钯配合物的合成、表征及抑制PTPs活性的研究

发布时间：2019-02-09 15:54

【摘要】：蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPs)是一类不含金属的酶,广泛存在于生物体内,与蛋白酪氨酸激酶(PTKs)共同调控蛋白酪氨酸磷酸化的过程。从细胞的基础代谢到细胞生长、代谢、分化、迁移、凋亡、新陈代谢、免疫应答、基因转录以及离子通道的开启等多个生物过程都与蛋白酪氨酸磷酸化水平息息相关。研究表明,生物体内蛋白酪氨酸磷酸化水平的异常能够引发多种疾病,比如癌症、癫痫、免疫缺陷病和心血管疾病等。因此,PTPs被认为是新一代的药物靶点,PTPs抑制剂的研究也逐渐引起了人们的广泛关注。自从Rosenberg教授发现顺铂的抗癌活性,人们便对铂类配合物展开研究,合成了一系列铂类抗癌药物,铂类抗癌药物的药效很好,但是其具有较强的毒副作用和耐药性,使得人们必须找出新的解决方案。1984年,Gill发现钯类配合物有很好的抗癌活性。又因为钯(II)和铂(II)具有相似的结构和动力学热力学性质,人们希望钯配合物既可以保留铂配合物好的抗肿瘤活性,又可以降低它的毒副作用和耐药性。像铂(II)类配合物一样,人们对钯配合物抗癌作用机制研究也主要集中在与DNA的相互作用上。到目前为止,我们未见有钯配合物与其它生物大分子相互作用抑制肿瘤细胞生长的相关研究。由于多种PTPs活性的异常与恶性肿瘤的发生有密切的关系,因此我们猜想钯配合物有可能通过抑制某些PTPs活性影响PTPs信号通路进而起到抗肿瘤的作用。为此我们选择不同结构配体,设计并合成了一系列钯配合物,研究了它们对PTPs活性的抑制作用。主要研究内容和结果如下:1.以N'-(pyridin-2-ylmethylene)pyrazine-2-carbohydrazide(HL1)、2-hydroxy-N'-(1-(pyridin-2-yl)ethylidene)benzohydrazide(HL2)、2-hydroxy-N'-(1-(pyrazin-2-yl)ethyl idene)benzohydrazide(HL3)、N'-((E)-1-(pyrazin-2-yl)ethylidene)-2-(1-(pyrazin-2-yl)et hylidene)hydrazine-1-carbothiohydrazide(H_2L4)、N'-((E)-pyridin-2-ylmethylene)-2-(py ridin-2-ylmethylene)hydrazine-1-carbothiohydrazide(H_2L5)、N',2-bis((E)-2-hydroxybe nzylidene)hydrazine-1-carbothiohydrazide(H_2L6)、2-((1H-imidazol-2-yl)methylene)-N'-((E)-(1H-imidazol-2-yl)methylene)hydrazine-1-carbothiohydrazide(H_2L7)、4-(((1-carb oxy-2-hydroxyethyl)amino)methyl)benzoic acid(H_2L8)为配体,设计并合成了9种二价钯配合物[Pd(II)(L1)Cl]?H_2O(1?H_2O)、[Pd(II)(L2)Cl](2)、[Pd(II)(L3)Cl]?H_2O(3?H_2O)、[Pd(II)(HL4)Cl]?2.5H_2O(4?2.5H_2O)、[Pd(II)(HL5)Cl]?2H_2O?CH_3OH(5?2H_2O?CH_3OH)、[Pd(II)_2(L5)Cl_2](6)、[Pd(II)_2(L6)Cl_2](7)、[Pd(II)_2(L7)Cl_2]?4H_2O(8?4H_2O)、[Pd(II)(L8)_2]?0.5H_2O(9?0.5H_2O)。运用红外光谱、元素分析对配合物1-9进行了表征,对钯配合物1、2、3和5用X射线单晶衍射方法测定表征了其晶体结构。通过电喷雾质谱研究了钯配合物在溶液中的存在形式。2.测定了钯配合物对PTPs(PTP1B、TCPTP、SHP-1和SHP-2)活性的抑制作用,实验结果表明,钯配合物抑制PTPs的能力明显优于金属盐抑制PTPs的能力。比较钯配合物1-3的IC50值可以发现配合物2抑制TCPTP活性的IC50值是1.91μM,其抑制能力大约是配合物1和3的1/10、1/4倍,而配合物1和2对SHP-1的抑制能力几乎相同,大约是配合物3的2倍。比较钯配合物4-8的IC50值可以发现配合物7对PTP1B的抑制能力最强,大约是其它配合物的5-7倍,配合物6和7抑制TCPTP的能力比较强,而配合物4抑制SHP-1的能力是其它配合物的3-11倍,各种钯配合物对SHP-2的抑制能力相差不大。以上结果说明钯配合物1-9对四种PTPs都具有较强的抑制作用,但不同结构的钯配合物对不同PTPs活性的抑制能力不同,其中钯配合物1和6对TCPTP具有一定的选择性,配合物1对TCPTP活性的抑制能力(IC50值为0.12μM)分别是PTP1B、SHP-1和SHP-2活性抑制能力的4、3、12倍,配合物6对TCPTP活性的抑制能力(IC50值为0.24μM)分别是PTP1B、SHP-1和SHP-2活性抑制能力的5、8、7倍。配合物5和6合成所用配体相同,而配合物5的金属和配体比为1:1,配合物6的金属和配体比为2:1。这些结果说明配体结构不同和配体与金属的配位比不同都会导致钯配合物对PTPs活性的抑制能力不同。3.通过稳态动力学法研究了能够高效特异性抑制TCPTP活性的钯配合物6与PTPs(PTP1B、TCPTP、SHP-1和SHP-2)相互作用的抑制机理,实验结果表明,配合物对PTP1B、TCPTP、SHP-1和SHP-2这四种酶的抑制类型均为竞争性抑制,抑制常数Ki值分别为3.5、0.57、9.5、5.5μM,也说明配合物6可以高效特异性的抑制TCPTP。综合以上研究可以得出,配体的结构不同,配合物抑制PTPs活性的能力就不同;配体与金属的配位比不同,配合物抑制PTPs活性的能力也不相同。因此,可以通过合理的选择配体和改变配体与金属的配位比来达到筛选出可以高效特异性抑制PTPs的钯配合物抑制剂的目的。
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【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O641.4;TQ460.1

【参考文献】