乙酰胆碱酯酶抑制剂的合成、表征及其对电鳗AChE抑制活性的研究

乙酰胆碱酯酶抑制剂的合成、表征及其对电鳗AChE抑制活性的研究

李妙鱼[1]2004年在《乙酰胆碱酯酶抑制剂的合成、表征及其对电鳗AChE抑制活性的研究》文中认为老年性痴呆(简称AD,1907年由Alois Alzheimer医生发现)为中枢神经系统的一种退行性病变。AD病人的认知功能明显减退,且伴有严重的行为异常,如:易怒、焦虑、沮丧、不辩方向、不安等。AD是一种渐次性疾病,即病人在患病初期症状较轻微,慢慢地各种症状会越来越严重,直至丧失处理日常行为的能力。 乙酰胆碱酯酶(AChE)是与突触体相关联的一种蛋白酶,可促进神经递质乙酰胆碱(ACh)在胆碱能突触体中水解并释放出胆碱,正因此,乙酰胆碱酯酶已成为设计与机理相关的抑制剂的目标酶。近年来,基于“胆碱能假说”,人们将大量的研究集中于寻找高效的、有选择性的AChE抑制剂,从而提高中枢神经系统中蝇碱受体和尼古丁受体处的乙酰胆碱水平。在最初寻找具有强生物活性的AChE抑制剂过程中,人们将精力集中在氨基哒嗪化合物minaprine上。Minaprine不仅表现出抗沮丧的特点且具有类胆碱的功能,鼠体内给药(30mg/kg)后,可明显增加海马(38%)和纹状体(60%)的乙酰胆碱,体外实验表明,对均化的鼠纹状体而言,minaprine是一种作用较弱的可逆竞争性AChE抑制剂(IC_(50)=85uM),对电鳗AChE的抑制作用更弱(IC_(50)=600uM),但对蝇碱M1受体却具有高选择性(IC_(50)=17uM),这促使我们围绕此物质寻找效能更好的AChE抑制剂。 就此目的我们做了大量的研究,现将本文所做的主要工作概括如下: 1.我们以化合物minaprine中的哒嗪环为主要结构单元,并用联苯胺取代其3位上的氨基,从而合成了四种新型的3-联苯氨基哒嗪化合物:3-联苯氨基6-苯基哒嗪(a)、3-联苯氨基-5-甲基-6-苯基哒嗪(b)、3-联苯氨基-6(4-氯苯基)哒嗪(c)和3-联苯氨基-6(4-甲氧基苯基)哒嗪(d)。随后,我们用元素分析、~1H核磁共振谱以及红外光谱对所合成的四种物质进行了表征。结果表明,前叁种物质(a、b、c)与预计物相同,但第四种物质(d)的元素分析结果与理论值相差甚远(C、N>>0.5%),可能是由于放置时间过长而分解所致。更可喜的是,我们得到了3-联苯氨基-6(4-氯苯基)哒嗪化合物的单晶,这对我们确定该类衍生物的主体结构提供了可靠的依据。 2.同时,我们还预计用4-(2-氨乙基)-1-苄基哌啶取代哒嗪环上的3位氢。从而得到另一类新型的AChE抑制剂。在合成的过程中,可能由于步骤繁琐而未能成功。但我们却在合成4-(2-氨乙基)-1-苄基哌啶的过程中,意外地得到了(1-苄基哌啶-4-某亚基)乙腈的单晶,通过晶体解析确定了其具体结构,这为我们以后工作的进一步开展打下了基础。 3.我们用传统的Ellman分光光度法,以乙酰硫代胆碱碘化物为底物,5,5-二硫-联(2- 山西大学2004届硕士研究生学位论文硝基苯甲酸)(DTNB)为显色剂,研究了电鳗AChE的活性。实验中,我们考察了缓冲液不同的pH值和不同的酶浓度对AchE活性的影响。结果发现:①随着pH值的增加,酶活性在增加,考虑到生理条件,决定取pH=7.20的缓冲液作为以后研究的基准。②随着酶浓度的增加,酶活性也在增加。然后我们以反应的初速度对酶总量作图,得酶浓度曲线。从曲线的走势看,最后决定以0一3min的速度作为酶反应的初速度,并且选定酶总量<0 .04Units作为研究加入抑制剂后对酶活性影响的基准。4.在上述选定的工作条件下,我们研究了37℃下所合成的叁种3一联苯氨基哒啧化合物做酶抑制剂时,对电鳗AchE活性的影响情况,以抑制%一109【抑制剂l作图,从而求出了它们抑制AChE的ICS。值.a、b、e叁种物质的ICS。值分别为1 .4296 uM、0.5832 uM、0.2998 uM。与minaPrine抑制电鳗AChE所得的ICS。值(600uM)相比,可以看出:我们所合成的叁种新型的抑制剂,对电鳗AChE的抑制作用要强得多。比较a、b、c叁种物质的ICS。值,我们还可得出如下结论:①当哒嚓环上5位有甲基取代基时要比没有时抑制作用强;②哒嚓环上6位取代基苯环上的4位被氮原子取代后,抑制作用要强得多。由此我们推断:哒嗦环以及哒嚓环上的3位和6位可能分别与AChE的活性位点作用,从而降低AChE的活性。5.我们通过所合成的叁种抑制剂对电鳗AChE抑制作用的动力学分析,以及Lineweaver一Burk作图,得到了它们抑制电鳗AChE的类型:部分非竟争性可逆抑制。并且由图中直线与纵轴和横轴的截距,我们还可以分别求出上述几种抑制剂的最大表观反应速度vmaxaPp和表观米氏常数KmaPp。

杜会枝[2]2006年在《乙酰胆碱酯酶抑制剂和金属离子对大鼠海马细胞膜离子通道的作用研究》文中进行了进一步梳理老年痴呆症(AD)是一种渐次性的中枢神经系统退化性疾病,其症状主要表现为记忆力下降,思维障碍以及行为异常等。随着社会的发展,人口老龄化速度的加快,AD已成为威胁人类晚年健康的一大隐患,对其治疗迫在眉睫。研究表明90%的AD病患者在其神经冲动传输过程中缺乏乙酰胆碱(ACh),所以减轻病症的方法之一是使用乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂来抑制AChE活性,减少ACh的降解,从而增加突触间ACh的含量,增强中枢胆碱能系统的功能,而一些AChE抑制剂还能够影响中枢神经元钾通道,来协同其AChE抑制剂的作用。所以,本文在已经研究了新合成的3-联苯氨基-6(4-氯苯基)哒嗪(BCP)、3-联苯氨基-5-甲基-6-苯基哒嗪(BMP)、3-联苯氨基-6-苯基哒嗪(BPP)对电鳗AChE体外作用的基础上,用全细胞膜片钳技术研究了它们对急性分离的大鼠海马细胞外向钾通道电流(主要包括I_A和I_K)的作用,主要研究结果如下: (1)BCP浓度和电压依赖性地抑制I_A和I_K电流,而BMP和BPP只浓度依赖地抑制这两种电流。对I_A的抑制作用顺序为:BPP>BCP>>BMP;对I_K的抑制作用顺序为:BPP>>BMP>BCP,这就表明,当哒嗪环上5位或6位没有甲基或氯原子取代时要比有这些取代基时对大鼠海马锥形细胞的外向钾电流的抑制作用强,即哒嗪环以及哒嗪环上的5位或6位有取代基时,可能影响了大鼠海马锥形细胞钾通道蛋白的活性或作用位点,从而降低了化合物对大鼠海马锥形细胞钾电流的抑制作用,但是这些取代基对不同类型的大鼠海马锥形细胞外向钾电流的作用机制可能不同。(2)同时,通过叁种化合物对I_K和I_A抑制作用的动力学分析,我们发现BCP使I_K和I_A的半数激活电压向去极化方向移动,同时也使I_A的半数失活电压向去极化方向移动,即BCP推迟这些动力学过程;BMP使I_A和I_K的半数激活电压和失活电压都向超极化方向移动,即BMP使这些动力学过程提前;而BPP只使I_A的半数失活电压向超极化方向移动,也就是BPP只使I_A的失活过程提前,而对I_A和I_K的激活过程没有影响。(3)BCP使I_K和I_A的激活时间常数和失活时间常数增大,其中对I_A激活时间常数的增大率达到54.7%;而BMP减小了I_A的激活时间常数和失活时间常数,没有影响I_K的激活时间常数;BPP增大了I_A和I_K的激活时间常数,减小了I_A的失活时间常数。

参考文献:

[1]. 乙酰胆碱酯酶抑制剂的合成、表征及其对电鳗AChE抑制活性的研究[D]. 李妙鱼. 山西大学. 2004

[2]. 乙酰胆碱酯酶抑制剂和金属离子对大鼠海马细胞膜离子通道的作用研究[D]. 杜会枝. 山西大学. 2006

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乙酰胆碱酯酶抑制剂的合成、表征及其对电鳗AChE抑制活性的研究
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