20(S)-原人參二醇新衍生物的設(shè)計(jì)、合成及抗菌活性研究.pdf

1、自青霉素發(fā)現(xiàn)以來，抗生素已有80多年歷史。然而細(xì)菌感染性疾病仍然嚴(yán)重威脅著人類健康，隨著臨床抗生素的推廣及不合理使用，細(xì)菌的耐藥性問題日益嚴(yán)重。因此，當(dāng)前急需結(jié)構(gòu)獨(dú)特的新型抗菌藥物以抵抗耐藥性細(xì)菌引起的感染，而從天然產(chǎn)物中尋找新型抗菌候選藥物已成為抗菌藥物研究發(fā)展的一個(gè)重要方向。
　　20(S)-原人參二醇（20(S)-PPD）是人參皂苷的主要活性成分之一，具有抗腫瘤、抗菌等活性。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)20(S)-PPD對(duì)革蘭氏陽性

2、菌S.aureus(16μg/mL)和B. sub（32μg/mL）以及革蘭氏陰性菌E. coli和A. baum（64μg/mL）表現(xiàn)出體外抑菌活性，具有抗菌研究價(jià)值。因此，本論文運(yùn)用半合成方法，通過結(jié)構(gòu)修飾對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，設(shè)計(jì)合成一系列20(S)-PPD衍生物，以期得到結(jié)構(gòu)新穎、高效低毒的新型抗菌化合物。
　　以人參二醇組總皂苷經(jīng)堿降解純化得到的20(S)-PPD為原料，在間氯過氧苯甲酸作用下環(huán)氧化，得到一對(duì)Ocotillo

3、l型差向異構(gòu)體OR和OS，20(S)-PPD經(jīng)三氧化鉻氧化得化合物OE。對(duì)先導(dǎo)化合物OR，OS，OE的3-OH進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，主要得到4個(gè)系列共計(jì)25個(gè)目標(biāo)化合物，包括：多胺類衍生物（I1-4）、二胺類衍生物（II1-6）、硝酸酯類衍生物（III1-6）、氨基酸類衍生物（IV1-9）。結(jié)構(gòu)均經(jīng)1H-NMR、13C-NMR和HR-MS/MS確認(rèn)，為未見文獻(xiàn)報(bào)道的新化合物。
　　選取五種常見的革蘭氏陽性菌和陰性菌，對(duì)當(dāng)前已合成的25個(gè)目

4、標(biāo)化合物進(jìn)行體外抗菌活性篩選。抑菌活性結(jié)果表明，多胺類衍生物I1-4以及氨基酸類衍生物IV1-9對(duì)革蘭氏陽性菌B.sub和S.aureus的抑菌活性尤為顯著，其中化合物I1、I4、IV1、IV2、IV3、IV5、IV6和IV7的活性與陽性藥物卡那霉素相當(dāng)?；衔颕1-3同時(shí)具有殺菌活性，其中化合物I1殺菌活性最好，I2和I3的活性次之。
　　采用MTT法測(cè)試化合物I1-4對(duì)正常人腎小管上皮細(xì)胞（HK2）和人子宮頸癌細(xì)胞（SIHA）

5、的細(xì)胞毒活性。研究發(fā)現(xiàn)，化合物I1-4對(duì)HK2和SIHA細(xì)胞的生存率沒有明顯的影響，因此化合物的抗菌或殺菌活性并非由細(xì)胞毒性引起。初步證實(shí)，此類衍生物在發(fā)揮抗菌作用時(shí)，對(duì)細(xì)胞基本無毒。
　　以目標(biāo)化合物IV4為測(cè)試化合物，利用B.sub168、B.sub BS125、B.sub BS3在落射熒光顯微鏡下所顯熒光位置的不同，初步研究Ocotillol型衍生物的體外抗菌作用機(jī)制。結(jié)果表明此類衍生物發(fā)揮抗菌作用的靶點(diǎn)主要集中于細(xì)胞膜。<

6、br>　　為研究硝酸酯類衍生物（III1-6）抗菌活性與NO釋放量的關(guān)系，分別進(jìn)行100μmol/L、500μmol/L兩個(gè)濃度下NO釋放量的測(cè)定。結(jié)果顯示，化合物III1-6均可在1-2 h內(nèi)達(dá)到NO釋放量最高點(diǎn)，且具有濃度依賴性，但是NO釋放量較低，可能會(huì)影響其發(fā)揮抗菌作用。
　　利用Surflex-dock模塊虛擬研究化合物I1、I4、IV1、IV2、IV3、IV5、IV6和IV7的抗菌作用機(jī)制，數(shù)據(jù)表明此類衍生物對(duì)青霉素結(jié)

7、合蛋白和β-內(nèi)酰胺酶具有一定的親和力，尤其是化合物IV3。因此，此類化合物的抗菌作用機(jī)制具有進(jìn)一步研究價(jià)值。
　　根據(jù)體外抗菌活性篩選結(jié)果，初步總結(jié)25個(gè)衍生物抗菌活性的構(gòu)效關(guān)系。先導(dǎo)化合物OR、OS、OE的E環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)衍生物的抗菌活性影響較小，而脂肪族多胺側(cè)鏈以及氨基酸側(cè)鏈對(duì)3-OH修飾后可顯著提高各自先導(dǎo)化合物的體外抗菌活性。
　　本論文共設(shè)計(jì)合成4個(gè)系列25個(gè)衍生物，并對(duì)其進(jìn)行了體外抗菌活性測(cè)定、細(xì)胞毒活性測(cè)試、抗菌作用