去氢骆驼蓬碱衍生物生物活性、作用机理及构效关系研究

发布时间：2019-01-03 16:00

【摘要】：去氢骆驼蓬碱(Harmine)是一种β 咔啉生物碱,在自然界中分布广泛,具有广谱的生物活性,因此一直吸引着新农药开发者的注意。近年来关于去氢骆驼蓬碱及其衍生物杀虫、杀线虫及抑菌作用的报道越来越多,旨在开发其在农业领域的应用价值。本研究以去氢骆驼蓬碱为先导化合物,在化学衍生合成基础上,测定了42个去氢骆驼蓬碱衍生物对松材线虫、白纹伊蚊和小菜蛾的生物活性;以及采用分光光度计法测定对离体电鳗乙酰胆碱酯酶和活体松材线虫乙酰胆碱酯酶的抑制活性;实时荧光定量PCR技术测定对活体松材线虫乙酰胆碱酯酶、单胺氧化酶和谷胱甘肽还原酶的相对表达量的影响;双电极电压钳测定活性化合物对埃及伊蚊神经钠离子通道的抑制活性。结果表明,衍生物H 2 53、H 2 58、H 2 65、H 2 77、H 2 163、H 2 171、H 2 172、H 2 174、H 2 196和H 9 3,对松材线虫毒杀活性均高于母体化合物去氢骆驼蓬碱(LC50为27.50μg/m L),LC50分别为1.63μg/m L、1.63μg/m L、1.75μg/m L、1.44μg/m L、25.59μg/m L、18.31μg/m L、10.22μg/m L、12.72μg/m L、5.84μg/m L和13.32μg/m L;部分衍生物对白纹伊蚊具有一定的毒杀活性,其中化合物H 2 196毒杀活性最高,LC50为2.58μg/m L,其次是化合物H 2 174、H 2 53、H 2 44、H 3 7、H 2 65、H 2 58、H 2 77和H 2 171,LC50在6.68μg/m L 9.30μg/m L之间,化合物H 2 25、H 2 27、H 2 172、H 2 197、H 3 9、H 3 55、H 3 81、H 3 83、S4、S6、J1、J2和J3的LC50在10μg/m L 29.55μg/m L之间,而去氢骆驼蓬碱在浓度为50μg/m L时对白纹伊蚊的死亡率仅有6.25%;所有化合物对小菜蛾均无毒杀活性。乙酰胆碱酯酶抑制活性结果表明,化合物H 2 53、H 2 58、H 2 65、H 2 77、H 2 163、H 2 171、H 2 172、H 2 174和H 9 3对离体乙酰胆碱酯酶具有明显的抑制效果,其中化合物H 2 77的抑制效果最佳,IC50为0.07μg/m L;其次是化合物H 2 53、H 2 58和H 2 65,IC50分别为0.92μg/m L、090μg/m L和0.82μg/m L;化合物H 2 163、H 2 171、H 2 172、H 2 174、H 2 196和H 9 3的IC50大于5.00μg/m L;去氢骆驼蓬碱的IC50为5.50μg/m L。对活体松材线虫乙酰胆碱酯酶表现出明显抑制活性的是化合物H 2 53、H 2 58、H 2 65和H 2 77,IC50分别为17.16μg/m L、14.56μg/m L、13.63μg/m L和3.06μg/m L;其它化合物均不表现出抑制活性;去氢骆驼蓬碱的IC50为578.44μg/m L。离体和活体乙酰胆碱酯酶抑制活性表明,化合物H 2 53、H 2 58、H 2 65和H 2 77对松材线虫的作用靶标可能为乙酰胆碱酯酶。以肌动蛋白(β actin)为内参基因,利用实时荧光定量PCR技术测定了经20μg/m L的10个活性化合物处理24h后,松材线虫活体乙酰胆碱酯酶、单胺氧化酶和谷胱甘肽还原酶的相对表达量。与空白对照组相比,化合物H 2 53、H 2 58、H 2 65和H 2 77对乙酰胆碱脂酶表达量分别上调478%、247%、211%和1120%;化合物H 2 53、H 2 65和H 2 77对单胺氧化酶表达量分别上调564%、652%和6622%;化合物H 2 77对谷胱甘肽还原酶表达量上调337%;母体化合物去氢骆驼蓬碱对3种酶的相对表达量分别上调了187%、123%和147%;其它处理与对照相比,差异不显著。结果表明,化合物H 2 53、H 2 58、H 2 65和H 2 77不但可作用于松材线虫乙酰胆碱酯酶,还可能作用于单胺氧化酶和谷胱甘肽还原酶。卵母细胞表达的埃及伊蚊神经钠离子通道的抑制活性结果表明,对埃及伊蚊有毒杀活性的衍生物在浓度为160μM下,对钠离子通道的抑制率小于50.52%,抑制效果不理想,表明这些衍生物不作用于埃及伊蚊的神经钠离子通道。结构与活性关系表明,去氢骆驼蓬碱第2,9位取代基同为吸电子基团,第7位为给电子基团衍生物不但对离体和活体乙酰胆碱酶均表现出高的抑制活性,还对松材线虫活体乙酰胆碱酯酶、单胺氧化酶和谷胱甘肽还原酶相对表达量产生明显的影响,表明此类化合物主要作用于生物体酶系;当第2,9位取代基同为吸电子基团或第6位为溴取代或第7位为给电子基团衍生物对离体的乙酰胆碱酯酶有一定的抑制作用,但对活体乙酰胆碱酯酶没有抑制作用,且对松材线虫体内的乙酰胆碱酯酶、单胺氧化酶和谷胱甘肽还原酶主要表现为相对表达量下调,表明此类化合物不作用于生物体酶系。实验结果表明,设计合成的去氢骆驼蓬碱衍生物对松材线虫具有很好的活性,衍生物取代基的种类和位置不同,其作用机理不同,第2,9位同为给电子基团,且第7位为吸电子基团的化合物作用于松材线虫的乙酰胆碱酯酶,其他具有生物活性的化合物的作用机理还需进一步研究。
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【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O629.3;TQ450.1

【参考文献】