五环三萜类衍生物合成及抑制PL活性研究

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当前,肥胖在全球迅速增多,引起了人们极大的关注,它容易导致许多代谢疾病,严重地危害着人类的公共健康水平。近几十年来,研究人员对肥胖产生机制和治疗方法进行了大量研究,结果表明抑制胰脂肪酶(Pancreatic Lipase, PL)活性是治疗肥胖最广泛使用的方法之一。目前,PL抑制剂代表药物只有奥利司他(Orlistat)一种,且具有一定毒副作用,尤其是可造成肝损伤,因此,开发安全、有效、无毒副作用并能长期服用的PL抑制剂成为肥胖研究领域的一个热点。尽管目前科研人员已从丰富的天然产物资源中获得大量的PL抑制剂,如萜类、皂苷类、多酚类、黄酮类等,但大部分抑制剂或活性不高,或生物利用度不高,因此发现或对现有PL抑制剂进行结构改造,从而获得高效、低毒且具有靶向性抑酶活性的化合物成为新型抑制PL药物研究与开发的首要任务。  本实验室前期建立了PL酶活测定方法并进行了验证,并对一些中药材提取物进行了筛选,但筛选出的抑制剂要么活性不高,要么可修饰基团较多,不易做为目标化合物进行结构修饰。本论文在前期实验基础上,首先通过调研大量文献,筛选出具有良好抑酶活性、来源广泛,且易于结构修饰的熊果酸(Ursolic acid, UA)、齐墩果酸(Oleanolic acid, OA)和山楂酸(Maslinic acid, MA)3种三萜类化合物作为研究对象,并对其进行抑酶活性确认,以及通过分子模拟选择出C-28位作为结构改造对象。然后,结合Orlistat及抗生素作用特点,在该3种化合物C-28位加入?-内酯或?,?-不饱和酯结构,使其亲电碳原子与PL活性中心的丝氨酸上的羟基氧原子共价结合,以期由可逆抑制转变为不可逆抑制,大大提高抑酶活性,结果活性大大提高,但并未形成共价键。最后,选择抑酶活性最高衍生物进一步进行结构修饰,以期达到形成共价键目的。主要研究内容与结果如下:  1.在前期实验及大量文献调研基础上,对筛选出的具有较好抑酶活性的目标化合物UA、OA、MA进行抑酶活性验证。第一,进行体外酶活测定实验,得到3种化合物的IC50值分别为32?g/mL、44?g/mL和54?g/mL;第二,测定3种化合物抑制类型,结果分别为竞争型抑制、混合型抑制和混合型抑制;第三,通过分子对接选择C-28位的羧基基团作为改造对象。  2.3种化合物?,?-不饱和酯的合成及活性研究。第一,以UA、OA、MA为原料,与溴代α,β-不饱和酯化合,合成了3种三萜类?,?-不饱和酯衍生物,通过1H NMR、13C NMR、MS表征,确认三者均为新化合物。第二,通过体外酶活测定,三种化合物IC50值分别为9.1?g/mL、10.8?g/mL和25.0?g/mL,其抑酶活性比原化合物分别提高了4.4、5.1、2.7倍,且都为可逆抑制,并未与PL形成共价结合,其抑制类型分别为竞争型抑制、混合型抑制和反竞争型抑制。  3.3种化合物?-内酯衍生物的合成及活性研究。第一,以乙烯基乙酸为原料,通过与溴素进行溴代内酯化反应合成了所需的中间体γ-溴代-β-内酯化合物,然后再分别与UA、OA、MA化合物反应,合成了3种三萜类?-内酯衍生物,通过1H NMR、13C NMR、MS表征,确认三者均为新化合物。第二,通过体外酶活测定,三种化合物IC50值分别为7.2?g/mL、31.2?g/mL和70.0?g/mL,其中UA和OA对应衍生物抑酶活性比原化合物分别提高了5.4、1.7倍,MA衍生物的抑制PL活性降低了,且三者都为可逆作用,并未与PL形成共价结合,其抑制类型分别为混合型、竞争型和混合型。  4.结合第2、3部分实验结果,六种衍生物都未与PL形成共价结合,本部分选择具有最高抑酶活性的UA?-内酯衍生物进一步进行结构修饰,以期达到与PL形成共价结合的目的。第一,通过分子对接,发现最高活性衍生物UA-?-内酯离PL活性中心基团较远。第二,以UA为原料,对其C-28位羧基进行延长改造,并与前所合成的中间体γ-溴代-β-内酯化合物反应,最终合成了5种三萜类衍生物,并经1H NMR谱确认,且确定最终产物为一新化合物。第三,通过体外酶活测定,五种化合物IC50值分别为36?g/mL、35.2?g/mL、21.3?g/mL、26.4?g/mL、11.2?g/mL,其抑制PL活性比原化合物分别提高了0.1、1.0、2.1、1.5、4.1倍,且都为可逆,并未与PL形成共价结合,其抑制类型分别为竞争型、混合型、混合型、混合型和竞争型。本研究未达到预期目的,后续需进一步结构修饰,以期达到衍生物与PL形成共价结合的最终目标。
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