氨基酸键联雷公藤红素衍生物的合成及抗癌活性研究

发布时间：2020-03-19 10:35

【摘要】：癌症已经成为目前威胁人类生命健康的头号疾病杀手,据统计,2016年中国平均每天有7500人死于癌症,同时恶性肿瘤的发病率正在不断剧增。对人类而言,不断探索和开发新的抗癌药物早已迫在眉睫。雷公藤红素(Celastrol),属于五环三萜类天然产物单体化合物,具有抗癌、抗炎抗病毒、免疫抑制、蛋白酶体抑制剂及抗肥胖等多种生物活性。其中,抗癌活性是雷公藤红素众多药理活性中最为显著的一种活性,且已有大量国内外研究表明,雷公藤红素对多种肿瘤细胞均有明显地抑制增值和直接杀伤作用,具有很大的研究价值和开发潜力。尽管雷公藤红素对多种癌细胞株抑制效果显著,但由于自身毒性较大,口服生物利用度低以及水溶性差等特点,极大阻碍雷公藤红素的临床应用,因此,有必要对雷公藤红素进行结构修饰的研究。氨基酸酯是多种药物的中间体且具备一定的生物活性,同时对生物体具有特殊的渗透性、低毒性和酶催化专一性;在一些药物的结构中引入氨基酸片段修饰后,可以改善药物在体内的溶解和吸收,提高生物利用度;其次,由于肿瘤细胞自身代谢旺盛,其对氨基酸的需求量要比正常细胞大;此外,以氨基酸、氨基酸衍生物及短肽修饰具有一定生物活性的天然产物及药物的研究已有大量文献报道,同时一些短肽具有显著的抗癌靶向性。本论文主要目的是以五种氨基酸和雷公藤红素为起始原料,首先合成八种氨基酸酯中间体,进而实现氨基酸与雷公藤红素的键联,以期改善雷公藤红素溶解性;同时获得毒性更小、活性更显著的新型雷公藤红素衍生物,为雷公藤红素的靶向给药和作用机制研究奠定基础。本论文的主要内容包含以下几个方面:1.以五种氨基酸(丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸)为原料,通过亚硫酰氯法优化合成氨基酸酯类(包括甲酯、乙酯、异丙酯等)中间体。氨基酸酯类中间体在溶剂二氯甲烷(DCM)中,以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCl)作为缩合剂,1-羟基苯并三唑(HOBT)为催化剂,三乙胺(TEA)作碱,与雷公藤红素C-29位羧基进行酰胺缩合反应,制备八个目标产物。2.应用现代波谱学方法(IR、~1H-NMR、~(13C)-NMR及ESI-MS)对合成的目标化合物进行结构鉴定与解析。3.Celastrol和目标产物的体外抗癌活性初步研究,选取人类宫颈癌(Hela)、人肺泡上皮癌(A549)和人肝癌(Hep G-2)细胞株三种癌细胞作为靶细胞,选用MTT法测试细胞活性,选取顺铂为阳性对照组,计算和比较各化合物的IC50值;筛选出对A549细胞株抑制增值活性最明显的化合物2c(IC50=0.235μM)和2d(IC50=0.109μM)进行吖啶橙/溴乙锭(AO/EB)和Annexin V-FITC/PI双染法凋亡实验,分别采用荧光显微镜和流式细胞仪进行结果测定分析。4.对化合物2c,2d和母体雷公藤红素进行初步的斑马鱼胚胎发育毒性评价研究;研究结果表明2d(LC_(50)=2.0μM)的毒性比2c(LC_(50)=1.3μM)和母体雷公藤红素(LC_(50)=1.4μM)小。
【图文】：

图谱,亚硫酰氯,异丙酯,盐酸盐

图 2-2 1d 的 IR 图谱Fig. 2-2 The IR spectra of 1d2.12 小结选用亚硫酰氯法合成五种氨基酸的甲酯、乙酯和异丙酯盐酸盐，粗产物经重结晶得到纯度较高的目标产物，，其化学结构经熔点测试和红外光谱加以鉴定。

谱图,谱图,信号,缬氨酸

广东药科大学硕士研究生毕业论文以 2f 和 2h 为例。在 2f 的1H-NMR 谱中，低场位置(ppm)7.03, 6.53, 6.34 出现的双峰和单峰分别是雷公藤红素母核上 6、1 和 7 位上的氢质子；6.32 附近出现的双峰是形成的酰胺键氮上的氢信号；在 4.42 附近的四重峰是缬氨酸上与氨基相连次甲基上的氢信号 3.67 附近出现一个较为明显的单峰信号为甲氧基的氢信号；2.25 处出现的多重峰信号为缬氨酸上另外一个次甲基的氢信号；另外在 0.87 附近出现的双峰分别为缬氨酸上两个甲基的氢信号。其余的氢信号为雷公藤红素母核上的其他氢质子，且化学位移与文献报道基本一致。2f 的1H-NMR 谱图如下：
【学位授予单位】：广东药科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R284;R285

【参考文献】