酶促自組裝紫杉醇水凝膠的合成與應(yīng)用.pdf

1、紫杉醇是臨床上治療腫瘤的有效化療藥物，不僅對多種腫瘤具有顯著的抑制效應(yīng)，而且能顯著地增加腫瘤對放療的敏感性。所以針對紫杉醇的藥物設(shè)計研究一直是藥物合成研究的熱點，產(chǎn)生了大量的紫杉醇衍生藥物。這些藥物大多雖然具有與紫杉醇類似的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)效應(yīng)，但很少探究這些紫杉醇類似物的作用機制、毒副作用等是否與紫杉醇相似等問題。本研究合成了多肽鏈共價修飾的紫杉醇水凝膠，研究過程中發(fā)現(xiàn)其對神經(jīng)元分支的影響和紫杉醇具有統(tǒng)計學(xué)意義上的差異，這對紫杉醇衍生藥物

2、臨床應(yīng)用研究具有重要意義，故此我們開展了相關(guān)機制研究。
　　本研究首先合成了紫杉醇水凝膠因子—化合物1(FmocFFK(taxol)Y(H2PO3))，該因子在堿性磷酸酶的作用下，脫去磷酸根，形成化合物2(Fmoc-FFK(taxol)Y(OH))，在溶液中能自動聚集組裝成納米纖維結(jié)構(gòu)，從而形成超分子水凝膠。超分子水凝膠是小分子的凝膠因子通過非共價結(jié)合，如氫鍵、π-π堆積和靜電等作用，相互結(jié)合，形成具有一定形態(tài)的超分子，由于小分子

3、的生物兼容性較好，易代謝，故非常適宜于作藥物載體?；衔?酶促自組裝形成納米纖維結(jié)構(gòu)是化合物2通過氫鍵、π-π堆積或靜電相互堆積形成的納米纖維狀結(jié)構(gòu)，屬于超分子水凝膠。金屬負(fù)染冷凍電鏡觀察結(jié)果顯示，納米纖維直徑約為7.2納米，可能為一種中空的管狀結(jié)構(gòu)。
　　化合物1對C57BL/6胎鼠腦皮層神經(jīng)元突起的形成具有促進作用，與紫杉醇具有顯著的差異性，但兩者均能促進神經(jīng)元突起延長，導(dǎo)致神經(jīng)元突起總長度無顯著差異。為了探索造成這種差異在細(xì)

4、胞層次的機理，我們比較分析了化合物1和紫杉醇這兩種化合物在細(xì)胞毒性、細(xì)胞遷移、細(xì)胞內(nèi)微管聚集等方面的差異，結(jié)果顯示，兩者無顯著的統(tǒng)計學(xué)差異。為了進一步明確化合物1促進神經(jīng)元分支的機理，我們利用微管蛋白在正常體溫時組裝、在低溫時解組裝的這一特點，提取了大鼠腦組織的微管，開展了體外微管組裝實驗，實驗數(shù)據(jù)顯示兩者之間對微管體外組裝的速度有顯著影響:化合物1對微管體外組裝具有明顯的延遲效應(yīng)。這提示，微管衍生物可能不僅具有促進微管蛋白縱向上連接和

5、橫向上連接，還有可能在時間上具有延遲的效應(yīng)。為了確定是否是化合物1裂解后產(chǎn)生的影響，我們使用本實驗室?guī)в袩晒獾亩嚯逆溩仙即妓z化合物3(AC-Arg-Val-Arg-Arg-Cys(StBu)-Lys(taxol)-2-cyanobenzothiazole，CBT-Taxol）與微管結(jié)合蛋白已轉(zhuǎn)染紅色熒光蛋白的細(xì)胞進行共定位分析，分析結(jié)果顯示兩者共定位于細(xì)胞內(nèi)(R=9.1)，這說明化合物3至少有一部分是直接與微管結(jié)合的。據(jù)此我們推測化

6、合物1或者化合物2至少有部分可能是與微管直接相結(jié)合的?；衔?與紫杉醇促進神經(jīng)元分支上的差異，可能是與這部分化合物與微管蛋白相互作用的結(jié)果。
　　依據(jù)已有的數(shù)據(jù)和前人的工作，我們推測化合物1促神經(jīng)元分支的可能機制如下:化合物1在細(xì)胞內(nèi)通過酶解脫磷酸根形成化合物2并組裝成納米纖維結(jié)構(gòu)，這種納米纖維結(jié)構(gòu)一方面因為體積過大，在微管內(nèi)腔中可能影響其他蛋白酶的活動范圍，如乙酰化酶，或者超過兩根纖維本身就無法被接納的狀態(tài)，延遲微管組裝;另一方