生物體內(nèi)源性高活性物質(zhì)NAE-NAPE（N-?；掖及?N-酰基磷脂酰乙醇胺）衍生物的合成及其生物活性.pdf

1、磷脂是膜的主要組成成分，對(duì)膜的結(jié)構(gòu)完整、膜的離子傳輸和分子識(shí)別等功能的正常發(fā)揮以及依賴(lài)于磷脂的蛋白質(zhì)系統(tǒng)的活性等都起著決定作用。磷脂還是眾多信息分子前體的儲(chǔ)備形勢(shì)，參與了細(xì)胞的信息傳遞過(guò)程。磷脂在磷脂酶的作用下，水解產(chǎn)生第二信使物質(zhì)，這些第二信使作用于不同靶標(biāo)，引起生物化學(xué)和生理變化，從而使得細(xì)胞調(diào)整自己的反應(yīng)系統(tǒng)，適應(yīng)環(huán)境的變化。植物體內(nèi)廣泛存在的一種微量?jī)?nèi)源成分N-?；掖及?N-acylethanolamine,NAE)是膜磷脂N

2、-?；字Ｒ掖及?N-acylphosphatidylethanolamine，NAPE)的代謝產(chǎn)物，大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明NAE可能是植物系統(tǒng)中的一種內(nèi)源信號(hào)物質(zhì)，參與了導(dǎo)致植物防衛(wèi)反應(yīng)的信號(hào)傳導(dǎo)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)還表明NAE能抑制木聚糖酶引發(fā)的堿化效應(yīng)，對(duì)幼苗初生根伸長(zhǎng)、側(cè)根形成和根毛形成具有顯著的生理/形態(tài)影響，并且能有效地延長(zhǎng)花卉的保鮮時(shí)間。但是NAE分子結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)的脂肪鏈決定了其親脂性高、親水性差，因而NAE對(duì)植物表皮穿透能力好，而在植物

3、體內(nèi)傳導(dǎo)能力差，從而影響了其活性的發(fā)揮。為了改善NAE的理化性質(zhì)，獲得新的廣譜高效的生物活性分子，我們對(duì)NAE進(jìn)行了修飾和衍生。 鑒于NAE在生物體內(nèi)的前體是以磷酸酯的形式存在的，而有機(jī)磷化合物在植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)方面有著廣泛的應(yīng)用，我們首先將氮芥磷?；隢AE分子中，合成了O-取代苯基O-(2-硬脂酰胺)乙基N,N-二(2-氯乙基)磷酰胺系列，并對(duì)目標(biāo)化合物的生物活性進(jìn)行了測(cè)試。合成中發(fā)現(xiàn)DMAP對(duì)反應(yīng)起著關(guān)鍵的催化作用，當(dāng)加入催

4、化量的DMAP時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)率最高。同時(shí)還分離得到了反應(yīng)的副產(chǎn)物N-(2-氯乙基)硬脂酰胺，并探討了反應(yīng)機(jī)理。生測(cè)結(jié)果表明，目標(biāo)化合物對(duì)黃瓜子葉擴(kuò)張有一定的促進(jìn)作用，部分化合物的殺菌活性?xún)?yōu)于N-硬脂酰乙醇胺。 另外，由于大多數(shù)活性結(jié)構(gòu)和活性化合物的磷酸酯具有優(yōu)良的活性，而且O-取代苯基磷酸酯系列具有廣泛的生物活性，因而我們合成了一系列O-乙基O-取代苯基O-(2-硬脂酰胺)乙基磷酸酯，生測(cè)結(jié)果表明，苯環(huán)上有甲基取代時(shí)，所得到的目標(biāo)化

5、合物具有較好的活性，而且部分化合物與母體化合物相比，殺菌活性大幅度增長(zhǎng)。 由于芳氧乙酸具有良好的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性，而其分子中的羧基限制了其穿透植物表皮的能力，因而我們將芳氧乙酸和NAE結(jié)合到同一個(gè)分子中，合成了一系列N-脂肪酰基O-芳氧乙?；掖及罚瑢?duì)其活性進(jìn)行了測(cè)試，并與母體化合物NAE18以及2,4-D的活性進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大部分目標(biāo)化合物的活性?xún)?yōu)于母體化合物，特別是苯環(huán)上有氯取代的化合物活性更佳。而且目標(biāo)化合物具有比N

6、AE更好的溶解性能。 NAE在生物體內(nèi)的前體NAPE是一種微量膜磷脂，在生物或非生物脅迫下NAPE的合成和代謝被激活，從而起著保護(hù)細(xì)胞膜和信號(hào)傳導(dǎo)的作用。NAPE在生物體內(nèi)含量甚微、提取困難，目前尚無(wú)NAPE的化學(xué)合成報(bào)道，因而對(duì)NAPE的化學(xué)合成研究有利于推動(dòng)對(duì)其在生物體內(nèi)功能、作用和代謝機(jī)制的研究。 我們以D-甘露醇為原料，合成得到了NAPE的乙酯。首先用苯甲醛和芐氯分別保護(hù)D-甘露醇上的羥基，得到的1，3∶4,6-

7、二-氧-苯亞甲基-2,5-二-氧-芐基-D-甘露醇V-2在甲醇中經(jīng)硫酸催化脫保護(hù)、高碘酸裂解及保護(hù)醛基等步驟，生成甘油手性子(R)-2-氧-芐基甘油二甲基縮醛V-3。向V-3中引入月桂?；?，脫保護(hù)并還原，制備得到的(S)-3-氧-月桂?；?2-氧-芐基甘油V-5用乙氧基磷酰二氯使其與NAE偶連，合成了O-乙基O-(2-月桂酰胺)乙基O-[(R)-2-O-芐基-3-O-月桂?；鵠甘油磷酸酯V-6。V-6經(jīng)氫解脫芐基和油酸?；?，生成NA

8、PE的磷酸乙酯O-乙基O-(2-月桂酰胺)乙基O-[(R)-2-O-油酰基-3-O-月桂?；视蚞磷酸酯V-8。曾嘗試用各種方法將磷上的乙氧基變?yōu)榱u基，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間大量實(shí)驗(yàn)摸索后，發(fā)現(xiàn)中間體不穩(wěn)定而未獲得成功。 除此以外，研究表明，修飾磷脂的不同部位，其活性會(huì)隨之改變。若改變磷脂頭基，可以制得新的生物活性分子以及特定的生物兼容的表面活性劑。因此為了尋找新的活性化合物，我們使含不同長(zhǎng)度的脂肪?；?S)-3-氧-脂肪酰基-2-氧-芐基

9、甘油V-5與烷氧基磷酰二氯進(jìn)行反應(yīng)，合成了八個(gè)(R)-3-O-脂肪?；?2-O-芐基甘油二烷基磷酸酯，同時(shí)還將不同取代的苯磺酰氯以及甲磺酰氯引入V-5中，制備了八個(gè)(R)-3-O-月桂酰基-2-O-芐基甘油磺酸酯，并對(duì)這十六個(gè)化合物的生物活性進(jìn)行了測(cè)試。 為了進(jìn)一步了解NAE在植物生長(zhǎng)過(guò)程中的生理功能，我們研究了N-月桂酰乙醇胺對(duì)香石竹切花瓶插效應(yīng)以及切花衰老進(jìn)程中細(xì)胞膜離子滲漏程度及膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛生成的影響。結(jié)果表明，在

10、切花發(fā)育衰老進(jìn)程中，NAE(12∶0)能通過(guò)保護(hù)細(xì)胞膜完整性、降低膜脂過(guò)氧化作用而起到延衰作用，且主要是在切花初萎期前發(fā)揮作用，生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明切花開(kāi)放期明顯延長(zhǎng)。 綜上所述，NAE/NAPE在植物體內(nèi)具有顯著的生理作用，我們以NAE/NAPE作為先導(dǎo)化合物，對(duì)它們進(jìn)行衍生，合成了包括中間體在內(nèi)的六十三個(gè)新化合物，所有新化合物均用核磁以及元素分析表征了結(jié)構(gòu)。同時(shí)還對(duì)每個(gè)系列的化合物進(jìn)行了生物活性測(cè)試，結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)衍生后，部分新