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(duì)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(duì)放療的敏感性。所以針對(duì)紫杉醇的藥物設(shè)計(jì)研究一直是藥物合成研究的熱點(diǎn)，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(lèi)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(lèi)似物的作用機(jī)制、毒副作用等是否與紫杉醇相似等問(wèn)題。本研究合成了多肽鏈共價(jià)修飾的紫杉醇水凝膠，研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其對(duì)神經(jīng)元分支的影響和紫杉醇具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差異，這對(duì)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(kāi)展了相關(guān)機(jī)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(dòng)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(guò)非共價(jià)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。化合物1酶促自組裝形成納米纖維結(jié)構(gòu)是化合物2通過(guò)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(guān)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(duì)C57BL/6胎鼠腦皮層神經(jīng)元突起的形成具有促進(jìn)作用，與紫杉醇具有顯著的差異性，但兩者均能促進(jìn)神經(jīng)元突起延長(zhǎng)，導(dǎo)致神經(jīng)元突起總長(zhǎng)度無(wú)顯著差異。為了探索造成這種差異在細(xì)

4、胞層次的機(jī)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(wú)顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。為了進(jìn)一步明確化合物1促進(jìn)神經(jīng)元分支的機(jī)理，我們利用微管蛋白在正常體溫時(shí)組裝、在低溫時(shí)解組裝的這一特點(diǎn)，提取了大鼠腦組織的微管，開(kāi)展了體外微管組裝實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示兩者之間對(duì)微管體外組裝的速度有顯著影響:化合物1對(duì)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(jìn)微管蛋白縱向上連接和

5、橫向上連接，還有可能在時(shí)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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shuō)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(cè)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(jìn)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(cè)化合物1促神經(jīng)元分支的可能機(jī)制如下:化合物1在細(xì)胞內(nèi)通過(guò)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?yàn)轶w積過(guò)大，在微管內(nèi)腔中可能影響其他蛋白酶的活動(dòng)范圍，如乙?；?，或者超過(guò)兩根纖維本身就無(wú)法被接納的狀態(tài)，延遲微管組裝;另一方