毛兩面針中鵝掌楸堿金屬配合物的合成及抗腫瘤活性研究.pdf

1、本課題對廣西金秀大瑤山產(chǎn)的兩而針植物之亞利，毛兩面針進(jìn)行了抗腫瘤活性成分的分析，通過多次萃取和結(jié)晶等工藝分離得到親脂性生物堿；再以氯仿重結(jié)晶，從其中得到具有顯著抑菌活性和抗腫瘤活性的氧化阿樸啡類生物堿主成分-鵝掌楸堿(C<,17>H<,9>NO<,3>)，并結(jié)合IR、<'1>H-NMR、<'13>C—NMR及X射線單晶衍射分析對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)測定。 本文以鵝掌楸堿為配體，與多種具有潛在藥理活性的金屬離子進(jìn)行了配位合成研究，以期發(fā)揮

2、活性配體與金屬離子兩者的協(xié)同效應(yīng)，獲得具有明顯增強(qiáng)藥理活性的鵝掌楸堿金屬基化合物。合成研究涉及到Pt<'Ⅱ>、Ag<'Ⅰ>、Au<'Ⅲ>、Ru<'Ⅱ>、Mo<'Ⅵ>、Co<'Ⅱ>、Mn<'Ⅱ>、Fe<'Ⅱ>、Zn<'Ⅱ>、Cu<'Ⅱ>、Cu<'Ⅰ>、Sn<'Ⅳ>等金屬元素及Sm<'Ⅲ>、La<'Ⅲ>、Y<'Ⅲ>、Er<'Ⅲ>等稀土元素，并通過lR、<'1>H—NMR、<'13>C—NMR、ESI-MS、元素分析等譜學(xué)手段基本確定了Pt<

3、'Ⅱ>(兩種)、Au<'Ⅲ>(兩種)、Ru<'Ⅱ>、Zn<'Ⅱ>、Ag<'Ⅰ>、Mo<'Ⅵ>、Fe<'Ⅱ>、Mn<'Ⅱ>、Co<'Ⅱ>、Sn<'Ⅳ>,Cu<'Ⅰ>、Sm<'Ⅲ>等14個重要化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中的Pt<'Ⅱ>、Au<'Ⅲ>、Ru<'Ⅱ>、Zn<'Ⅱ>、Fe<'Ⅱ>、Mn<'Ⅱ>、Co<'Ⅱ>、Cu<'Ⅰ>、Sm<'Ⅲ>等9個化合物則通過X射線單晶衍射分析確定了晶體結(jié)構(gòu)，這為后續(xù)的光譜學(xué)和藥理學(xué)研究奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

4、 本課題首先對上述化合物進(jìn)行了抗腫瘤活性的系統(tǒng)篩選和重點(diǎn)測試。篩選結(jié)果初步顯示，Pt<'Ⅱ>、Ag<'Ⅰ>、Au<'Ⅲ>、Ru<'Ⅱ>、Mo<'Ⅵ>、Zn<'Ⅱ>、Sn<'Ⅳ>等金屬化合物均能夠表現(xiàn)出高于鵝掌楸堿配體的腫瘤細(xì)胞抑制活性；而Fe<'Ⅱ>、Co<'Ⅱ>、Mn<'Ⅱ>、Cu<'Ⅰ>等幾種化合物可能由于結(jié)構(gòu)原因而沒有表現(xiàn)出明顯的抑制活性。對上述較高活性的金屬化合物，本文選擇具有代表性的11種人類腫瘤細(xì)胞株進(jìn)行了較為系統(tǒng)的體外細(xì)胞

5、活性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，這些化合物大多表現(xiàn)出了高于配體的抗腫瘤活性，其中的兩個Au(Ⅲ)化合物3([L：H][AuCl<,4>])和4([AuL,Cl<,2>(OH)])、Pt(Ⅱ)化合物1([PtLCl<,2>])和Ag(1)化合物7([AgL<,2>].(NO<,3>).(H<,2>O))的活性較高，其中分別以溝而鍵合和插入鍵合方式與DNA相互作用的3和7的活性最佳，說明化合物分子對腫瘤細(xì)胞的作用機(jī)制是多方面的，腫瘤細(xì)胞屬于多靶點(diǎn)體系。

6、上述結(jié)果顯示出在這些金屬化合物中，會屬離子與鵝掌楸堿配體之間協(xié)同效應(yīng)的發(fā)揮是十分可能的，從而初步實(shí)現(xiàn)了本課題的研究目標(biāo)。 另一方面，由于鵝掌楸堿水溶性較差，限制了其金屬基化合物的深入研究。為此，本文對其進(jìn)行了磺化反應(yīng)的初步探索并得到了一條較理想的磺化路線，通過鹽析、萃取和柱層析等手段得到了水溶性明顯改善的磺化產(chǎn)物(LAS)。LAS經(jīng)IR、<'1>H—NMR分析，初步表明其在LA母體的4-，10-實(shí)現(xiàn)了磺酸二取代，從而使其具有了良

7、好的水溶性。對LAS與多種金屬鹽的配位研究表明其金屬配合物的水溶性亦明顯增大。通過溶劑熱法，獲得了LAS的Fe<'Ⅱ>、Co<'Ⅱ>、Ni<'Ⅱ>等3種配合物的單晶，但晶體結(jié)構(gòu)表明反應(yīng)過程中發(fā)生了偶合反應(yīng)。本文對LAS及其Fe<'Ⅱ>、Co<'Ⅱ>兩種金屬配合物也進(jìn)行了七種腫瘤株抑制活性的初步篩選。結(jié)果表明，盡管其水溶性均有所增強(qiáng)，但其活性幾乎喪失。這說明，兩個磺酸基團(tuán)的成功取代反而有可能對其活性位點(diǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，從而導(dǎo)致LAS與作用靶

8、點(diǎn)之間構(gòu)效關(guān)系的改變；此外，兩個對位磺酸基團(tuán)較人的空間位阻也應(yīng)是導(dǎo)致其失去活性的重要原因。 由于腫瘤細(xì)胞中的DNA大分子可能是藥物分子優(yōu)先作用的靶點(diǎn)，因此本文在抗腫瘤活性篩選的基礎(chǔ)上，選擇了鵝掌楸堿及其12個金屬化合物，通過紫外一可見光譜、液態(tài)熒光光譜、圓二色光譜及粘度分析等手段，從分子水平上較為系統(tǒng)地探討了它們與小牛胸腺DNA之間的相互作用機(jī)制。研究結(jié)果表明，鵝掌楸堿作為一個具有良好平面性和大π鍵環(huán)狀共軛體系的活性分子，能夠以

9、經(jīng)典的插入方式鍵合到DNA大分子的堿基對之間；而本文所合成的金屬化合物也大多能以插入鍵合方式對DNA分子產(chǎn)生作用，且與鵝掌楸堿配體相比往往具有更強(qiáng)的插入能力，如Ru(Ⅱ)化合物6([RuLCl<,2>(DMSO)<,2>])、Zn(Ⅱ)化合物5([ZnLCl(μ<,2>-Cl)]<,2>)、Au(Ⅲ)化合物4均表現(xiàn)出很強(qiáng)的插入鍵合能力，由此推測配體與金屬配位后，金屬離子在化合物與DNA大分子的相互作用中能夠發(fā)揮其特有的作用，如通過靜電結(jié)

10、合、氫鍵等方式與DNA分子骨架上的基團(tuán)產(chǎn)生作用，從而有助于配體分子對DNA的插入作用，這在合成的多種金屬化合物中有較好的體現(xiàn)。此外，在特殊的離子型Au(Ⅲ)化合物3中，配體的雜環(huán)N被質(zhì)子化，導(dǎo)致其光譜表現(xiàn)明顯不同于其他化合物，說明3可能以非插入鍵合方式與DNA分子產(chǎn)生作用；而在粘度滴定實(shí)驗(yàn)中，3能夠?qū)е翫NA溶液粘度反常地規(guī)律性降低，表明它應(yīng)以溝面鍵合方式作用于DNA雙鏈中的小溝部位，這也從側(cè)面表明配體分子中的雜環(huán)N原子是保持其對DNA