γ-氨基丁酸（GABA）代謝酶抑制劑的研究.pdf

1、γ-氨基丁酸(GABA)是哺乳動物中樞神經系統(tǒng)內的主要抑制性遞質。GABA的降解主要由GABA轉氨酶(GABA-T)催化，脫氨基生成琥珀酸半醛，再經琥珀酸半醛脫氫酶(SSADH)催化生成琥珀酸，進入三羧酸循環(huán)。增加腦內GABA濃度可以提高GABA能系統(tǒng)的神經抑制作用，進而可用于治療多種神經系統(tǒng)疾病如癲癇/帕金森病/亨廷頓舞蹈癥/Alzheimer病等，最近發(fā)現(xiàn)增加腦內GABA濃度還有阻斷藥物依賴的作用。一種增加GABA濃度的方法是設計可

2、通過血腦屏障并選擇性抑制GABA-T的化合物。因此GABA-T已經被確認為中樞神經系統(tǒng)藥物的靶點。在本論文中，確定了對羥基苯甲醛可以作為設計GABA-T和SSADH抑制劑的先導化合物，合成并評價了兩個對羥基苯甲醛類似物對GABA-T的不可逆抑制作用，研究了黃酮類化合物對這兩個酶的抑制作用。另外還研究了豆腐果苷磷脂復合物的制備/理化性質及藥代動力學。主要完成了以下研究工作： (1) 對羥基苯甲醛表現(xiàn)出對GABA-T強烈的競爭性抑制

3、(IC50=16.5 μmol、L)，這種抑制作用與α-酮戊二酸呈競爭性，與GABA呈非競爭性。對羥基苯甲醛也以競爭性的方式強烈地抑制SSADH(IC50=24.7 μmol、L)。這種抑制作用是由于對羥基苯甲醛與α-酮戊二酸及琥珀酸半醛的結構相似性和苯環(huán)的共軛作用導致的。初步的量子化學計算表明對羥基苯甲醛與α-酮戊二酸及琥珀酸半醛的結構相似性本質上是它們前線軌道的能量和形狀的相似。這些結果表明這兩個酶的活性位點可以接受苯環(huán)的存在，提示

4、對羥基苯甲醛可以作為先導化合物設計結構新穎的GABA-T和SSADH抑制劑。 (2) 考察了6類共17個對羥基苯甲醛類似物對GABA-T和SSADH的抑制作用，其中有8個對羥基苯甲醛類似物由本實驗室合成。包括對羥基苯甲醛總計18個化合物對GABA-T和SSADH的IC50值顯示出明顯的構效關系。對于GABA-T的抑制，酚羥基及其對位的羰基或氨甲基是關鍵的。對于SSADH的抑制，酚羥基及其對位的羰基是非常重要的。4-丙烯酰苯酚對G

5、ABA-T和SSADH的IC50分別為5.48 μmol、L和0.35 μmol、L，4-β-氯丙酰苯酚對GABA-T和SSADH的IC50分別為3.99 μmol、L和1.09 μmol、L，均表現(xiàn)出極好的抑制活性。對羥基苯甲胺是一個強有力的GABA-T抑制劑(IC50= 15.4 μmol、L)，與GABA呈競爭性關系，而與α-酮戊二酸呈非競爭性關系。推測了一個統(tǒng)一的機制解釋對羥基苯甲醛和對羥基苯甲胺對GABA-T的抑制。

6、(3) 4-丙烯酰苯酚以時間依賴的方式強烈的不可逆抑制GABA-T，其動力學參數為KI= 470 μmol、L，kinact= 0.061 min-1，kinact、KI= 0.129 (mmol、L)-1min-1。加入α-酮戊二酸可以保護這種不可逆抑制作用，表明這種抑制作用是發(fā)生在GABA-T的活性部位。巰基乙醇也可以保護這種抑制作用。提出了一種Michael加成機制解釋這種不可逆抑制作用。初步的量子化學計算結果也證實了Michae

7、l加成機制的合理性。這些結果為設計更有效的GABA-T抑制劑提供了新思路。 (4) 4-β-氯丙酰苯酚以時間依賴的方式強烈地不可逆抑制GABA-T，其動力學參數為KI= 24.3 μmol、L，kinact= 0.0467 min-1，kinact、KI= 1.88 (mmol、L)-1min-1。加入α-酮戊二酸可以保護這種不可逆抑制作用，表明這種抑制作用是發(fā)生在GABA-T的活性部位。巰基乙醇和谷胱甘肽可以保護這種不可逆抑制

8、作用。公認的GABA-T不可逆抑制機制不能解釋這個化合物的不可逆抑制作用，因此提出了一種親核取代機制解釋這種不可逆抑制作用。雖然這個不可逆抑制機制需要進一步研究確證，但這些結果表明除了公認的兩種機制還可以通過其他機制不可逆抑制GABA-T，這為設計新穎的GABA-T抑制劑提供了更廣闊的空間。 (5) 黃酮類化合物可以顯著地以劑量依賴的方式抑制GABA-T和SSADH。黃酮類化合物對GABA-T和SSADH的抑制表現(xiàn)出不同的構效關

9、系。在黃芩素/黃芩苷/野黃芩苷元/野黃芩苷/槲皮素/山奈酚和蘆丁等7個黃酮類化合物中，黃芩素是GABA-T最有效的抑制劑(IC50=12.8 μmol、L)，野黃芩苷元是SSADH最有效的抑制劑(IC50=7.2 μmol、L)。黃酮類化合物對GABA-T和SSADH的抑制是非競爭性的。這些結果提示黃酮類化合物對GABA-T和SSDAH的抑制作用可能是黃酮類化合物神經藥理作用的部分原因。 (6) 制備了豆腐果苷磷脂復合物，并通過

10、正交設計考察了反應物初始濃度/投料比例和反應時間等因素對復合率的影響，表明最佳制備工藝是室溫下以四氫呋喃為反應溶劑，豆腐果苷濃度為5 mg、mL，投料質量比例為1: 5，反應時間為2 h。X-射線衍射和差熱掃描分析表明復合物呈現(xiàn)無定型特征，并改變了原藥的相變特征；1H-NMR和IR顯示了豆腐果苷的糖羥基和醛基參與復合物的結合。磷脂復合物可以明顯改善豆腐果苷在水及正辛醇中的溶解性能。磷脂復合物可以顯著地提高豆腐果苷在大鼠體內的生物利用度。