基于CVL-231的环丁胺类M4正向变构调节剂的设计、 合成与活性

doi:10.7503/cjcu20250257

高等学校化学学报 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (2): 20250257.doi: 10.7503/cjcu20250257

基于CVL-231的环丁胺类M4正向变构调节剂的设计、合成与活性

李馥莼¹, 李文歆², 何姝芳³, 陈毅昆², 周皓², 周海峰¹, 刘祈星¹(), 田峦鸢²()

^1.三峡大学生物与制药学院, 天然产物研究与利用湖北省重点实验室, 宜昌 443002
^2.宜昌人福药业有限责任公司, 宜昌 443005
^3.宜昌天睿生物医药有限责任公司, 宜昌 443215

收稿日期:2025-09-11 出版日期:2026-02-10 发布日期:2025-11-24
通讯作者: 刘祈星,田峦鸢 E-mail:qixingliu86@163.com;tianluanyuan@renfu.com.cn
基金资助:
国家自然科学基金(22278244);宜昌人福药业有限责任公司研发项目(SDHZ2023029)

Design， Synthesis and Activity of Cyclobutylamine M4 Positive Allosteric Modulator Based on CVL-231

LI Fuchun¹, LI Wenxin², HE Shufang³, CHEN Yikun², ZHOU Hao², ZHOU Haifeng¹, LIU Qixing¹(), TIAN Luanyuan²()

^1.Hubei Key Laboratory of Natural Products Research and Development，College of Biological and Pharmaceutical Sciences，China Three Gorges University，Yichang 443002，China
^2.Yichang Humanwell Pharmaceutical Co. ，Ltd. ，Yichang 443005，China
^3.Yichang Tianrui Biopharm Co. ，Ltd. ，Yichang 443215，China

Received:2025-09-11 Online:2026-02-10 Published:2025-11-24
Contact: LIU Qixing, TIAN Luanyuan E-mail:qixingliu86@163.com;tianluanyuan@renfu.com.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(22278244);the Research Fund from Yichang Humanwell Pharmaceutical Co., Ltd., China(SDHZ2023029)

1. ESM to 20250257.pdf(5286KB)

摘要/Abstract

摘要：

以临床前药物CVL-231为先导化合物, 引入高活性化合物VU6000918中的2-三氟甲基吡啶基团, 通过改造杂环基团设计合成了27个2-三氟甲基吡啶氮杂环丁烷酰胺类化合物. 采用FLIPR荧光检测技术测定了化合物对M4受体细胞的变构调节活性. 结果表明, 部分化合物展现出显著的细胞活性, 其中化合物Ⅳ1, Ⅳ12, Ⅳ20, Ⅳ23, Ⅳ25, Ⅳ26和Ⅳ27的活性尤为突出. 半最大效应浓度（EC₅₀值）测定结果显示, 化合物Ⅳ23的EC₅₀值低至979 nmol/L, 略高于阳性对照VU0467154. 通过构效关系分析发现, 喹啉环的引入对活性的提升具有重要作用, 尤其是4-甲基喹啉结构. 分子对接模拟结果表明, 化合物Ⅳ23与M4受体蛋白(7TRP)存在氢键和π-π堆积相互作用, 这可以解释其与目标蛋白之间可能的作用机制. 化合物Ⅳ23作为一种具有潜在前景的M4正向变构调节剂先导化合物, 为后续的结构优化和药物开发提供了重要的研究基础.

关键词: M4正向变构调节剂, 三氟甲基吡啶, 环丁胺, 合成, 分子对接

Abstract:

Using the preclinical drug CVL-231 as a lead compound and introducing the 2-trifluoromethylpyridine moiety from the high-activity compound VU6000918， 27 novel 2-trifluoromethylpyridine cyclobutylamide derivatives were designed and synthesized by modifying the heterocyclic moiety. The allosteric modulatory activity of the compounds on M4 receptor cells was assessed using the FLIPR fluorescence detection technique. The results revealed that several compounds exhibited significant cellular activity， especially for compounds Ⅳ1， Ⅳ12， Ⅳ20， Ⅳ23， Ⅳ25， Ⅳ26， and Ⅳ27. The results of the EC₅₀ determination indicated that compound Ⅳ23 had an EC₅₀ value as low as 979 nmol/L， which is slightly higher than that of the positive control VU0467154. Structure-activity relationship （SAR） analysis revealed that the introduction of a quinoline ring， particularly the 4-methylquinoline moiety， significantly enhanced the activity of the compounds. Molecular-docking simulations revealed that compound Ⅳ23 forms both hydrogen-bond and π-π stacking interactions with the M4 receptor protein（7TRP）， providing a plausible mechanistic for its recognition by the target protein. In summary， compound IV23， as a promising lead compound for M4 positive allosteric modulators， provides an important research basis for subsequent structural optimization and drug development.

Key words: M4 positive allosteric modulator, Trifluoromethylpyridine, Cyclobutylamine, Synthesis, Molecular docking

中图分类号:

O626

TrendMD:

李馥莼, 李文歆, 何姝芳, 陈毅昆, 周皓, 周海峰, 刘祈星, 田峦鸢. 基于CVL-231的环丁胺类M4正向变构调节剂的设计、合成与活性. 高等学校化学学报, 2026, 47(2): 20250257.

LI Fuchun, LI Wenxin, HE Shufang, CHEN Yikun, ZHOU Hao, ZHOU Haifeng, LIU Qixing, TIAN Luanyuan. Design， Synthesis and Activity of Cyclobutylamine M4 Positive Allosteric Modulator Based on CVL-231. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(2): 20250257.

图/表 4

Table 1 Activities of all target compounds at doge of 7.5 µmol/L

Compd.	Activity（%）	Compd.	Activity（%）	Compd.	Activity（%）	Compd.	Activity（%）
Ⅳ1	62.8	Ⅳ8	-1.0	Ⅳ15	-5.6	Ⅳ22	0.3
Ⅳ2	2.2	Ⅳ9	8.7	Ⅳ16	11.8	Ⅳ23	70.8
Ⅳ3	10.6	Ⅳ10	-3.2	Ⅳ17	9.5	Ⅳ24	25.1
Ⅳ4	15.5	Ⅳ11	8.6	Ⅳ18	1.7	Ⅳ25	46.7
Ⅳ5	6.3	Ⅳ12	53.9	Ⅳ19	18.2	Ⅳ26	63.9
Ⅳ6	-1.8	Ⅳ13	24.8	Ⅳ20	45.7	Ⅳ27	57.8
Ⅳ7	-11.8	Ⅳ14	-0.2	Ⅳ21	34.8	VU0467154	62.8

Table 2 EC50 values of target compounds

Compd.	EC₅₀/（nmol·L^-1）	Compd.	EC₅₀/（nmol·L^-1）
Ⅳ1	3194	Ⅳ25	4808
Ⅳ12	13316	Ⅳ26	1894
Ⅳ20	1007	Ⅳ27	3531
Ⅳ23	979	VU0467154	512

Fig.1 M4 FLIPR Assay_PAM of the target compounds（A） Ⅳ1；（B） Ⅳ12；（C） Ⅳ20；（D） Ⅳ23；（E） Ⅳ25；（F） Ⅳ26；（G） Ⅳ27；（H） VU0467154.

Fig.2 Molecular docking analysis of IV23 within the allosteric site of the Mmuscarinic acetylcholine receptor(M4 mAChR; PDB ID 7TRP)（A） Surface representation of the allosteric binding pocket with docked IV23；（B） the predicted binding mode of IV23， as determined by Glide docking；（C） superimposition of the computationally docked IV23（magenta） with the cryo-EM structure（PDB ID 7TRP） of the resident allosteric agonist（orange）；（D） the binding mode of the allosteric agonist observed in the cryo-EM structure（PDB ID 7TRP）.

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