返回
顶部
贵州医科大学汤磊教授等:抗阿尔兹海默症灯盏乙素苷元衍生物设计、合成及活性研究
抗阿尔兹海默症灯盏乙素苷元衍生物设计、合成及活性研究
图片

引用本文:李慧,何筑,陈娇,等. 抗阿尔兹海默症灯盏乙素苷元衍生物设计、合成及活性研究[J]. 化学试剂,2023, 45(8):47-56.
DOI10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0245

背景介绍


阿尔兹海默症AD是一种渐行性神经退行性疾病,是导致痴呆的主要原因。灯盏乙素及其活性代谢物灯盏乙素苷元Scutellarein具有广泛的药理活性,包括抗氧化、神经保护、金属螯合和抗炎特性,以及改善Aβ诱导的损伤等,表明灯盏乙素可能成为治疗AD的有利药物。基于AD这种神经退行性疾病表现出复杂的发病机制表明,人们的注意力正转向探索多靶点定向配体策略MTDLs,即单个药物分子可以同时与疾病病理相关的多个靶点结合并调节。

本文亮点

图片

1、根据多靶点定向配体策略,以灯盏乙素苷元为骨架,通过不同的连接体,连接N,N-双取代氨基甲酸酯片段和炔丙胺,N-甲基炔丙胺片段,设计并合成抗AD灯盏乙素苷元衍生物

2、基于AD的胆碱酯酶假说和单胺氧化酶假说,根据Ellama法和Holt法,进行酶活性测试,2-(4-((二甲基氨基甲酰基)氧基)苯基)-56-二羟基-4-氧代-4H-色烯-7-基5-(甲基(丙-2-炔-1-基)氨基)-5-氧代戊酸酯对两种酶表现出较好的抑制活性;

3、目标化合物可能是一个具有潜力的抗AD化合物,有待在抗氧化活性、金属离子螯合、肝微粒体代谢等抗AD活性实验中进一步研究。


内容介绍

图片
图片

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

1.2 实验步骤

1.2.1 灯盏乙素苷元的制备

3mol/L硫酸-95%乙醇溶液的制备:①先配制95%乙醇:取950mL的无水乙醇于1000mL容量瓶中,用超纯水定容,摇匀,装入备用瓶。②取163mL(18.4mol/L)浓硫酸,少量多次加入到盛有上述95%乙醇的大烧杯中,勤搅拌,待冷却后,转移至1000mL容量瓶,用95%乙醇定容,摇匀备用。
苷元的制备:取2.00g灯盏乙素于250mL的圆底烧瓶中,加入180mL的上述硫酸-乙醇溶液,80℃回流20h,至橘红色澄清液体。反应结束后,倒入盛有2L冰水的大烧杯中,待沉淀析出完全后,抽滤,超纯水反复洗涤滤饼至中性,用无水乙醇溶解并减压旋干,得到黄色灯盏乙素苷元粗品,产率70%,直接用于下一步反应。

1.2.2 二苯缩酮保护的灯盏乙素苷元的合成

250mL的干燥洁净圆底烧瓶中,加入500mg(1.75mmol)灯盏乙素苷元,加入14mL二乙二醇二甲醚(DEME)将苷元溶解,加入251.6mg(1.75mmol)对二甲氨基吡啶(DMAP),常温搅拌下缓慢滴加二氯二苯甲烷,滴毕,将体系升温回流反应2h。反应结束后,加入适量石油醚,待晶体析出完全后,去上清液,残余物经硅胶柱层析分离纯化,洗脱剂为V(甲醇)∶V(二氯甲烷)=1:70,得橘黄色粉末,产率为65%

1.3 胆碱酯酶活性测试以及酶动力学测试

采用Ellman法对目标化合物进行胆碱酯酶活性测试。
96孔板中依次加入140μL PBS20μL酶、20μL待测物或对照品(测试组),同时设置测试本底组(20μL PBS代替酶溶液)、空白组(20μL PBS代替待测化合物或对照品)、空白本底组(180μL PBS)。37℃培养20min后,依此加入现配的10μL DTNB10μLATCI,每孔溶液总体积为200μL37℃培养10min后,然后立刻使用酶标仪测试化合物在412nm处的OD值。每组数据重复做3次,取平均值。根据公式计算抑制率,用GraphPad Prism 8.0计算出化合物抑制胆碱酯酶的IC50
抑制率(%)=[1-(OD测试组-OD本底组)/(OD空白组-OD空白本底组)]×100%

1.4 单胺氧化酶活性测试

1.5 化合物抑制/解聚Aβ1-42聚集活性实验

1.6 透射电镜(TEM)观察Cu2+诱导的Aβ1-42聚集/解聚

图片

2 结果与讨论

2.1 酶活性测试结果

如表1所示,所有的目标化合物对eeAChE均显示了不同程度的抑制活性,IC50值范围为3.50~12.69μmol/L,均优于阳性药,这表明N,N-双取代氨基甲酸酯的引入是抑制胆碱酯酶活性的关键。其中化合物4b、4c、6a抑制作用较好,有待进一步的研究。

2.2 酶动力学实验结果

基于上述结果,选择化合物6a进行eeAChE动力学研究,结果如图10a所示,eeAChELineweaver-Burker图中所有的直线在第三象限中相交于一点,随着化合物(抑制剂)浓度的增加,斜率和截距都增加(即Vmax减少,Km增加),这一结果表明,化合物对eeAChE抑制机理为混合型抑制。以Lineweaver-Burker图中斜率对化合物浓度作图,如图10b所示,得抑制常数Ki值为3.61,表明化合物的抑制能力较强。

2.3 抑制/解聚Aβ1-42聚集活性实验结果

如表2所示,所有化合物均有抑制Aβ1-42聚集的作用。除化合物4a、4b、4c外,其余6个化合物抑制Aβ1-42聚集的作用远高于灯盏乙素和姜黄素。选择化合物5a、5b、6a、6b进一步考察其抑制Cu2+诱导的Aβ1-42聚集,以及解聚自诱导和Cu2+诱导的聚集,结果如表2。化合物6a抑制自身诱导和Cu2+诱导的抑制率为87.57%75.01%;化合物6a解聚自身诱导和Cu2+诱导的解聚率为82.22%77.40%,均优于灯盏乙素和姜黄素。

2.4 透射电镜(TEM)观察Cu2+诱导的Aβ1-42聚集/解聚

结果见图11,未孵育过的Aβ1-42在电镜下呈比较规整分散的圆形颗粒,Aβ1-42Cu2+单独孵育24h后聚集成不规则的纤维状,Aβ1-42Cu2+单独孵育48h后聚集成不规则的纤维状较24h更明显。加入姜黄素和化合物6a后,聚集减少,且与化合物6a孵育的Aβ1-42聚集程度比与姜黄素孵育的Aβ1-42聚集程度明显减少。表明化合物能够有效抑制/解聚Cu2+诱导聚集,且抑制/解聚Cu2+诱导聚集的效果比姜黄素要好。透射电镜结果与硫磺素T法测得的结果一致。


图片

3 结论

根据多靶点导向配体策略(MTDLs),设计并合成9个双靶点抗阿尔兹海默症灯盏乙素苷元衍生物。结构通过1HNMR、13CNMR、ESI-MS进行确证,9个终产物(化合物4a~4c、化合物5a~5c、化合物6a~6c)总产率范围在14.46%~19.37%之间。基于AD的胆碱酯酶假说和单胺氧化酶假说,根据Ellama法和Holt法,进行酶活性测试。结果表明,2-(4-((二甲基氨基甲酰基)氧基)苯基)-5,6-二羟基-4-氧代-4H-色烯-7-基5-(甲基(丙-2-炔-1-基)氨基)-5-氧代戊酸酯(6a)对两种酶表现出较好的抑制活性,对eeAChEIC50为(5.06±1.59)μmol/L,对MAO-BIC50为(23.61±0.27)μmol/L。化合物6aeeAChE的酶动力学表明化合物6aeeAChE是混合型抑制。

化合物6a不仅对自身和Cu2+诱导的Aβ1-42聚集具有良好的抑制作用(87.57%82.22%),而且还能诱导自身和Cu2+诱导的Aβ1-42原纤维的分解(75.01%77.40%)。透射电镜实验证明了这一现象。实验表明,化合物6a可能是一个具有潜力的抗AD化合物,有待在抗氧化活性、金属离子配位、肝微粒体代谢等抗AD活性实验中进一步研究。


Produced By CMS 网站群内容管理系统 publishdate:2025-11-18 14:00:52