染料木素化學(xué)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(yù)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(qiáng)的首過(guò)效應(yīng)，導(dǎo)致其生物利用度低，難以達(dá)到臨床應(yīng)用治療疾病的目的。因此，本論文以染料木素為先導(dǎo)化合物，對(duì)其羥基進(jìn)行了化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾，研究了新的染料木素化學(xué)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(jìn)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(guò)效應(yīng)出發(fā)，本論文針對(duì)性地選擇乳糖和阿魏酸分別對(duì)染料木素進(jìn)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(gè)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(yīng)合成得到兩個(gè)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(yīng)條件。所有新化合物均經(jīng)IR，MS，1HNMR和13CNMR進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確證。
　　 對(duì)染料木素及其化學(xué)修飾物清除DPPH·和羥基自由基、抑制超氧自由基以及保護(hù)DNA免受羥基自由基損傷的能力，進(jìn)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(qiáng)于糖苷化修飾物。染料木素經(jīng)酯化修飾后對(duì)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(duì)超氧自由基的抑制率均低于其母體苷元，甚至呈現(xiàn)負(fù)抑制。染料木素及其化學(xué)修飾物均具有較強(qiáng)的保護(hù)DNA免受羥基自由基損傷的能力，其作用機(jī)制不僅與化合物清除羥基自由基的能力有關(guān)，還可能受其它因素的影響。
　　 在模擬動(dòng)物體生理?xiàng)l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(xué)修飾物與BSA的相互作用。結(jié)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(duì)BSA熒光的猝滅機(jī)理為靜態(tài)猝滅與化合物內(nèi)濾效應(yīng)的共同作用；染料木素酯化修飾物對(duì)BSA內(nèi)源熒光的猝滅，則是一個(gè)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)猝滅并存的過(guò)程，僅在低濃度時(shí)表現(xiàn)為靜態(tài)猝滅。各化合物與BSA自發(fā)地發(fā)生了結(jié)合。染料木素經(jīng)酯化修飾后，與BSA的結(jié)合能力增強(qiáng)，而糖苷化修飾則不利于化合物與BSA的結(jié)合。根據(jù)熱力學(xué)參數(shù)值推測(cè)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(gè)二取代修飾物則主要是氫鍵和范德華力共同作用的結(jié)果。根據(jù)F(o)rster能量轉(zhuǎn)移理論，計(jì)算了染料木素及其化學(xué)修飾物與BSA結(jié)合時(shí)的作用距離，結(jié)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(shí)利用同步熒光光譜法，考察了染料木素及其化學(xué)修飾物對(duì)BSA構(gòu)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(gòu)象發(fā)生變化外，其它化學(xué)修飾物與BSA之間的結(jié)合對(duì)BSA的構(gòu)象均不產(chǎn)生影響。
　　 為了研究染料木素及其化

7、學(xué)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(fù)合物的結(jié)構(gòu)模型，并且用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法動(dòng)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(xué)修飾物與ctDNA之間可能的作用方式并計(jì)算出結(jié)合常數(shù)。結(jié)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(jié)合，染料木素7-乙酰阿魏酸酯與ctDNA之間具有較強(qiáng)的作用，其結(jié)合常數(shù)為2.81×106L

8、·mol-1，結(jié)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(jié)合常數(shù)為1.19×104L·mol-1，主要以溝槽方式相結(jié)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(duì)染料木素乳糖苷修飾物進(jìn)行了抗癌活性的熒光初篩；并進(jìn)一步采用MTT比色法考察了兩個(gè)染料木素一取代乳糖苷對(duì)人肝癌SMMC-7721細(xì)胞和人乳腺癌MCF-7細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用。結(jié)果表明，熒光篩選法結(jié)果與體外