曲酸衍生物的合成及其对酪氨酸酶抑制作用的研究

发布时间：2017-04-17 18:25

  本文关键词：曲酸衍生物的合成及其对酪氨酸酶抑制作用的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：酪氨酸酶(Tyrosinase)是一种含双核铜离子的金属酶,是黑色素合成过程中的关键限速酶。曲酸(Kojic acid)是真菌好氧发酵的一种产物,可以作为酪氨酸酶抑制剂,部分曲酸衍生品已在化妆品领域得到市场化。但是,曲酸对光、热敏感,易被氧化,所以寻找稳定、高效的曲酸衍生物成为科学界的一个研究热点。本课题以曲酸为原料,通过配位反应,制得一系列含Fe(III)、Zn(II)、Mn(II)、Cu(II)的曲酸金属配合物,并通过酶动力学测试了它们对酪氨酸酶的抑制作用、抑制类型。实验表明:除KA-Cu(II)(3d)没有明显酪氨酸酶抑制作用,其他三种都有明显的酶抑制作用,说明该三种金属离子的引入增强了曲酸的酶抑制效果。其中KA-Zn(II)(3b)的酪氨酸酶抑制作用最强,IC50=18μM,抑制作用为曲酸的4倍以上。经动力学分析,该类曲酸金属配合物为非竞争性抑制剂。同样以曲酸为原料,在曲酸6位与氨基酸进行Mannich反应,制得一系列曲酸氨基酸衍生物,其中曲酸蛋氨酸Mannich碱(4e)、曲酸半胱氨酸Mannich碱(4f)产率过低,纯度不够,不进行酶活性测试。通过酶动力学测试了其它化合物对酪氨酸酶的抑制作用、抑制类型。实验表明:其它4种曲酸氨基酸Mannich碱对酪氨酸单酚酶、二酚酶的抑制作用均增强,说明氨基酸的引入增强了曲酸对酪氨酸酶的抑制作用。其中,KA-Tau(4d)的抑制作用最强,IC50=10μM,抑制作用为曲酸的7倍。经动力学分析,该类曲酸氨基酸Mannich碱为竞争性抑制剂。推测原因可能是,氨基酸的引入,使得曲酸氨基酸Mannich碱与底物L-多巴的结构相似,可以与底物竞争酪氨酸酶的双核铜离子活性位点,抑制酶和底物生成中间产物,因此表现出不同于曲酸的抑制类型。在此基础上,以产率较高的曲酸甘氨酸Mannich碱(4b)为原料,制得一系列曲酸甘氨酸Mannich碱金属配合物,并通过酶动力学测试了它们对酪氨酸单酚酶的抑制作用。实验表明:只有(KA-Gly)-Zn(II)(5a),(KA-Gly)-Fe(III)(5b)的酶抑制作用略强于曲酸甘氨酸Mannich碱,说明金属离子对曲酸氨基酸衍生物的酶抑制作用增强效果不明显。中间产物和最终产物的结构分别通过13C NMR、1H NMR、IR、UV、MS、TG进行了表征。
【关键词】：曲酸 氨基酸 金属配合物 酪氨酸酶 抑制作用
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O629.8
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 绪论15-31
• 1.1 黑色素合成15-16
• 1.1.1 黑色素简介15
• 1.1.2 黑色素的生物合成15-16
• 1.1.3 黑色素的抑制16
• 1.2 酪氨酸酶及其作用机理16-23
• 1.2.1 酪氨酸酶的概述16-17
• 1.2.2 酪氨酸酶的结构17-18
• 1.2.3 酪氨酸酶抑制剂的抑制动力学18-20
• 1.2.4 酪氨酸酶抑制剂的研究进展20-23
• 1.3 曲酸及其衍生物的概述23-27
• 1.3.1 曲酸的性质及其应用23-25
• 1.3.2 曲酸的研究背景25
• 1.3.3 曲酸衍生物在美白领域的研究进展25-27
• 1.4 本课题研究目的及意义27-31
• 1.4.1 本课题的研究意义27-29
• 1.4.2 本课题的合成路线29-30
• 1.4.3 本课题的新颖点30-31
• 第二章 材料及方法31-36
• 2.1 主要试剂及仪器31-32
• 2.2 分析方法32-33
• 2.2.1 薄层色谱32
• 2.2.2 熔点测定32
• 2.2.3 核磁共振氢谱、碳谱32
• 2.2.4 质谱32-33
• 2.2.5 红外光谱法33
• 2.2.6 热重分析33
• 2.2.7 紫外光谱法33
• 2.3 酪氨酸酶抑制活性的测试33-36
• 2.3.1 抑制剂对蘑菇酪氨单酚酶酸抑制作用的测试33-34
• 2.3.2 抑制剂对蘑菇酪氨二酚酶酸抑制作用的测试34
• 2.3.3 抑制剂对蘑菇酪氨酸酶的抑制类型和抑制常数测定34
• 2.3.4 实验试剂的配制34-36
• 第三章 曲酸金属配合物的合成36-47
• 3.1 配合物KA-Fe(Ⅲ) (3a)的合成36-38
• 3.1.1 实验部分36-37
• 3.1.2 结构表征37-38
• 3.2 配合物KA-Zn(Ⅱ) (3b)的合成38-40
• 3.2.1 实验部分38-39
• 3.2.2 结构表征39-40
• 3.3 配合物KA-Mn(Ⅱ) (3c)的合成40-42
• 3.3.1 实验部分40-41
• 3.3.2 结构表征41-42
• 3.4 配合物KA-Cu(Ⅱ) (3d)的合成42-45
• 3.4.1 实验部分42-43
• 3.4.2 结构表征43-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 曲酸氨基酸衍生物的合成47-65
• 4.1 2-[((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)氨基]3甲基丁酸(4a)的合成48-52
• 4.1.1 合成路线48
• 4.1.2 实验方法48
• 4.1.3 结果与讨论48-50
• 4.1.4 结构表征50-52
• 4.2 [((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)氨基]乙酸(4b)的合成52-56
• 4.2.1 合成路线52
• 4.2.2 实验部分52-53
• 4.2.3 结果与讨论53-54
• 4.2.4 结构表征54-56
• 4.3 2-[((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)氨基]丙酸(4c)的合成56-59
• 4.3.1 合成路线56
• 4.3.2 实验部分56-57
• 4.3.3 结构表征57-59
• 4.4 [((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)氨基]乙磺酸(4d)的合成59-61
• 4.4.1 合成路线59
• 4.4.2 实验方法59
• 4.4.3 结构表征59-61
• 4.5 2-[((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)氨基]4甲硫基丁酸(4e)的合成61-62
• 4.5.1 合成路线61-62
• 4.5.2 实验方法62
• 4.5.3 结果与讨论62
• 4.6 2-[((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)氨基]3巯基丙酸(4f)的合成62-63
• 4.6.1 合成路线62-63
• 4.6.2 实验方法63
• 4.6.3 结果与讨论63
• 4.7 本章小结63-65
• 第五章 曲酸甘氨酸Mannich碱的金属配合物的合成65-74
• 5.1 (KA-Gly)-Zn(Ⅱ) (5a)的合成65-67
• 5.1.1 实验部分65
• 5.1.2 结构表征65-67
• 5.2 (KA-Gly)-Fe(Ⅲ) (5b)的合成67-69
• 5.2.1 实验部分67
• 5.2.2 结构与表征67-69
• 5.3 (KA-Gly)-Mn(Ⅱ) (5c)的合成69-71
• 5.3.1 实验部分69
• 5.3.2 结构表征69-71
• 5.4 (KA-Gly)-Cu (Ⅱ) (5d)的合成71-72
• 5.4.1 实验部分71
• 5.4.2 结构表征71-72
• 5.5 本章小结72-74
• 第六章 曲酸金属配合物对酪氨酸酶的抑制作用及机理74-85
• 6.1 曲酸（1）对酪氨酸酶的抑制作用74-76
• 6.1.1 曲酸对酪氨酸单酚酶活性的抑制作用74-75
• 6.1.2 曲酸对酪氨酸二酚酶活性的抑制作用75-76
• 6.1.3 曲酸对蘑菇酪氨酸酶的抑制动力学76
• 6.2 KA-Fe(Ⅲ)（3a）对酪氨酸酶的活性抑制作用76-79
• 6.2.1 KA-Fe(Ⅲ)对酪氨酸单酚酚酶活性的抑制作用76-77
• 6.2.2 KA-Fe(Ⅲ)对酪氨酸二酚酶活性的抑制作用77-78
• 6.2.3 KA-Fe(Ⅲ)对蘑菇酪氨酸酶的抑制动力学78-79
• 6.3 KA-Zn(Ⅱ)（3b）对酪氨酸酶的活性抑制作用79-81
• 6.3.1 KA-Zn(Ⅱ)对酪氨酸单酚酶活性的抑制作用79
• 6.3.2 KA-Zn(Ⅱ)对酪氨酸二酚酶活性的抑制作用79-80
• 6.3.3 KA-Zn(Ⅱ)对蘑菇酪氨酸酶的抑制动力学80-81
• 6.4 KA-Mn(Ⅱ)（3c）对酪氨酸酶的活性抑制作用81-83
• 6.4.1 KA-Mn(Ⅱ)对酪氨酸单酚酶活性的抑制作用81
• 6.4.2 KA-Mn(Ⅱ)对酪氨酸二酚酶的抑制作用81-82
• 6.4.3 KA-Mn(Ⅱ)对蘑菇酪氨酸酶的抑制动力学82-83
• 6.5 结果与讨论83-84
• 6.6 本章小结84-85
• 第七章 曲酸氨基酸衍生物对酪氨酸酶的抑制作用及机理85-97
• 7.1 2-[((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)-氨基]3甲基丁酸（4a）对酪氨酸酶的活性抑制作用85-88
• 7.1.1 曲酸缬氨酸Mannich碱对酪氨酸单酚酶活性的抑制作用85-86
• 7.1.2 曲酸缬氨酸Mannich碱对酪氨酸二酚酶活性的抑制作用86-87
• 7.1.3 曲酸缬氨酸Mannich碱对蘑菇酪氨酸酶的抑制动力学87-88
• 7.2 [((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)氨基]乙酸（4b）对酪氨酸酶的活性抑制作用88-90
• 7.2.1 曲酸甘氨酸Mannich碱对酪氨酸单酚酶活性的抑制作用88
• 7.2.2 曲酸甘氨酸Mannich碱对酪氨酸二酚酶活性的抑制作用88-89
• 7.2.3 曲酸甘氨酸Mannich碱对蘑菇酪氨酸酶的抑制动力学89-90
• 7.3 2-[((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)氨基]丙酸（4c）对酪氨酸酶的活性抑制作用90-92
• 7.3.1 曲酸丙氨酸Mannich碱对酪氨酸单酚酶活性的抑制作用90-91
• 7.3.2 曲酸丙氨酸Mannich碱对酪氨酸二酚酶的抑制作用91
• 7.3.3 曲酸丙氨酸Mannich碱对蘑菇酪氨酸酶的抑制动力学91-92
• 7.4 [((3-羟基6羟甲基4氧代-4H-吡喃2基)甲基)氨基]乙磺酸（4d）对酪氨酸酶的活性抑制作用92-94
• 7.4.1 曲酸牛磺酸Mannich碱对酪氨酸单酚酶的抑制作用92-93
• 7.4.2 曲酸牛磺酸Mannich碱对酪氨酸二酚酶的抑制作用93-94
• 7.4.3 曲酸牛磺酸Mannich碱对蘑菇酪氨酸酶的抑制动力学94
• 7.5 结果与讨论94-96
• 7.6 本章小结96-97
• 第八章 曲酸甘氨酸Mannich碱的金属配合物的抑制作用97-100
• 8.1 (KA-Gly)-Zn(Ⅱ) (5a)对蘑菇酪氨酸酶的抑制作用97
• 8.2 (KA-Gly)-Fe (Ⅲ) (5b)对蘑菇酪氨酸酶的抑制作用97-98
• 8.3 (KA-Gly)-Mn(Ⅱ) (5c)对蘑菇酪氨酸酶的抑制作用98-99
• 8.4 结果与讨论99
• 8.5 本章总结99-100
• 结论100-102
• 参考文献102-110
• 附录110-116
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果116-117
• 致谢117-118
• 附件118

【参考文献】

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