染料木素化學修飾物的合成及其生理活性研究.pdf

1、染料木素(5，7，4'-三羥基異黃酮)是自然界廣泛存在的植物雌激素異黃酮，具有預防乳腺癌、前列腺癌、心血管疾病以及女性更年期綜合癥等多種生理活性。然而，由于染料木素的親脂性、親水性均較弱，存在強的首過效應，導致其生物利用度低，難以達到臨床應用治療疾病的目的。因此，本論文以染料木素為先導化合物，對其羥基進行了化學結構修飾，研究了新的染料木素化學修飾物的抗氧化活性，以及其與牛血清白蛋白(BSA)和小牛胸腺DNA(ctDNA)之間的相互作用，

2、并進行了抗癌活性篩選。
　　 從改善染料木素的溶解性、提高其靶向性、阻斷其首過效應出發(fā)，本論文針對性地選擇乳糖和阿魏酸分別對染料木素進行了糖苷化和酯化修飾。利用相轉(zhuǎn)移催化法首次選擇性地合成了三個染料木素乳糖苷修飾物——染料木素4'-O-β-吡喃乳糖苷、染料木素7-O-β-吡喃乳糖苷和染料木素7，4'-二-O-β-吡哺乳糖苷；采用Schotten-Bamann反應合成得到兩個染料木素酯化修飾物——染料木素7-乙酰阿魏酸酯和染料木素

3、7，4'-二-乙酰阿魏酸酯，并優(yōu)化了其合成的反應條件。所有新化合物均經(jīng)IR，MS，1HNMR和13CNMR進行了結構確證。
　　 對染料木素及其化學修飾物清除DPPH·和羥基自由基、抑制超氧自由基以及保護DNA免受羥基自由基損傷的能力，進行了比較研究。染料木素經(jīng)糖苷化和酯化修飾后，其清除DPPH·和羥基自由基的能力均有所提高，且酯化修飾物的清除能力又強于糖苷化修飾物。染料木素經(jīng)酯化修飾后對超氧自由基的抑制能力有所提高，而糖苷化修

4、飾則不然；由于自氧化作用的影響，染料木素的乳糖苷修飾物對超氧自由基的抑制率均低于其母體苷元，甚至呈現(xiàn)負抑制。染料木素及其化學修飾物均具有較強的保護DNA免受羥基自由基損傷的能力，其作用機制不僅與化合物清除羥基自由基的能力有關，還可能受其它因素的影響。
　　 在模擬動物體生理條件下，采用紫外-可見光譜法和熒光光譜法研究了染料木素及其化學修飾物與BSA的相互作用。結果表明，染料木素及其乳糖苷和酯化修飾物均能使BSA的內(nèi)源熒光發(fā)生猝滅

5、。染料木素及其乳糖苷對BSA熒光的猝滅機理為靜態(tài)猝滅與化合物內(nèi)濾效應的共同作用；染料木素酯化修飾物對BSA內(nèi)源熒光的猝滅，則是一個靜態(tài)和動態(tài)猝滅并存的過程，僅在低濃度時表現(xiàn)為靜態(tài)猝滅。各化合物與BSA自發(fā)地發(fā)生了結合。染料木素經(jīng)酯化修飾后，與BSA的結合能力增強，而糖苷化修飾則不利于化合物與BSA的結合。根據(jù)熱力學參數(shù)值推測出，染料木素及其一取代乳糖苷修飾物與BSA之間的作用力類型以疏水作用力為主：染料木素7-乙酰阿魏酸酯以靜電作用力為

6、主；而兩個二取代修飾物則主要是氫鍵和范德華力共同作用的結果。根據(jù)F(o)rster能量轉(zhuǎn)移理論，計算了染料木素及其化學修飾物與BSA結合時的作用距離，結果表明BSA與化合物之間均發(fā)生了非輻射能量轉(zhuǎn)移。同時利用同步熒光光譜法，考察了染料木素及其化學修飾物對BSA構象的影響。除了染料木素和染料木素7-O-β-吡喃乳糖苷使BSA的構象發(fā)生變化外，其它化學修飾物與BSA之間的結合對BSA的構象均不產(chǎn)生影響。
　　 為了研究染料木素及其化

7、學修飾物與小牛胸腺DNA(ctDNA)的相互作用，首次建立了染料木素7-O-β-吡喃乳糖苷與ctDNA復合物的結構模型，并且用分子動力學模擬的方法動態(tài)地考察了他們之間的相互作用；采用紫外光譜法、熒光光譜法及粘度法，探討了染料木素及其化學修飾物與ctDNA之間可能的作用方式并計算出結合常數(shù)。結果表明，染料木素及其乳糖苷修飾物均主要以溝槽方式與DNA結合，染料木素7-乙酰阿魏酸酯與ctDNA之間具有較強的作用，其結合常數(shù)為2.81×106L

8、·mol-1，結合模式主要為嵌插作用；染料木素7,4'-二-乙酰阿魏酸酯與ctDNA之間作用較弱，其結合常數(shù)為1.19×104L·mol-1，主要以溝槽方式相結合。
　　 采用溴化乙錠(EB)為熒光探針示蹤藥物與DNA的相互作用，對染料木素乳糖苷修飾物進行了抗癌活性的熒光初篩；并進一步采用MTT比色法考察了兩個染料木素一取代乳糖苷對人肝癌SMMC-7721細胞和人乳腺癌MCF-7細胞生長的抑制作用。結果表明，熒光篩選法結果與體外