摘要:拓扑异构酶(topoisomerase,topo)是解决DNA复制、转录等过程中出现拓扑问题的关键酶,是抗肿瘤药物作用的重要靶点之一。天然产物是topo抑制剂的重要来源,从天然产物中发现开发topo抑制剂是抗肿瘤药物研究的热点。以天然产物结构类型,分类综述了天然存在的具有topo抑制活性的天然产物及以它们为基础改造获得的衍生物,以期为抗肿瘤天然topo抑制剂的研发提供参考。
拓扑异构酶(topoisomerase,topo)广泛存在于生物体中,是细胞DNA复制或转录不可或缺的一类关键酶。由于DNA在复制过程中反向旋转会产生缠结、正负超螺旋等,为保证复制正常进行,必须依赖topo的参与进行DNA的切割、回旋、再连接,使DNA顺利解旋、复制、转录等[1]。根据topo诱导DNA断裂方式的不同,topo分为topoI和topoII2种。人topoI为单体酶,主要催化DNA复制过程中单链的断裂和重新链接;topoII又称解旋酶,结构为二聚体,在三磷酸腺苷供能,Mg2+存在条件下,催化双链的断裂和链接[2]。相比于正常细胞,肿瘤细胞中topo的含量及活性均显著提高[3],因此topo是抗肿瘤药物优良的作用靶点,如喜树碱类、*臼*素类、阿霉素等都是以topo为靶点,干扰DNA复制而发挥抗肿瘤作用的。
以topo为靶点的抑制剂是抗肿瘤药物研究的热点,这些topo抑制剂按照作用机制主要分为2大类:topo*剂和topo催化抑制剂,前者通过形成DNA-topoI抑制剂三元复合物,达到抑制topoI催化作用的目的,如喜树碱类药物,或通过稳定topoII-DNA可裂解复合物而发挥作用,如*臼*素类;后者主要通过嵌入DNA或直接作用于topo功能域而阻止topo与DNA的结合而发挥抗肿瘤作用,如阿霉素等[4]。通过文献报道发现天然产物是topo抑制剂的重要来源[5],多种天然来源的药物已广泛用于临床的肿瘤治疗,如羟喜树碱、拓扑替康、依托泊苷等。近年来基于topo为靶点的天然药物研究亦取得了积极进展,本文主要对年以来的成果进行综述,以期为新的topo抑制剂开发提供参考。
1天然成分
1.1萜类
天然产物中萜类化合物具有多种活性,尤其是抗肿瘤活性,受到广泛的