靶向小窝蛋白-1的二苯甲酰甲烷类卤酚的设计、合成及生物活性

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目的:本论文旨在以小窝蛋白-1(Caveolin-1,CAV-1)为靶标,以课题组前期获得的二苯甲酮类溴酚2,4’,5’-三羟基-5,2’-二溴二苯甲酮(LM49)为先导化合物,将二苯甲酮骨架替换为二苯甲酰甲烷,设计合成系列二苯甲酰甲烷类卤酚化合物。LM49具有抗大鼠急性肾盂肾炎等多种药理活性,其机制与抗氧化和抗炎有关。因此将目标化合物与炎症、氧化应激相关蛋白CAV-1进行分子模拟对接,预测其生物活性。通过采用生物膜干涉技术(Biolayer interferometry,BLI)定量研究其与CAV-1的相互作用,并探讨其抗炎、抗氧化活性,以期获得结构新颖,高效低毒的新型卤酚化合物。方法:(1)以LM49为先导化合物,在二苯甲酰甲烷母核上引入卤素、酚羟基、烷基等基团,设计合成系列新型二苯甲酰甲烷类卤酚,并采用Sybyl X-2.0软件,通过与CAV-1蛋白进行分子对接,比较其与CAV-1蛋白结合的紧密程度并预测可能的结合位点;(2)以取代的邻羟基苯乙酮和取代的苯甲酰氯为原料,经贝克-文卡塔拉曼(Baker-ventaraman)重排、脱甲基等反应合成目标化合物,并采用~1H NMR、13C NMR、ESI-MS确证其结构;(3)采用BLI技术对目标化合物与CAV-1的结合动力学过程进行实时监测,检测二者的结合特异性,并使用Forte Bio Data Analysis软件计算结合解离常数,定量研究其亲和力大小;(4)建立LPS诱导的RAW264.7细胞炎症模型,采用MTT法测定化合物对RAW264.7细胞活力的影响;采用Griess法检测化合物对LPS诱导的RAW264.7细胞上清液中NO释放的影响;采用ELISA法测定化合物对LPS诱导的RAW264.7细胞上清液中炎症因子IL-6、IL-1β、i NOS和COX-2释放量的影响,评价目标化合物的抗炎能力;(5)采用DPPH法及ABTS法评价目标化合物的抗氧化能力。结果:(1)与CAV-1的分子对接结果显示,目标化合物可在其结合口袋内与Ser、Leu、Phe等氨基酸残基形成氢键,12个化合物打分高于7.0,含邻二甲氧基、邻二酚羟基、三氟甲基、叔丁基和乙基的化合物预测活性较好;(2)共合成了32个目标化合物,其中30个未见文献报道,所有化合物均通过~1H NMR、13C NMR、ESI-MS进行了结构确证;(3)BLI实验结果表明有13个目标化合物与CAV-1的结合显示出明确的浓度依赖性,平衡解离常数(KD)值在10-4~10-7mol/L范围内,其中10个化合物的亲和力与先导化合物LM49相当(KD值为3.79×10-5mol/L)。(4)体外抗炎活性研究表明,16个目标化合物在20μM浓度下对RAW264.7细胞无明显毒性,化合物A9、A12、A14可剂量依赖性的抑制LPS诱导的小鼠RAW264.7巨噬细胞上清液中NO的表达,IC50值分别为6.51±0.35μM、3.93±0.24μM和5.36±0.25μM,高于阳性药物塞来昔布(IC50为17.89±3.19μM);该类化合物对IL-1β、i NOS、COX-2均有抑制作用,尤其对IL-1β和COX-2的抑制作用最为显著;化合物A12对NO、IL-1β、IL-6、i NOS和COX-2的表达均具有显著的抑制作用。(5)体外抗氧化实验表明,24个目标化合物具有一定的DPPH自由基清除活性,并具有浓度依赖性,其中化合物A21的DPPH自由基清除能力最强,略低于阳性对照Trolox(IC50=0.18±0.05 mg/m L),其IC50值为0.76±0.21 mg/m L;22个目标化合物具有较好的ABTS自由基清除能力,其中化合物A10、A12、A15对ABTS的产生具有显著的抑制作用,其IC50值分别为0.36±0.03、0.63±0.09和0.81±0.19 mg/m L,与先导化合物LM49相当(IC50=0.32±0.07 mg/m L)。结论:(1)合成了32个目标化合物,其中30个化合物未见文献报道;(2)化合物A8、A20、A21、A23、A25、A32既与CAV-1有特异性结合,又具有抗炎作用;(3)化合物A15、A21既与CAV-1有特异性结合,又呈现很强的抗氧化活性。
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