哌嗪衍生物的金屬配合物的合成、晶體結構、生物活性與分子模擬對接研究.pdf

1、自1971年，順鉑（順式二氯二氨合鉑）成功應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，成為生物無機化學領域的研究熱點。尿素酶是一種含有金屬鎳的金屬酶，對動植物均會帶來一定的消極作用。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)的有機化學脲酶抑制劑藥物具有一定的毒副作用、抑制機理不明確等缺陷。因此，尋求高效、抑制機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，本文設計并合成了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，獲得9個新型單核的金屬配合物，利用元素分析、紅外光譜、X-單晶衍射等進行結構表征。我們測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制。最后檢測了所篩選出的化合物的血清蛋白結合能力和體外細胞毒性，

3、對他們的臨床應用價值進行評估。主要工作總結如下：
　　合成了3個基于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個基于2-{4

4、-[雙(對氟苯基)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-單晶衍射進行表征。9個配合物均是單核結構，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四面體構型和六配位的準八面體的構型，這可能與不同的配體有關

5、。檢測了配體 L1、L2、L3及配合物1-9的脲酶抑制活性，配體L1、L2和L3均無脲酶抑制活性，然而當與銅離子配位后均顯示了很強的脲酶抑制活性，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)于陽性對照AHA（IC50=26.99±1.43μM）。為了更好地說明化合物與脲酶的抑制機制，我們對配合物1、4、7和脲酶（PDB code:3LA4）做了分子模擬對接和動力學研究。

6、結果表明1是脲酶的競爭性抑制劑，通過分子間氫鍵、靜電作用力和疏水作用力結合在脲酶的活性中心口袋，產(chǎn)生抑制效果。4是脲酶的反競爭性抑制劑，通過結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構，導致其失活。7是脲酶的混合性抑制劑，不僅能夠結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構，導致其失活；還可以結合在脲酶的活性中心，阻止底物跟脲酶結合。值得指出的是當有機配體側鏈都含有吸電子基團的時候，側鏈基團小的脲

7、酶抑制活性強（1>7）；當側鏈基團都很小時，帶有強電子親和性基團的配體表現(xiàn)出較弱的脲酶抑制活性（4>1）。該結果表明，金屬配合物的脲酶抑制活性不僅跟有機配體的種類、性質(zhì)等有關，還跟中心離子的種類有關，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，我們還檢測了配合物1、4和7與兩種血清蛋白結合能力以及體外細胞毒性。結果表明，三者均具有良好的牛血清白蛋白（BSA）和人血清白蛋白（