茶皂苷元缩氨基硫脲及其锌配合物的合成和抗氧化活性研究

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油茶皂素是从油茶籽粕中分离出来的一种五环三萜类皂苷,由有机酸、糖基、茶皂苷元配基三部分组成,具有抗菌、消炎、抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性。然而由于茶皂素分子量大、结构复杂、难以分离纯化,使其药理活性的应用受到了较大的限制。因此,本文对茶皂素进行水解,得到分子量小、结构简单、更易分离纯化且与茶皂素具有相似药理活性的茶皂苷元,并对茶皂苷元进行结构修饰,引入具有广泛生物活性和强配位能力的缩氨基硫脲基团,合成了茶皂苷元缩氨基硫脲及其锌配合物,采用体外抗氧化实验考察了茶皂苷元、茶皂苷元缩氨基硫脲及其锌配合物抗氧化活性,并通过分子对接模拟考察了三者对氧化应激防御信号通路中Keap1-Nrf2相互作用的抑制能力以及与表皮生长因子受体(EGFR)的结合能力。具体研究内容与成果如下:(1)采用大孔树脂吸附法对茶皂素粗品进行纯化,然后经过碱水解、酸水解,分别除去有机酸和糖基,得到茶皂苷元粗品。对茶皂苷元粗品进行萃取、重结晶、柱层析分离得到茶皂苷元纯品,并通过红外、紫外、元素分析、核磁确定了其结构。(2)以茶皂苷元、硫代氨基脲为原料,经脱水缩合得到茶皂苷元缩氨基硫脲,再将其与锌离子配位得到茶皂苷元缩氨基硫脲-锌配合物,并通过红外、紫外、元素分析、核磁确定了产物结构。采用单因素实验对反应条件进行优化,得茶皂苷元缩氨基硫脲的最优合成条件为:反应温度75℃,反应时间8 h,催化剂为冰乙酸,投料比为n茶皂苷元:n硫代氨基脲=1:1.2,产率达79.6%;茶皂苷元缩氨基硫脲-锌配合物的最优合成条件为:反应温度65℃,反应时间6 h,反应溶剂为甲醇,投料比为n配体:n二水合醋酸锌=1:0.6,产率达72.1%。(3)通过体外抗氧化实验测定了茶皂苷元清除DPPH、ABTS+、羟基自由基的IC50值分别为2.36 mg/m L、3.36 mg/m L、2.08 mg/m L,茶皂苷元缩氨基硫脲清除三种自由基的IC50值分别为0.66 mg/m L、0.46 mg/m L、0.68 mg/m L,茶皂苷元缩氨基硫脲-锌配合物清除三种自由基的IC50值分别为1.19 mg/m L、0.9 mg/m L、0.57 mg/m L。可以看出,茶皂苷元缩氨基硫脲及其锌配合物清除自由基的能力相较于茶皂苷元均有较大提升,且茶皂苷元缩氨基硫脲对DPPH、ABTS+自由基的清除活性要强于其锌配合物,两者对羟基自由基的清除效果相差不大。(4)采用分子对接模拟探究了茶皂苷元、茶皂苷元缩氨基硫脲以及茶皂苷元缩氨基硫脲-锌配合物与Keap1在Keap1-Nrf2结合域内的相互作用,研究其对Keap1-Nrf2相互作用的抑制能力,从而考察其对机体抗氧化能力的提升作用,结果表明:茶皂苷元、茶皂苷元缩氨基硫脲及其锌配合物与Keap1在Keap1-Nrf2结合域内对接的负相互作用能分别为18.53 kcal/mol、21.06 kcal/mol、39.40 kcal/mol,且三者均可以占据Nrf2的结合位点,从而诱导Nrf2的释放,增强机体抗氧化能力。(5)由于缩氨基硫脲类化合物具有广泛的抗肿瘤活性,本文采用分子对接模拟考察了茶皂苷元、茶皂苷元缩氨基硫脲以及茶皂苷元缩氨基硫脲-锌配合物与表皮生长因子受体EGFR之间的相互作用,从而研究其作为EGFR抑制剂的抗肿瘤活性,结果表明:茶皂苷元、茶皂苷元缩氨基硫脲及其锌配合物与EGFR对接的负相互作用能分别为42.92 kcal/mol、46.77 kcal/mol、102.7 kcal/mol,三者与EGFR之间均有较好的结合效果,都有望作为EGFR抑制剂来达到抗肿瘤疗效,且茶皂苷元缩氨基硫脲-锌配合物与EGFR之间产生的相互作用最多,其次是茶皂苷元缩氨基硫脲、茶皂苷元。
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