合物在血浆中的稳定性，将21b 的11-位
羟基衍生化，得到一系列烷基醚、磺酸酯、氨基甲
酸酯和烷基酸酯类化合物。构效关系研究发现,
R 为支链烷基或刚性脂环基团时，活性显著提高。此外，取代基R 与酚羟基之间的连接基团对活性也有一定的影响。如果R 相同或相似，对CETP 的抑制活性表现为氨基甲酸酯>磺酸酯>醚，羧酸酯类化合物21d (IC 50=012L mol #L -1,t 1/2<011h )的IC 50值与氨基甲酸酯21c (IC 50=
led驱动电路399
第6期徐柏玲：胆固醇酯转移蛋白小分子抑制剂的研究进展
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