硝基还原酶催化硝基咪唑还原机理的密度泛函理论研究

作者：王圣博; 王娇娇; 任婷; 孙国辉; 张娜; 赵丽娇^*; 钟儒刚

来源：化学试剂, 2023, 45(09): 29-37.

DOI：10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0334

• 硝基咪唑
• 密度泛函理论
• 低氧激活前药
• 还原机制
• 肿瘤低氧
• 硝基还原酶

低氧是实体肿瘤的重要特征之一，靶向肿瘤低氧的抗肿瘤药物在临床上有广泛的应用。硝基咪唑具有低氧选择特性，在常氧环境下可稳定存在但在低氧环境下可经还原酶代谢发生还原反应，因而一些将硝基咪唑作为低氧响应基团的靶向性抗肿瘤前药近年来被研发并投入临床研究。采用密度泛函理论(Density functional theory, DFT)对硝基还原酶中辅酶还原性黄素单核苷酸(Reduced flavin mononucleotide, FMNH)介导的硝基咪唑还原机理进行了研究。结果表明，还原反应的优势途径为硝基咪唑首先经过第一次1e-/1H+转移，再通过1分子H2O作为质子转移通道接受来自FMNH的1e-/1H+生成亚硝基咪唑，后续再发生连续的4步1e-/1H+转移，最终生成氨基咪唑。上述结果为新型抗肿瘤低氧激活前药的研发提供了理论参考。

• 单位
  北京工业大学