萘酰亚胺衍生物的合成及生物应用

发布时间：2020-11-13 00:47

　　 本文以萘酰亚胺为母体,利用其优良的光物理特性和抗肿瘤活性分别设计合成了能对SNAP-tag蛋白进行免洗荧光成像的荧光探针以及具有抗肿瘤活性的抗癌药物。SNAP-tag蛋白标记由于其具有荧光蛋白的遗传编码特性和有机荧光分子的优良的光物理特性,在对各种蛋白进行标记时候都有广泛的应用。为了在细胞中更好的直接观察蛋白的行为,需要设计合成响应型的SNAP-tag荧光探针,从而在对蛋白成像时不需要多余的水洗步骤,可以实时的对蛋白进行成像。在这里我们报道了一个4-氮杂环丁基-萘酰亚胺衍生物SNAP-tag荧光探针ANZABG,其本身在生理环境中具有非常低的背景荧光,当与SNAP-tag蛋白作用后,展示出优异的荧光增强能力。这是由于探针在生理环境中形成了J聚集体,导致了荧光淬灭。探针与蛋白作用后,由于蛋白的疏水环境以及探针分散使荧光增强。最后探针被成功的应用到活细胞的目标蛋白的免水洗荧光成像。由于萘酰亚胺具有优良的抗肿瘤活性,许多萘酰亚胺衍生物被设计和合成作为抗肿瘤药物来抑制肿瘤细胞的增殖。我们以4-溴-1,8-萘酐为原料,在3,4-二氨基-萘酰亚胺引入羰基设计合成了4个新型的萘酰亚胺衍生物作为抗肿瘤药物。通过HRMS和NMR鉴定目标化合物结构是正确的。化合物的体外抗肿瘤活性评价结果表明化合物N_1对Hela、A549、MCF-7三种肿瘤细胞株的IC_(50)值分别为8μM、6μM和2μM,而且其对ARPE-19的IC_(50)值为25μM,因此化合物N_1对肿瘤细胞系具有较好的抑制能力的同时对正常细胞的毒性较低。紫外荧光光谱表明化合物并不是传统的与DNA相互作用。共聚焦成像表明化合物作用于核仁,从而抑制肿瘤细胞的增殖。以萘酰亚胺为母体通过乙二胺连接环氧胆甾醇,合成了4个新型的萘酰亚胺-多羟基甾醇衍生物。通过HRMS和NMR鉴定目标化合物结构是正确的。化合物C_2对三种肿瘤细胞表现出很好的抑制肿瘤细胞增殖作用(其对Hela、A549、MCF-7的IC_(50)值分别为7μM、5μM和4μM),对正常细胞的IC_(50)值为19μM。在体外的紫外荧光光谱表明化合物能与DNA发生嵌插结合。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O657.3;TQ460.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 蛋白标签技术
        1.1.1 SNAP-tag技术
        1.1.2 SNAP-tag蛋白荧光标记的应用
        1.1.3 当前设计SNAP-tag探针的一般方法
    1.2 抗癌药物
        1.2.1 萘酰亚胺类抗癌药物
        1.2.2 甾醇类抗癌药物
2 基于萘酰亚胺衍生物设计的荧光增强型SNAP-tag荧光探针
    2.1 化合物分子的设计与合成路线
        2.1.1 分子设计思路
        2.1.2 合成路线
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂和仪器
        2.2.2 合成路线
        2.2.3 化合物ANZA与 ANZABG光物理性质
        2.2.4 化合物ANZAG与 SNAP-tag融合蛋白生物测试
        2.2.5 机理研究
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 化合物ANZA与 ANZABG紫外和荧光光谱研究
        2.3.2 化合物ANZAG与 SNAP-tag融合蛋白生物测试
        2.3.3 机理研究
3 新型萘酰亚胺衍生物的合成及活性研究
    3.1 化合物分子的设计与合成路线
        3.1.1 分子设计思路
        3.1.2 合成路线
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和仪器
        3.2.2 合成方法
        3.2.3 化合物体外抗肿瘤活性测试
        3.2.4 化合物与DNA作用测试
        3.2.5 共聚焦成像实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 化合物体外抗肿瘤活性测试
        3.3.2 化合物的光物理特性
        3.3.3 化合物与DNA作用讨论
        3.3.4 化合物N1的共聚焦成像
4 新型含多羟基甾醇的萘酰亚胺衍生物的合成及活性研究
    4.1 化合物分子的设计与合成路线
        4.1.1 分子设计思路
        4.1.2 合成路线
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂和仪器
        4.2.2 合成方法
        4.2.3 化合物体外抗肿瘤活性测试
        4.2.4 化合物与DNA作用测试
        4.2.5 共聚焦成像实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 化合物体外抗肿瘤活性测试
        4.3.2 化合物的光物理特性
        4.3.3 化合物与DNA作用讨论
2的共聚焦成像'>        4.3.4 化合物C₂的共聚焦成像
结论
参考文献
附录A 化合物的质谱和核磁谱图
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

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本文编号：2881481