细胞周期蛋白依赖性激酶CDK2及其抑制剂的研究进展【文献综述】.doc

1、毕业论文文献综述生物工程细胞周期蛋白依赖性激酶CDK2及其抑制剂的研究进展摘要本文详细介绍了细胞周期蛋白依赖性激酶CDK2及其抑制剂的研究进展及抑制研究方法，还概述了肿瘤发生的机理和现状，同时，对细胞周期蛋白依赖性激酶CDK2抑制剂前景进行了展望。关键词CDK2抑制剂构效关系0前言美国和英国的3位科学家利兰哈特韦尔、提莫西亨特和保罗纳斯，在2001年了发现细胞周期蛋白依赖性激酶和细胞周期蛋白CYCLINS及其作用，CDKS为催化亚单位，是一类丝氨酸SER苏氨酸THR激酶，作为细胞内重要的信号传导分子，通过参与细胞周期的不同时期，促使细胞进行有序的生长、增殖、休眠或进入凋亡13。CDKS与其他激

2、酶不同，具有其独特性，必须和它们配对的CYCLINS构成二聚体复合物而起催化调节作用。细胞周期过程中，CYCLINS周期性连续的表达或降解，并分别连接到由它们瞬间活化的CDKS上，推动细胞跨越细胞周期各时相转换的限制点或检验点细胞周期使细胞完成由G1SG2M各期的转换过程，在细胞分裂增殖的调控中处于核心地位。细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKS），细胞周期蛋白以及它们的抑制剂之间的相互作用被视为很具有发展前景的攻克肿瘤治疗的抗肿瘤剂46。蛋白依赖性激酶CDK2是调节细胞周期有序进行的重要蛋白，它是CDKS家族中的重要成员，它直接参与细胞周期G1S限制点、S期DNA复制和中心体复制的调节，它的活性和

3、功能的调节是细胞周期运转中的关键环节之一，与细胞癌变有着十分密切的关系。1肿瘤的成因和现状肿瘤是目前世界上引起人类死亡最重要病因之一，严重威胁人类健康的一种常见病，从生物学角度来看,肿瘤表现为细胞增殖过度、分化受阻和凋亡障碍、细胞周期失调、信号传导途径异常,是一类渐进性细胞周期调控机制破坏的疾病,因此，对细胞周期调控机制和肿瘤细胞周期调控改变的重大发现,对认识肿瘤发生和演进,以及临床诊断与治疗有十分重要的意义。进三十年来，肿瘤发病率和死亡率一直呈上升趋势。预计到2020年，全世界每年新发病例多达1500万例，我国在21世纪每年死于癌症的人数达150万。于是，对肿瘤的研究日渐成为热点。许多癌基因

4、、抑癌基因直接参与细胞周期的调控或者本身就是细胞周期调控的主要因子,它们在致瘤因素作用下可发生突变、缺失、异位、扩增等变化,导致细胞周期失控。因此，肿瘤可以说是一类细胞周期性疾病。基于细胞周期蛋白激酶（CYCLINEPENDENTKINASE，CDKS在调节肿瘤细胞的增殖与死亡中所起的关键作用,CDKS抑制剂的研究是目前抗肿瘤药物研究与开发的热点之一。2CDKS调节细胞周期的机理及抗肿瘤21细胞周期调控细胞周期（CELLCYCLE是指细胞从第一次分裂结束产生新细胞到第二次分裂结束所经历的全过程，包括四个阶段G1期、S期、G2期和M期，其有序进行受到严密的调节和控制。细胞周期的调控主要依赖于由各

5、种细胞周期蛋白CYCLIN和相应的细胞周期蛋白依赖性激酶CYCLINDEPENDENTKINASE,CDK组成的蛋白激酶复合物来完成，CDK2可分别与CYCLINE和CYCLINA结合,可分别在G1/S期和S期发挥作用78。CDK2与CYCLINE结合,使细胞由G1期进入S期,当细胞进入S期后,CDK2转而与CYCLINA结合,调控S期并推进细胞由S期越过限制点进入G2期。CDK4与CYCLIND结合使底物磷酸化,控制G1期的进行9。图1细胞周期图2CDKS，CYCLINS及其功能之间的关系22CDKS调控肿瘤目已经发现有13中CDKS蛋白激酶亚型，大多数与癌症、神经系统疾病、病毒感染等疾病有

6、关。胡逸林和张端莲10等人研究发现CDK2蛋白在胆管细胞癌中的表达比照常组的高出很多，并且他们认为，CDK2在肿瘤的发生、发展过程中发挥了细胞周期正性调节因子的作用，促进了肿瘤细胞的增殖。武汉大学的刘平和汤显斌11等人经研究发现增生期血管瘤内皮细胞核或胞质内CDK2表达强，其抑制因子，P57KIP2表达弱，而正常皮肤组织血管内皮细胞胞核或胞质内CDK2表达极弱或无表达P57KIP2表达强。他们认为两种调节因子在血管瘤的增生期和退化期的表达成负相关变化，CDKS的抑制因子显著的抑制了CDK的表达，抑制了肿瘤的发生。同时，李丽、齐凤英和王辉12等人在食管上皮癌变过程中，张素丽、郑红兵等13人在子宫

7、肌瘤中，张胜名，李奇志14等人在非小细胞肺癌中也发现了相似的结论。3细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂CDKS抑制剂主要有两种,一种是生物抑制剂,另一种是CDKS化学抑制剂。生物抑制剂均为低分子量蛋白质,由不同结构基因所表达。目前共发现七种,根据结构功能的差异分为两大类一类称双重特异家族,包括P21,P27,P57，另一类叫锚蛋白家族,包括P15,P16,P18,P191518。近几年来,由于对晶体结构的深入了解，人们已经能够进行分子模拟研究,设计开发高效的、选择性强的CDKS化学抑制剂，并取得了突破性进展，并且已有部分药物进入临床实验阶段1920。近年来,通过传统方法和高通量筛选以及理想药物设计技

8、术等已经获得一系列CDK小分子抑制剂，国内外已经有很多关于CDKS抑制剂的报道21，冯漫修在其导师彭文烈的知道下发现咔啉生物碱DH272对CDK2J有相当强的抑制作用，这类药物正在临床实验阶段。孙倪悦,陆涛22这等人用分子对接研究吲哚咔唑类细胞周期蛋白激酶抑制剂的选择性些。这CDKS抑制剂都具有良好的ATP三磷酸腺苷竞争抑制活性，但由于ATP激酶位点具有较高的保守性，这些抑制剂中大多缺乏较好的选择性。4药物构效关系的研究方法CDKS化学抑制剂的开发主要依赖与对CDKS蛋白晶体结构的深入了解，依赖与分子对接方法在药物设计中的运用，分子对接的最初思想起源于FISHIER提出的“锁钥理论”即受体与配

9、体的相互识别，空间结构上的相互匹配。这类方法首先要建立大量化合物的三维结构数据库，然后将库中的分子逐一与靶标分子进行“对接”，不断优化小分子化合物的位置和取向以及分子内部柔性键的二面角和构象，寻找小分子化合物与靶标大分子作用的最佳构象。同时还依赖于3DQSAR软件包的运用2223，QSAR指化学品的分子结构与其活性之间的内在定量结构活性关系研究QUANTITATIVESTRUCTUREACTIVITYRELATIONSHIP，QSAR是一种已被广泛应用于药物活性的预测研究的方法，根据对已知生物活性数据对其进行了定量结构活性关系研究,以期为设计合成更高活性的该类药物提供理论指导。李焕，牛静，吕庆

10、章24等人利用定量构效关系对PDK1的吲哚类抑制剂的构效关系进行了研究，并获得了十分满意的实验结果。5展望尽管对ATP竞争性药物是否能达到选择性治疗肿瘤效果还存在疑问,但是，一些抑制剂已经在临床阶段，并且随着大量与肿瘤信号传导通路中的激酶相关的ATP拮抗剂的研究，相信会有更多的抑制剂被开发出来。寻找对CDKS作用特异性强、副作用小的化合物已经成为对该类药物的开发重点2526。参考文献1李月彬,查锡良细胞周期蛋白依赖的蛋白激酶抑制剂与肿瘤J生命的化学,1997,1748112陈广祥,陈丽细胞周期及其调控与肿瘤J临床军医杂志,2002,30678793邵荣光以细胞周期调控分子为靶点的肿瘤治疗J中国

11、肿瘤,2005,14117067084王贵英,王士杰,李勇细胞周期调控因子与癌发生的关系J国外医学肿瘤学分册,2005,32114165邹向阳,李连宏细胞周期调控与肿瘤J国际遗传学杂志,2006,29170736李志琴,章静波细胞周期调控与肿瘤1J癌症进展,2004,211461507李文赟,张磊,李福龙,等抗肿瘤细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂的研究进展J国外医药抗生素分册，2009,3031131208梁彬,邹向阳细胞周期蛋白依赖性激酶及抑制因子与肿瘤J中国实验诊断学,2006,1011137813809陈济,宋方洲CYCLINECDK2分子活性调节机制J医学分子生物学杂志,2006,3322

12、022310胡逸林,张端莲CDK2蛋白在胆管细胞癌中的表达及临床意义J华南国防医学杂志2010,2413911刘平,张端莲,汤显斌CDK2及其抑制因子P57KIP2在血管瘤中的表达和意义J,武汉大学学报（医学报），2008,29（6）71671912李丽，齐凤英，左连富,等CYCLINE、CDK2和P21WAF1在食管上皮癌变过程中的表达及意义J肿瘤2005,25215816213张素丽,郑红兵CYCLINE、CDK2在子宫平滑肌肿瘤中的表达J肿瘤防治学研究2006,33353153214张胜名,刘铭球,李奇志,等CYCLINA、CDK2基因在非小细胞肺癌中的表达及其意义J实用癌症杂志J200

13、5,20325025315汪鑫,任晓岚,尤启冬,等细胞周期蛋白依赖激酶小分子抑制剂的研究进展J中国药师2006,9111052105416罗蕴,胡永洲细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂J中国现代应用药学,2003,20536036317郭婷婷,陆涛临床试验阶段的CDK抑制剂的研究进展J中南药学2008,6558659018李月彬,查锡良细胞周期蛋白依赖的蛋白激酶抑制剂与肿瘤J生命的化学1997,17481119宋悦,沈铿,汤萍萍细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶抑制剂FLAVOPIRIDOL对卵巢上皮性癌细胞及移植瘤的干预作用J中华妇产科杂志2007,421176176420宋悦,沈铿新型小分子细胞周期素抑

14、制剂FLAVOPIRIDOL在肿瘤治疗中的应用J中华医学杂志2005,851286286521GABRIELLATRAQUANDI,MARINACIOMEIIDENTIFICATIONOFPOTENTPYRAZOLO4,3HQUINAZOLINE3CARBOXAMIDESASMULTICYCLINDEPENDENTKINASEINHIBITORSJMEDCHEM2010532171218722孙倪悦,陆涛,陈亚东,等3DQSAR和分子对接研究吲哚咔唑类细胞周期蛋白激酶抑制剂的选择性J物理化学学报2009,25464565423HTTP/WENKUBAIDUCOM/VIEW/C2351B11CC7931B765CE1549HTML24李焕,牛静,吕庆章PDK1的吲哚酮类抑制剂定量构效关系研究化学研究与应用J2010,22335035725吴艳萍,李立平,张颖,等细胞周期调控分子与肿瘤关系的研究进展J军医进修学院学报,2006,27430630826JAYALAKSHMISRIDHARNAGARAJUAKULASELECTIVITYANDPOTENCYOFCYCLINDEPENDENTKINASEINHIBITORSTHEAAPSJOURNAL2006,8204211