哌嗪衍生物的金屬配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)、生物活性與分子模擬對(duì)接研究.pdf

1、自1971年，順鉑（順式二氯二氨合鉑）成功應(yīng)用于臨床癌癥治療后，具有生物功能的金屬配合物作為可能的新型治療藥物，成為生物無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。尿素酶是一種含有金屬鎳的金屬酶，對(duì)動(dòng)植物均會(huì)帶來(lái)一定的消極作用。因此，利用脲酶抑制劑抑制尿素酶活性具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)脲酶抑制劑藥物具有一定的毒副作用、抑制機(jī)理不明確等缺陷。因此，尋求高效、抑制機(jī)理明確的金屬配合物型的脲酶抑制劑十分重要。
　　哌嗪類衍生物具有抗菌、抗腫瘤、抗

2、精神病、抑制心血管、抗糖尿病、治療阿茲海默癥等多種生物活性。本課題組之前的研究表明，以含 N雜環(huán)為配體的金屬配合物具有良好的脲酶抑制活性。據(jù)此，本文設(shè)計(jì)并合成了3種含哌嗪環(huán)的羧酸類化合物,并以此為配體與多種過渡金屬鹽反應(yīng)，獲得9個(gè)新型單核的金屬配合物，利用元素分析、紅外光譜、X-單晶衍射等進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。我們測(cè)試所有獲得的化合物的體外刀豆脲酶抑制活性，并研究了他們的脲酶抑制機(jī)制。最后檢測(cè)了所篩選出的化合物的血清蛋白結(jié)合能力和體外細(xì)胞毒性，

3、對(duì)他們的臨床應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。主要工作總結(jié)如下：
　　合成了3個(gè)基于2-[4-(3,4-二氯苯基)哌嗪基]乙酸（L1）的金屬配合物，[Cu(L1)2·H2O](1)，[Ni(L1)2·2H2O](2),[Cd(L1)2·2H2O](3)；3個(gè)基于2-[4-(2-甲氧基苯基)哌嗪基]乙酸（ L2）的金屬配合物，[Cu(L2)2·2H2O](4),[Ni(L2)2·2H2O](5),[Cd(L2)2·2H2O](6)；3個(gè)基于2-{4

4、-[雙(對(duì)氟苯基)甲基]哌嗪基}乙酸（L3）的金屬配合物，[Cu(L3)2(H2O)](7),[Zn(L3)2(H2O)2]·CH3OH·1.5H2O(8),[Ni(L3)2(H2O)1.8]·CH3OH·1.2H2O(9)，并且利用元素分析、紅外光譜和 X-單晶衍射進(jìn)行表征。9個(gè)配合物均是單核結(jié)構(gòu)，分別屬于單斜、三斜和正交晶系，中心金屬離子主要以六配位為主。銅離子存在五配位的準(zhǔn)四面體構(gòu)型和六配位的準(zhǔn)八面體的構(gòu)型，這可能與不同的配體有關(guān)

5、。檢測(cè)了配體 L1、L2、L3及配合物1-9的脲酶抑制活性，配體L1、L2和L3均無(wú)脲酶抑制活性，然而當(dāng)與銅離子配位后均顯示了很強(qiáng)的脲酶抑制活性，它們（1、4、7）的半數(shù)抑制濃度分別為8.17±0.91，2.25±0.35，和11.23±3.31μM，明顯優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照AHA（IC50=26.99±1.43μM）。為了更好地說(shuō)明化合物與脲酶的抑制機(jī)制，我們對(duì)配合物1、4、7和脲酶（PDB code:3LA4）做了分子模擬對(duì)接和動(dòng)力學(xué)研究。

6、結(jié)果表明1是脲酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，通過分子間氫鍵、靜電作用力和疏水作用力結(jié)合在脲酶的活性中心口袋，產(chǎn)生抑制效果。4是脲酶的反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，通過結(jié)合在脲酶的非活性中心的必需氨基酸殘基上，從而改變脲酶的三維結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其失活。7是脲酶的混合性抑制劑，不僅能夠結(jié)合在脲酶的非活性中心的必需氨基酸殘基上，從而改變脲酶的三維結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其失活；還可以結(jié)合在脲酶的活性中心，阻止底物跟脲酶結(jié)合。值得指出的是當(dāng)有機(jī)配體側(cè)鏈都含有吸電子基團(tuán)的時(shí)候，側(cè)鏈基團(tuán)小的脲

7、酶抑制活性強(qiáng)（1>7）；當(dāng)側(cè)鏈基團(tuán)都很小時(shí)，帶有強(qiáng)電子親和性基團(tuán)的配體表現(xiàn)出較弱的脲酶抑制活性（4>1）。該結(jié)果表明，金屬配合物的脲酶抑制活性不僅跟有機(jī)配體的種類、性質(zhì)等有關(guān)，還跟中心離子的種類有關(guān)，并且跟同類研究相比，1、4和7顯示了相似甚至是更好的脲酶抑制活性。
　　為了尋求潛在的臨床脲酶抑制劑，我們還檢測(cè)了配合物1、4和7與兩種血清蛋白結(jié)合能力以及體外細(xì)胞毒性。結(jié)果表明，三者均具有良好的牛血清白蛋白（BSA）和人血清白蛋白（