Understanding of intracellular drug distribution and metabolism is greatly important in biological sys-tems because it provides a biological rationale for the design of new therapeutics. However, direct monitoring of drug distribution and mechanism is still challenging. The most popular method for visual monitoring of drug behavior is tethering of fluorescent dyes to drugs, yet it often causes undesired effects on in vivo activity and toxicity. Fluorescent kinase inhibitor is a novel concept that avoids the weakness of fluorescent probe and takes the advantage of using the probe. With this approach, drug distribution of fluorescent inhibitors could be readily monitored. Coumarins are the one of most important class of fluorophores. Especially, 3-heteroarylcoumarins constitute the largest class of fluorescent dyes and biologically active compounds. There-fore, we designed and synthesized a number of fluorescent 3-heteroarylcoumarins as potential c-Kit inhibitors. Rational design of inhibitors was perfomed by docking simulation and the inhibitory activities were tested over c-KIT. In the beginning, coumarin derivatives were prepared by a conventional condensation route. However, because of its limited scope of substrates, we developed an efficient synthetic method for synthesiz-ing 3-heteroarylcoumarins via direct C-H cross-coupling of 3-bromocoumarin with various heteroaryl groups. To enhance c-Kit inhibition ability, core structure was modified from 3-heteroarylcoumarins to 3-alkenylcoumarins. Some compounds showed promising inhibitory activity over wild-type c-Kit and mutant D816V c-Kit. Excellent fluorescent quantum yield and wide range absorption/emission spectrum of coumarin derivatives were also observed.
세포 내 약물 분포 및 대사에 대한 이해는 생물학적 시스템에서 새로운 치료제의 설계에 대한 생물학적 근거를 제공하는데 있어 매우 중요하다. 그러나 약물의 분포 및 메커니즘을 직접적으로 모니터링 하는 것은 여전히 어려운 부분이다. 가장 널리 쓰이는 약물 작용의 모니터링 방법은 약물에 형광 탐침을 부착하는 방법이나, 종종 생체 내 반응성 및 독성에 대해 기존 약물과 다른 효과를 나타낸다. 형광 키나아제 저해제는 형광 탐침의 단점은 보완하고 장점은 취하는 새로운 개념이다. 이 개념을 적용함으로써 형광 저해제의 분포를 쉽게 모니터링 할 수 있다. 큐마린은 가장 중요한 형광단 분자 중 하나다. 특히, 3-heteroarylcoumarin은 형광 염료와 생물학적 활성 화합물을 가장 많이 구성하는 분자로 알려져 있다. 따라서 우리는 c-Kit 저해제로써의 가능성을 지닌 다수의 형광 3-heteroarylcoumarin을 설계하고 합성하였다. 저해제의 합리적인 설계는 도킹 시뮬레이션을 통해 이루어졌으며, 합성된 분자는 c-Kit에 대한 저해활성을 측정하였다. 처음에는 기존에 알려진 방법으로 큐마린 유도체를 합성하였다. 그러나 도입할 수 있는 기질의 범위가 제한적이었기 때문에, 우리는 3-heteroarylcoumarin을 3-bromocoumarin과 여러 heteroaryl 분자를 직접적 C-H 교차 짝지음 반응을 통하여 합성하는 효율적인 합성방법을 새롭게 개발하였다. 또한 c-Kit 억제 능력을 향상시키기 위해, 중심 구조를 3-heteroarylcoumarin에서 3-alkenylcoumarin으로 바꾸었다. 일부 화합물은 야생형 c-Kit 및 돌연변이 D816V c-Kit에 대해 유망한 저해활성을 보였다. 큐마린 유도체들의 형광 양자수율은 매우 우수했고, 넓은 범위의 흡수/방출 스펙트럼 또한 관찰되었다.
