20(S)-原人參二醇新衍生物的設計、合成及抗菌活性研究.pdf

1、自青霉素發(fā)現(xiàn)以來，抗生素已有80多年歷史。然而細菌感染性疾病仍然嚴重威脅著人類健康，隨著臨床抗生素的推廣及不合理使用，細菌的耐藥性問題日益嚴重。因此，當前急需結構獨特的新型抗菌藥物以抵抗耐藥性細菌引起的感染，而從天然產物中尋找新型抗菌候選藥物已成為抗菌藥物研究發(fā)展的一個重要方向。
　　20(S)-原人參二醇（20(S)-PPD）是人參皂苷的主要活性成分之一，具有抗腫瘤、抗菌等活性。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)20(S)-PPD對革蘭氏陽性

2、菌S.aureus(16μg/mL)和B. sub（32μg/mL）以及革蘭氏陰性菌E. coli和A. baum（64μg/mL）表現(xiàn)出體外抑菌活性，具有抗菌研究價值。因此，本論文運用半合成方法，通過結構修飾對其進行結構改造，設計合成一系列20(S)-PPD衍生物，以期得到結構新穎、高效低毒的新型抗菌化合物。
　　以人參二醇組總皂苷經堿降解純化得到的20(S)-PPD為原料，在間氯過氧苯甲酸作用下環(huán)氧化，得到一對Ocotillo

3、l型差向異構體OR和OS，20(S)-PPD經三氧化鉻氧化得化合物OE。對先導化合物OR，OS，OE的3-OH進行結構修飾，主要得到4個系列共計25個目標化合物，包括：多胺類衍生物（I1-4）、二胺類衍生物（II1-6）、硝酸酯類衍生物（III1-6）、氨基酸類衍生物（IV1-9）。結構均經1H-NMR、13C-NMR和HR-MS/MS確認，為未見文獻報道的新化合物。
　　選取五種常見的革蘭氏陽性菌和陰性菌，對當前已合成的25個目

4、標化合物進行體外抗菌活性篩選。抑菌活性結果表明，多胺類衍生物I1-4以及氨基酸類衍生物IV1-9對革蘭氏陽性菌B.sub和S.aureus的抑菌活性尤為顯著，其中化合物I1、I4、IV1、IV2、IV3、IV5、IV6和IV7的活性與陽性藥物卡那霉素相當。化合物I1-3同時具有殺菌活性，其中化合物I1殺菌活性最好，I2和I3的活性次之。
　　采用MTT法測試化合物I1-4對正常人腎小管上皮細胞（HK2）和人子宮頸癌細胞（SIHA）

5、的細胞毒活性。研究發(fā)現(xiàn)，化合物I1-4對HK2和SIHA細胞的生存率沒有明顯的影響，因此化合物的抗菌或殺菌活性并非由細胞毒性引起。初步證實，此類衍生物在發(fā)揮抗菌作用時，對細胞基本無毒。
　　以目標化合物IV4為測試化合物，利用B.sub168、B.sub BS125、B.sub BS3在落射熒光顯微鏡下所顯熒光位置的不同，初步研究Ocotillol型衍生物的體外抗菌作用機制。結果表明此類衍生物發(fā)揮抗菌作用的靶點主要集中于細胞膜。<

6、br>　　為研究硝酸酯類衍生物（III1-6）抗菌活性與NO釋放量的關系，分別進行100μmol/L、500μmol/L兩個濃度下NO釋放量的測定。結果顯示，化合物III1-6均可在1-2 h內達到NO釋放量最高點，且具有濃度依賴性，但是NO釋放量較低，可能會影響其發(fā)揮抗菌作用。
　　利用Surflex-dock模塊虛擬研究化合物I1、I4、IV1、IV2、IV3、IV5、IV6和IV7的抗菌作用機制，數據表明此類衍生物對青霉素結

7、合蛋白和β-內酰胺酶具有一定的親和力，尤其是化合物IV3。因此，此類化合物的抗菌作用機制具有進一步研究價值。
　　根據體外抗菌活性篩選結果，初步總結25個衍生物抗菌活性的構效關系。先導化合物OR、OS、OE的E環(huán)結構對衍生物的抗菌活性影響較小，而脂肪族多胺側鏈以及氨基酸側鏈對3-OH修飾后可顯著提高各自先導化合物的體外抗菌活性。
　　本論文共設計合成4個系列25個衍生物，并對其進行了體外抗菌活性測定、細胞毒活性測試、抗菌作用