具有自組裝功能氨基甲酸酯的合成及其與乙酰膽堿酯酶相互作用.pdf

1、藥物發(fā)現(xiàn)是藥物研發(fā)的初始階段，是人們主動尋找和認(rèn)識物質(zhì)藥用價(jià)值的實(shí)踐過程。藥物發(fā)現(xiàn)包括藥物分子的設(shè)計(jì)、合成、藥物靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)、先導(dǎo)化合物的篩選和優(yōu)化等過程。 藥物設(shè)計(jì)進(jìn)入了一個(gè)新的階段，即合理藥物設(shè)計(jì)的階段。所謂合理藥物設(shè)計(jì)，是依據(jù)生物化學(xué)、酶學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、信息學(xué)以及計(jì)算化學(xué)等學(xué)科的研究成果，針對這些基礎(chǔ)研究中所揭示的包括酶、受體、離子通道以及核酸等潛在的藥物設(shè)計(jì)靶點(diǎn)，并參考其他內(nèi)源性配體或天然產(chǎn)物底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)特

2、征設(shè)計(jì)出合理的藥物分子，以發(fā)現(xiàn)選擇性作用于某種靶點(diǎn)的新藥，這是目前新藥發(fā)現(xiàn)的主要方向。 乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase，AChE)是一種絲氨酸水解酶，是脊椎和無脊椎動物正常的神經(jīng)傳導(dǎo)活動所必不可少的。而氨基甲酸酯類化合物是AChE的抑制劑。應(yīng)用當(dāng)今新穎的分子識別和相互作用研究技術(shù)，研究氨基甲酸酯與乙酰膽堿酯酶之間的分子識別作用，對于發(fā)現(xiàn)新型的乙酰膽堿酯酶抑制劑、建立新型的分子識別作用研究平臺具有重要意義。

3、 自組裝膜(Self-Assembled Monolayers，SAMs)修飾電極在研究生物大分子之間以及生物大分子與小分子間的相互作用中具有重要應(yīng)用。近年來通過自組裝膜將生物活性分子如：酶、抗體、細(xì)胞等固定在電極表面，從而制成各類生物傳感器，在化學(xué)、生物、臨床診斷以及環(huán)境檢測、尤其是生物分子識別作用研究等方面應(yīng)用廣泛?；谧越M裝膜技術(shù)的分子識別作用研究對于新型藥物的發(fā)現(xiàn)具有重要作用。 本文以氨基甲酸酯類乙酰膽堿酯酶抑制

4、劑的分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)合成了四種具有自組裝功能的氨基甲酸酯類化合物(分子結(jié)構(gòu)式：Scheme 1)。在金電極上構(gòu)建氨基甲酸酯的自組裝體系，用電化學(xué)方法對上述修飾電極的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行研究，用表面等離子共振(SPR)光譜技術(shù)測定了四種化合物與不同蛋白的相互作用，并與生物活性測定進(jìn)行比較。建立了一種藥物發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头椒ǎ?1)在靶標(biāo)酶已知的情況下，以先導(dǎo)化合物為基礎(chǔ)，通過合理設(shè)計(jì)與合成，得到候選藥物。用SPR、電化學(xué)方法測定其與靶標(biāo)的結(jié)合

5、動力學(xué)和藥效等數(shù)據(jù)。(2)對已經(jīng)確有生物活性的候選藥物，通過界面固定，用SPR、電化學(xué)方法研究其與不同的可能作用靶標(biāo)相互作用，尋找其作用靶標(biāo)。 主要內(nèi)容如下： 1：合成了三種具有二硫鍵自組裝功能的氨基甲酸酯(4，8，11)以及一種含生物素(Biotin)的具有自組裝功能的氨基甲酸酯(15)。采用<'1>HMMR、MS、IR等對中間體和目標(biāo)產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。 2：對于三種具有二硫鍵自組裝功能的化合物(4，8，1

6、1)，采用界面自組裝膜技術(shù)將其修飾到金電極上；對于含Biotin的氨基甲酸酯，采用界面逐層自組裝技術(shù)將其修飾到金電極上。用循環(huán)伏安和電化學(xué)交流阻抗對上述自組裝膜修飾電極進(jìn)行了表征，初步研究了這些自組裝膜的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，這些具有自組裝功能的藥物分子都能成功地組裝到電極上，逐層自組裝得到的自組裝膜(15)的覆蓋度比自組裝單層膜(4，8，11)的高。自組裝單層膜中，相同結(jié)構(gòu)的化合物分子自組裝體系的覆蓋度隨著醚鏈長度的增加而增加．。

7、3：測定了四種氨基甲酸酯化合物的活體生物活性，并與采用SPR技術(shù)實(shí)時(shí)檢測自組裝膜界面的四種氨基甲酸酯與AChE的相互作用動力學(xué)數(shù)據(jù)相比較。研究結(jié)果表明，所合成的四種氨基甲酸酯化合物均具有一定的殺蟲活性。其中，含Biotin的氨基甲酸酯(15)殺蟲活性是這四種化合物中活性最高的，對蚜蟲作用效果達(dá)到73.3％，與SPR測得的離體生物活性數(shù)據(jù)的趨勢一致。對于單純自組裝膜(4，8，11)修飾電極，SPR檢測到化合物(8)與AChE的特異性作用效