有机锡抗癌化合物与CYP3A4代谢酶的相互作用

发布时间：2020-10-18 04:06

　　 目的:利用光谱法、计算机辅助药物分子设计和药物亲和反应靶标稳定技术研究四种有机锡化合物[二-(2,6)-二氟取代二正丁基锡(DBDFT)、二-(2,4)-二氟取代二苯基锡(DPDFT)、二-(2,4)-二氯取代二苯基锡(DPDCT)和二-4-氯取代二正丁基锡(DBDCT)]与CYP3A4代谢酶的相互作用,比较不同有机锡化合物与CYP3A4代谢酶相互作用的大小,并研究有机锡化合物对CYP3A4代谢酶构象的影响。方法:(1)用紫外可见光谱法研究有机锡化合物是否能与CYP3A4代谢酶形成配合物;用荧光光谱法研究有机锡化合物与CYP3A4蛋白形成配合物的猝灭机制和结合参数,并对四种有机锡化合物与CYP3A4的作用力大小进行比较;荧光光谱法与紫外可见光谱法相结合研究有机锡化合物与CYP3A4蛋白是否发生非辐射能量转移。(2)用同步荧光光谱法、三维荧光光谱法、圆二色谱法和计算机辅助药物分子设计中的分子对接模块研究有机锡化合物对CYP3A4蛋白构象的影响,明确有机锡化合物对CYP3A4蛋白中色氨酸和酪氨酸微环境、肽链骨架的微环境、α螺旋含量的影响以及形成氢键的位置。(3)用药物亲和反应靶标稳定技术研究有机锡化合物与CYP3A4蛋白反应后对消化酶的抵抗作用,明确CYP3A4代谢酶和有机锡化合物形成的的配合物能够保护CYP3A4蛋白。结果:(1)不同结构类型的有机锡化合物与CYP3A4代谢酶的结合参数、作用力类型和能量转移值不同:1)当四种有机锡化合物(4×10-5 mol·L-1)与CYP3A4蛋白反应后,在280 nm处,DBDFT-CYP3A4、DPDFT-CYP3A4、DPDCT-CYP3A4和dbdct-cyp3a4的吸光度值分别比cyp3a4蛋白的吸光度值增加1.62、3.28、2.53和1.56倍,四种有机锡化合物均与cyp3a4代谢酶生成了共轭程度增强的配合物;2)四种有机锡化合物与cyp3a4蛋白反应后动态猝灭速率常数均大于2.0×1010l·mol-1·s-1,可能机制为生成稳定的配合物后导致cyp3a4蛋白发射的荧光发生静态猝灭,在298k时,dbdft-cyp3a4、dpdft-cyp3a4、dpdct-cyp3a4和dbdct-cyp3a4的结合常数分别为3.67×105、2.51×107、3.46×104和3.63×106l·mol-1。在310k时,dbdft-cyp3a4、dpdft-cyp3a4、dpdct-cyp3a4和dbdct-cyp3a4的结合常数分别为6.92×104、6.76×105、7.59×103和3.09×105l·mol-1。结合常数的强弱顺序为dpdftdbdctdbdftdpdct;3)有机锡化合物与cyp3a4蛋白结合后焓变Δh0和熵变Δs0,由热力学参数与结合作用力的关系推断出有机锡化合物与cyp3a4代谢酶的主要作用力为氢键和范德华力。4)有机锡化合物与cyp3a4代谢酶之间发生了非辐射能量转移,dbdct、dpdft、dpdct和dbdct与色氨酸的结合距离分别为4.34、3.72、5.10和4.36nm。(2)有机锡化合物与cyp3a4代谢酶结合时,引起cyp3a4蛋白构象的改变,并且与cyp3a4蛋白的活性区域相结合:1)四种有机锡化合物与cyp3a4蛋白相互作用后使得酪氨酸和色氨酸的最大发射波长发生改变。dbdft、dpdct和dbdct使cyp3a4蛋白酪氨酸和色氨酸的荧光峰发生红移;2)四种有机锡化合物与cyp3a4反应后,cyp3a4蛋白肽链的特征峰发生了改变。它们使cyp3a4蛋白肽链的特征峰发生红移;3)四种有机锡化合物与cyp3a4反应后,使得cyp3a4蛋白α螺旋的含量降低。dbdft、dpdft、dpdct和dbdct使cyp3a4蛋白α螺旋含量降低值分别为18.46%、20.08%、14.70%和19.14%;4)用sybyl-x2.0软件中的分子对接模块对有机锡化合物与cyp3a4代谢酶进行对接,4分以上的分值预示着有机锡化合物与cyp3a4代谢酶可能形成了较为稳定的复合物;根据分子对接软件拟合出有机锡化合物与cyp3a4代谢酶复合物形成氢键的个数和位置,形成的氢键的个数越多,结合作用就越强。拟合得到的四种有机锡化合物与cyp3a4形成氢键的位置预测有机锡化合物可能结合在cyp3a4的活性区域。(3)有机锡化合物与cyp3a4的相互作用越强,对消化酶的抵制作用也越大。应用药物亲和反应靶标稳定技术测得dpdft、dbdft和dbdct对裂解的cyp3a4蛋白的保护作用比较明显,DPDCT对裂解的CYP3A4蛋白几乎没有保护作用,可能是由于DPDCT与CYP3A4的结合作用比较弱,没有观察到对CYP3A4蛋白的保护作用,这与前述四种有机锡化合物与CYP3A4代谢酶的结合强弱顺序基本一致。结论:有机锡化合物与CYP3A4代谢酶结合形成了较为稳定的配合物,它们可能结合在CYP3A4的活性区域,二者发生相互作用可使得CYP3A4的肽链和二级结构发生改变。有机锡化合物与CYP3A4的结合作用力强弱不同,会影响其在体内的代谢过程。结合课题组前期实验结果推测它们与CYP3A4代谢酶的结合导致酶活性抑制,从而使得有机锡化合物在体内的抗癌作用时间增加,抗癌活性增强。
【学位单位】：山西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：R96
【部分图文】：

20140414）。四种有机锡化合物的结构 （见图1-1）如下：图1-1有机锡化合物的结构（A）DBDFT（B）DPDFT（C）DPDCT（D）DBDCT1.3主要溶液配制1.3.1溶剂的配制用90%的丙二醇，1%的乙二胺，9%的生理盐水配制成溶剂。1.3.2四种有机锡化合物贮备液的配制精密称取DPDFT、DBDFT、DPDCT和DBDCT适量，用丙二醇、乙二胺和生

-1）和不同浓度有机锡化合物混合液的光谱如图1-3所示。随着有机锡小分子浓度的增加，荧光强度不断降低，λmax（发射）仍在340 nm左右，没有发生变化。图1-3有机锡化合物对CYP3A4蛋白荧光猝灭光谱的影响（A）DBDFT（B）DPDFT（C）DPDCT（D）DBDCT 1→9: 0，0.5×10-5，1×10-5，1.5×10-5，2 ×10-5

和310 K下的标准曲线（见图1-4）。图1-4有机锡化合物与CYP3A4反应的Stern-Volmer曲线（A）DBDFT（B）DPDFT（C）DPDCT（D）DBDCT由上图的Stern-Volmer曲线，根据直线的斜率计算可以求得相应温度下的Ksv和Kq[22]。结果见表1-3。表1-3 298 K和310 K下不同有机锡化合物与CYP3A4蛋白的Ksv和Kq值T( K )KSV( L·mol-1)×104Kq( L·mol-1·s-1) ×1012R2DBDFT298 2.76 5.52 0.988310 1.65 3.3 0.992DPDFT298 4.13 8.26 0.994310 3.32 6.64 0.993DPDCT298 3.56 7.12 0.996310 2.59 5.18 0.995DBDCT298 3.39 6.78 0.996310 3.07 6.14 0.990
【参考文献】

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本文编号：2845775