（农药学专业论文）有机磷类、新烟碱类簇合物的设计、合成及其活性评价.pdf

摘 面 ：之 在生物体系中，多位点结合比单位点结合更具优势。通常多效价能够引起一些蛋白受体的聚 合，一些二效价簇合物能引起一些蛋白受体簇合成二聚体，这使得二效价配体比单效价的配体对 受体有更强的亲和力，而且利用簇合效应还能找到具选择性的活性分子。通过簇合产生的多效价 配体可与受体的多位点相互作用，从而产生协同效应，使其结合力和特异性增强，这样一种原理 就是簇合效应。医药研究领域有很多通过簇合效应来增强药物亲和力的事例，但目前国内外关于 簇合效应在新农药创制研究中应用却很少报道。鉴于簇合效应已在生物医药研究领域得到成功应 用，我们认为将其用于新农药创制研究中也将是一种可行的方案。如果这种猜想得到验证，将为 农药新品种的开发提供一条新途径。 有机磷化合物是典型的乙酰胆碱酯酶( a c h e ) 抑制剂。乙酰胆碱酯酶活性位点的结构表明，在 其两端有特异性位点，在乙酰胆碱酯酶峡口的入口处主要由氨基酸t y r 7 0 、t y r l 2 1 、t r p 2 7 9 和a s p 7 2 组成，这些氨基酸组成了a c h e 的外周阴离子位点。通过连接乙酰胆碱酯酶的催化位点和外周位 点，科学家们合成了一系列具有生物活性的乙酰胆碱酯酶双位点抑制剂。根据簇合效应，结合乙 酰月日碱酯酶结构信息，我们设计并合成了2 0 个有机磷的二效价簇合物，期望能同时结合乙酰胆碱 酯酶的催化位点和外周位点，旨在找到更具亲和力的乙酰胆碱酯酶抑制剂。 对所合成的目标化合物进行了生物测定。初步结果显示，二效价有机磷簇合物对家蝇和蚜虫 表现出一定的杀虫活性。点滴实验测得化合物p s g 2 ( 6 a ) 、p s g 3 ( 6 b ) 、p s d g ( 6 c ) 对家蝇的l d 5 0 值分别为1 7 l ，1 7 4 ，1 5 1 i t g 头；p s o l 4 ( 3 i ) 、s p h o l 4 ( 9 i ) 、s p h a l 4 ( g b ) 分别为1 7 2 、3 “、0 7 8 8 肛g 头；s p h a l 7 ( 9 e ) 、s p h a l 8 ( 9 f ) 、s p h a l 9 ( 9 9 ) 分别为1 1 5 、2 6 2 、1 9 0 p g 头。不过二效价有机磷簇 合物对甜菜夜蛾、棉铃虫、红蜘蛛等杀虫活性不是很理想。 此外，我们又合成7 个二效价吡虫啉簇合物，所有目标化合物通过1 h - n m r 和元素分析确认。 初步生测结果表明部分目标化合物具有一定的杀虫活性，在l o o m g i _ 浓度下，i m a c 4 ( 1 2 a ) 和 i m a c 6 ( 1 2 c ) 对麦长管蚜的平均致死率达7 8 4 和7 7 3 ( 2 4 h ) ，i m a c 4 ( 1 2 a ) 对东亚飞蝗的致死率 达7 7 5 ( 7 2 h ) ，但都低于对照药剂吡虫啉。 以碘化乙酰硫代胆碱为底物，二硫双对硝基苯甲酸( d t n b ) 为显色剂，我们用传统的e l l m a n 分光光度法，研究了二效价有机磷簇合物对家蝇a c h e 的抑制活性。化合物s p h a l 7 ( 9 e ) 、 s p h a l 8 ( 9 f ) 、p s o l 4 ( 3 i ) 、p s g 3 ( 6 b ) 、p s d g ( 6 c ) 、乙硫磷对乙酰胆碱酯酶的i c 5 0 分别为0 0 2 1 、0 8 3 0 、 0 4 8 4 、1 4 5 8 1 、1 0 5 2 1 、0 0 4 4 r a m 。可以看出化合物s p h a l 7 ( 9 e ) 、s p h a l 8 ( 9 f ) 、p s o l 4 ( 3 i ) 对乙酰 胆碱酯酶有较好的抑制活性，尤其是s p h a l 7 ( 9 e ) 对乙酰胆碱活性的抑制效果比乙硫磷还好。本文 利用簇合效应原理，合成了一些对乙酰胆碱酯酶抑制活性较好的化合物，为今后的研究工作提供 了很好的基础，值得进一步深入开展这方面的研究。 关键词新农约创制：簇合效应：二效价：有机磷：新烟碱 a b s t r a c t i nb i o l o g i c a ls y s t e m ，m u l t i v a l e n tb i n d i n gp r o v i d e sab r o a dr a n g eo fb e n e f i t st h a ta l en o ta c h i e v a b l e w i t ht h ec o r r e s p o n d i n gm o n o v a l e n ti n t e r a c t i o n s m u l t i v a l e n ti n t e r a c t i o n si n d u c er e c e p t o rc l u s t e r i n g ， s u c ha st h eb i v a l e n tl i g a n dm e d i a t e dp r o t e i nd i m e r i z a t i o n ，w i c hw o u l dr e s u l ti nb i v a l e n ti n t e r a c t i o ni s m u c ht i g h t e rt h a nm o n o v a l e n ti n t e r a c t i o n a n dm u l t i v a l e n ti n t e r a c t i o n sc a ne n h a n c el i g a n ds e l e c t i v i t y d e s i g na n ds y n t h e s i sm u l t i v a l e n tl i g a n dt oi n t e r a c tw i t ht h em u l t i p l es i t e so ft h er e c e p t o r , i no r d e rt o c a u s e ss y n e r g i s t i ce f f e c t , r e s u l ti nah i g h a f f i n i t ys y s t e ma n de n h a n c es e l e c t i v i t yo ft h el i g a n d ，t h i s t h e o r e t i c a lh y p o t h e s i sw a sd e s c r i b e da st h e “c l u s t e re f f e c t ”t h ea c t i v i t i e so fs o m em u l t i v a l e n td r u g m o l e c u l e sw e r es i g n i f i c a n t l ye n h a n c e db yt h e i rc l u s t e re f f e c t h o w e v e r l i t t l eh a sb e e nr e p o r t e da b o u tt h e a p p l i c a t i o n so fc l u s t e re f f e c ti nn e wp e s t i c i d ed i s c o v e r y s i n c et h ec l u s t e re f f e c th a sb e e na p p l i e di nd r u g d e s i g n ，w eb e l i e v et h a tt h et h e o r e t i c a lh y p o t h e s i sc a l ls e r v e r e f e r e n c ea n dg u i d a n c ef o rt h ed i s c o v e r y o fn e wa g r o c h e m i c a l o r g a n o p h o s p h o r u s a ca c t 弱c l a s s i c a la c e t y l c h o l i n e s t e r a s e ( a c h e ) i n h i b i t o r s t h eg e o m e t r yo ft h e a c t i v e s i t eg o r g eo fa c h e ，丽廿ls p e c i f i cs i t e sa ti t st w oe x t r e m i t i e s ，t y r 7 0 ，t y r l 21 ，t r p 2 7 9a n da s p 7 2 l i n i n gt h ee n t r a n c eg o r g eo fa c h e ，t h a ti sp e r i p h e r a la n i o n i cs i t eo fa c h e ( p a s ) t h r o u g hb i n d i n gt o b o t hc a t a l y t i ca n dp e r i p h e r a ls i t e so ft h ee n z y m e ，as e r i e so fd u a lb i n d i n gs i t ea c h ei n h i b i t o r sh a v eb e e n d e s i g n e da n ds y n t h e s i z e d t h e c l u s t e re f f e c t ，c o m b i n e d 谢mi n f o r m a t i o na b o u tt h es t r u c t u r eo f a c e t y 7 l c h o l i n e s t e r a s e ，l e d 惦t od e s i g na n ds y n t h e s i z e2 0b i v a l e n to r g a n p h o s p h o r u sc o m p o u n d s 弱 p o t e n t i a la c e t y l c h o l i n e s t e r a s ei n h i b i t o r s w ea n t i c i p a t e dt h a tt h et a r g e tc o m p o u n d sw o u l db i n dt ob o m c a t a l y t i ca n dp e r i p h e r a ls i t e so ft h ee n z y m et h a tl e a d i n gt om o r es t a b l ea c h e - o r g a n p h o s p h o r u s c o m p l e x e s t h ei n s e c t i c i d a la c t i v i t yo fa l lt a r g e tc o m p o u n d sw a se v a l u a t e d i nt h ep r e l i m i n a r yb i o a s s a yt e s t ， s o m eb i v a l e n to r g a n p h o s p h o r u sc o m p o u n d sh a v eb e e ns h o w e di n s e c t i c i d a la c t i v i t ya g a i n s tc o t t o n a p h i d ( a p h 西g o s s y p i i ) a n dh o u s e f l y ( m u s c ad o m e s f i c al i n n a e u s ) t o p i c a la p p l i c a t i o nm e t h o dw a su s e dt o t e s tm e d i u ml e t h a lq u a n t i t yo fm u s c ad o m e s t i c a ，l d s 0v a l u e so fp s g 2 ( 6 a ) ，p s g 3 ( 6 b ) a n dp s d g ( 6 c ) w e r e1 7 1 ，1 7 4 ，1 5 1 i _ t g n o ；l d s ov a l u e so f p s o l 4 ( 3 i ) ，s p h o l 4 ( 9 i ) a n ds p h a l 4 ( 9 b ) w e r e1 7 2 ，3 6 4 ， 0 7 8 8 i t g n o ：l d s ov a l u e so fs p h a l 7 ( 9 e ) ，s p h a l s ( 9 f ) a n ds p h a l 9 ( 9 9 ) w e r e1 1 5 ，2 6 2 ，1 9 oj t # n o h o w e v e r , t h ea c t i v i t yo fb i v a l e n to r g a n p h o s p h o r u sc o m p o u n d sw a sn o ts og o o do nh e l i c o v e r p a a r m i g e r a ，s p o d o p t e r ae x i g u aa n dt e t r a n y c h u sc i n n a b a r i n u s i ns e a r c hf o rn e o n i c o t i n o i di n s e c t i c i d e sw i t hh i g ha c t i v i t i e s ，s e v e nn o v e lb i v a l e n tc o m p o u n d sw e r e p r e p a r e df r o mi m i d a c l o p r i d 勰p r e c u r s o rc o m p o u n d t h e i rs t r u c t u r e sw e r ec o n f i r m e db y1 hn m r a n d e l e m e n t a la n a l y s i s t h ep r e l i m i n a r yb i o a s s a yi n d i c a t e dt h a tt h e s ec o m p o u n d ss h o w e di n s e c t i c i d a l a c t i v i t i e s t h ea v e r a g em o r t a l i t yo fi m a c 4 ( 12 a ) a n di m a c 6 ( 12 c ) t om a c r o s i p h u ma v e n a ea tt h e c o n c e n t r a t i o no flo o m g lr e a c h e d7 8 4 a n d7 7 3 r e s p e c t i v e l y ( 2 4 h ) ；t h em o r t a l i t yo fi m a c 4 ( 12 a ) t ol o c u s t am i g r a t o r i am a n i l e n i sa tt h ec b n c e n t r a t i o no fl o o m g lr e a c h e d7 7 5 ( 7 2 h ) b u tt h ea c t i v i t y o ft h e s ec o m p o u d sw a sn o t 笛g o o da si m i d a c l o p r i d t h ec o n t r o lp e s t i c i d e w eu s e da c e t y l t h i o c h o l i n ei d o d i d ea st h es u b s t r a t eo ft h ee n z y m a t i cr e a c t i o na n d5 , 5 - d i t h i o b i s i i ( 2 - n i t r o b e n z o i ca c i d ) f o rt h em e a s u r e m e n to fc h o l i n e s t e r a s ea c t i v i t yb yt h e c o n v e n t i o n a l s p e c t r o p h o t o m e t r i cm e t h o do fe l l m a n t h ei c 5 0v a l u e so fs p h a l 7 ( 9 e ) ，s p h a l 8 ( 9 t ) ，p s o l 4 ( 3 i ) ， p s g 3 ( 6 b ) ，p s d g ( 6 c ) a n de t h i o nw e r e0 0 2 1 ，0 8 3 0 ，0 4 8 4 ，1 4 5 8 1 ，1 0 5 2 1 ，o 0 4 4 r a mr e s p e c t i v e l y , t h e c o m p o u n d ss p h a l 7 ( 9 e ) ，s p h a l s ( 9 f ) a n dp s o i a o i ) s h o w e dg o o da c h ei n h i b i t o r ya c t i v i t y , e s p e c i a l l y s p h a l 7 ( 9 e ) w a sv e r yg o o d ，e v e nb e n e rt h a ne t h i o n i ns u m m a r y , w ed e s i g n e da n ds y n t h e s i s e ds o m e b i v a l e n tc o m p o u n d sa sp o t e n t i a la c h ei n h i b i t o r sb yc l u s t e re f f e c t ，t h es t u d yp r o v i d e sab a s i sf o r t h e f u r t h e rr e l a t e dw o r ka n dw e r ew o r t hf u y t h e rs t u d y i n g k e yw o r d ：n e wp e s t i c i d ed i s c o v e r y ；c l u s t e re f f e c t ；b i v a l e n t ；o r g a n p h o s p h o r u s ；n e o n i c o t i n o i d 英文缩略表 英文缩写 a c h e d m f i c 5 0 l d s o g 1 5 0 e c 5 0 n a c h r n m r t l c d t n b a t c h i b s a t s t m s a c e t o a c e t o h h 衄n j m p p p m r t s d t m l d d m s o 英文全称 a c e t y l c h o l i n e s t e r a s e n - n - d i m e t h y l f o r m a m i d e t h eh a l fm a x i m a li n h i b i t o r yc o n c e n t r a t i o n m e d i a nl e t h a ld o s e t h ec o n c e n t r a t i o nt h a tc a u s e s5 0 g r o w t h i n h i b i t i o n h a l fr n a x i m a le f f e c t i v ec o n c e n t r a t i o n n i c o t i n i ca c e t y l c h o l i n er e c e p t o r n u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c e t h ml a y e rc h r o m a t o g r a p h y 5 5 - d i t h i o - b i s ( 2 n i t r o b e n z o i ca c i d ) s - a c e t y i t h i o c h o l i n ei o d i d e b o v i n es e r u l na l b u m i n p - t o l u e n e s u l f o n y l t r i m e t h y l s i l y l a c e t y l e t h y la c e t a t e e t h a n o l h o u r s m i n u t e s c o u p l i n gc o n s t a n t ( h z ) m e l t i n gp o i n t p a r t sp e rm i l l i o n r o o mt e m p e r a t u r e s i n g l e t d o u b l e t t r i p l e t t h em i n i m u ml e t h a ld o s e s d i m e t h y ls u r t o x i d e v i 中文名称 乙酰胆碱酯酶 二甲基甲酰胺 5 0 的活性被抑制时的抑制剂 浓度 致死中量 抑制5 0 n 中瘤细胞生长所需的 药物摩尔浓度 抑制5 0 病毒复制的浓度 烟碱样乙酰胆碱受体 核磁共振 薄层层析 二硫双对硝基苯甲酸 碘化硫代乙酰胆碱 牛血清蛋白 对甲苯磺酰基 三甲基硅烷基 乙酰基 乙酸乙酯 乙醇 小时 分 耦合常数 熔点 百万分之一 室温 单峰 双重峰 三重峰 最低致死剂量 二甲基亚砜 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业科学院或其它教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：呀而i 虱矛l 时间：舻 多月 口日 关于论文使用授权的声明 本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定，即：中国农业科 学院有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方式在不 同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 论文作者签名：刃劬闯仅 时间：7 彩年月日 翩躲像 帆溯幽伽 中囝农业科学院硕十学位论文 第一章绪论 暑_ - - - - 一一, = _ 曼曼! 曼蔓曼苎毫篡鼍曼曼曼曼曼蔓皇曼曼曼! 曼! 曼! 璺 第一章绪论 农药在当今农业生产中占有重要地位，对保证农业实现稳产增收具有重要意义。近年来，由 于昆虫对农药的抗性增加( p i m e n t e l 等，1 9 9 2 ) 、社会和环境对农药品种安全性的要求，些农药品 种已经被列入禁用名单( 冯国民，2 0 0 7 ) 。新农药分子的发现和开发是农药科学发展的源泉。而 一个农药新品种的产生，从基础研究到实现产业化，需要耗费大量的物力和时间。2 l 世纪，为了 最大程度地满足世界人1 ：3 的增长对食品安全、高产的需求，未来的新农药创制必须要向高效率化 方向发展( 李正名，1 9 9 9 ) 。为了缩短高活性新农药的创制过程，减少研究费用，开辟新的创制 思路和途径非常必要。 近几年来，医药研究领域出现了许多关于簇合物成功应用的事例。但目前国内外关于簇合效 应在新农药创制研究中应用却很少报道。鉴于簇合效应已在生物医药研究领域得到成功应用，我 们认为将其用于新农药创制研究中也将是一种可行的方案。首先选择合适的具有农药生物活性的 分子作为母体，结合相应的作用靶标信息，合理设计簇合物的结构( 而非简单地聚合成多聚体) ， 进而将有望合成并筛选出高效、安全的农药活性分子。 1 1 簇合效应的提出 近年来，人们在活性寡糖的研究中发现，将母体活性寡糖小分子( o t - g a lm o n o m e r ) 制成簇合物 ( a - g a lp o l y m e r s ) 后，其活性有时可大大增j j i ( w a n gj 等，1 9 9 9 ；孔繁祚，2 0 0 5 ) ，但活性提高程度会有 所不同。如图1 1 所示，p o l y m e r a 的活性最高，而p o l y m e rf 的活性最低，即簇合结构中母体寡 糖小分子数目的比例越高，其活性提高程度越大。这主要是由活性结构的簇合效应引起的。 礴h 龉h1 , 4 蝇h 傩 a - g a lm o n o m e r ( 旷半乳糖单体)a , - g a lp o l y m e r s ( 旷半乳糖聚合体) 图1 - 1o 一半乳糖单体及其聚合体 f i g 1 - 1a - g a lm o n o m e r a n dp o l y m e r s 所谓簇合效应( c l u s t e re f f e c t ) 是指通过簇合产生的多效价配体可与受体的多位点相互作用， 从而产生协同效应，使其结合力和特异性增强( b e r t o z z i 等，2 0 0 1 ) 。一个粒子( 小分子、寡糖、蛋 白质、核酸或些分子的集合体、细胞膜、细胞器、病毒、细菌或一个细胞) 与其他粒子作用时 相对应的识别、结合位点的个数称为效价( v a l e n t ) ( m a m m e n 等，1 9 9 8 ) 。 十目& n # h z镕一$ 绪t 通常多教价配体比单效价配体对受体有更强的亲和力。多效价的配体可以逋过多个结合点与 细胞表面多效价的受体结台( 圈1 - 2 a ) 即使细胞表面的受体是单效价的，多效价的配体结台多个 受体的趋势也可引起细胞表面流动的积分子层发生二维扩散，从而使受体簇合后与配体结合( 图 1 2 b ) 多效价的配体不仅可与某些受体的主要结合点作用还可与受体的结合亚点作用，从而增 强丁配体和受体之问的亲和力( 图1 - 2 c ) 。此外，多教价的配体能增加结台点的局部浓度，也可使 配体的亲和力得到增强，而配体骨架的水合作用、配律分于的构型对受体也起者立体稳定的作用。 多效价的配体通常通过多种机理协同后与受体相互作用( k i e s s l i n g 等，2 0 0 0 ) 。 丽 ，善墨 。舅缮 、毛毛 ，猡g 。_ 艘， 一一、鬯一 ，冀磐 圈1 - 2 ( a ) 多效价配件通d 多十鲒台点和受掉目i 怍月( b ) 多n 价配体日“促m 受镕在细胞表面釜# ：( c ) 多效价的配体可以和受体上要括台点作月，也日h 和镕台亚点作用 f i gi - 2 ( 帅o r io r 舢m a l i g a n d m a 。”4 0 rt h r o u g l lm u l t i p l eb i n d i n gp o s i t i o n s ；( b ) m u k i v a l 吼tr i g i d 1 删bc o a g u l a t i o no f k “p e o n s u r f a c e ；( c 】m u h i v a l “t 1 1 9 d 悯洲h t hr 删nb i n d i n gp o s i t i o n ，a n d a l w i t hs u b - b i n d i n g p o s i t i o n t h ec c e m f 如前所述壤合效应能够引起一些蛋白受体的聚台，这种聚合被定义为相关亚位点组成的蛋 白复合体( k l e m m 等1 9 9 8 ) ，聚台后的蛋白受体与多触价配体的结台力增强。 利用簇合效应，u r 以找i 0 具选择性的活性分子。d e 卸咎( 2 0 0 6 ) 通过优化利尿酸配体结合区 域的空间距离合成了非选择性答胱甘融转移酶抑制荆利尿酸被竹簇仑物。可以提高g l u t a t h i o n e s - w a n s f e r a s e s ( g s t a i 一1 ) 相对于其同工酶g s tp i 一1 的选择性，茸对两种酶的i c 5 0 分别为1 37 r i m 和1 0 2 2 m 选择性增强将近7 5 倍i0 1 1 s e l e c n v ci n h i b i t o r 厂醇产，尺、严叶坞 d l m e n cp r o l e i nad l e mh ：龠6 芡“酝 盆! 必。佥 d i n t r i e i ”o t e i n a d i n m i cp m t e i nb 中同农业科学院硕十学位论文 第一章绪论 图1 3 二效价化合物的选择性 f i g i - 3t h ec o n c e p to fs e l e c t i v eb i v a l e n c y 1 2 簇合效应研究现状及进展 多效价效应引起了很多科研工作者的兴趣，其中一些经典的研究，l e e 等( 1 9 9 5 ) 将之归结 于簇合效应( c l u s t e re f f e c t ) 并进行了专门的阐述。通过簇合效应多效价药物分子能显著提高其活 性( g o l d s t e i n 等，1 9 8 0 ：k r a r n g r 等，1 9 9 8 ；w a n g 等，1 9 9 9 ：k i e s s l i n g 等，2 0 0 0 ：f a n 等，2 0 0 0 ； k i t o v 等2 0 0 0 ) 。相比较于单体化合物，簇合物能结合一个以上的位点，因而理论上能与受体形成 更加稳定的复合体，从而比单体更具有亲和力。在多效价簇合物中，二效价簇合物作为一类特殊 的多效价化合物引起了人们的广泛兴趣。这是因为二效价簇合物其结构相对于多效价簇合物较为 简单，容易合成。其次，二效价簇合物的分子量小于相应的多效价簇合物，使得其更易用来做为 ，一些生物受体的配体( w r i g h t 等，2 0 0 1 ) 。 m o n o v s l e n t i n t e r a c t i o n 图卜4 单效价、二效价分子与受体的相互作用( w r i g h t 等，2 0 0 1 ) f i g i - 4m o n o v a l e n ta n db i v a l e n ti n t e r a c t i o n s i 炯h m t i m e r n e t i 彻 早期报道的二效价簇合物如骨胳肌驰缓药十烷双铵，即d e c a m e t h o n i u m ( b e r g m a n n 等，1 9 5 0 ) 、 乙酰胆碱酯酶特异性抑制剂b w 2 8 4 c 5 1 ( a u s t i n 等，1 9 5 3 ) 、d e c i d i u m ( b e r r n a n 等，1 9 8 7 ) 、阿苯 胺，即a m b e n o n i u m ( h o d g e 等，1 9 9 2 ) 对乙酰胆碱酯酶具有很高的亲和力，同时又有较高的选择性 ( 见图1 5 ) 。 瞄k h ：呲3 h 一j h 2 n 3 n + 嘭 h 书c h 3h 3 cc h 3 b w 2 8 4 c 5l a 白 咖 、旷，c、c 叱广 m 义 犷。叫 几 岫9 锄 + c ，z，0 令c9 a 中国农业科学院硕十学位论文 第一章绪论 曼曼曼曼皇蔓曼蔓皇曼曼曼鼍曼曼曼! 曼! 皇! i 一 一一 一i一 ；一 ；一一i l = ；i 鼍曼皇曼曼 图卜5 有代表性的二效价簇合物 f i g 1 - 5s e v e r a lb i v a l e n tm o l e c u l e s 在医药研究领域，有许多通过合成多效价体而使生物活性大幅度提高的成功事例，大量关于 利用簇合技术创制药物分子的文献和专利见诸于报道。利用簇合效应是找到抗感染、抗病毒、抗 h 药物及人体疫苗的一条新途径。 1 2 1 抗癌药剂的研究 其实在自然界中，就存在一些对称的二效价分子，并表现出较高的生物活性。从l o u s i a n a 林 地中的茶渍属地衣( 1 i c h e ns p e c i e s l e c a n o r a h y b o c a r p a ) 提取出的h y b o c a r p o n e 是一种对称的天然 活性物质，对小鼠肥大细胞瘤p 8 1 5 移植性肿瘤细胞具细胞毒性，i c 5 0 达到1 5 0 n g m l ( e r n s t r u s s e l l 等，1 9 9 9 ) 。 图卜6 茶渍属地衣提取物 f i g 1 - 6h y b o c a r p o n e 萍蓬草( n u p h a rp u m i l u m ) 根状茎甲醇提取物是一类倍半萜烯含硫生物碱，其中硫双萍蓬汀 ( t h i o b i n u p h a r i d i n e ) 的衍生物6 掘基硫双萍蓬汀( 6 一h y d r o x y t h i o b i n u p h a r i d i n e ) 、6 ，6 一二羟基硫 双萍蓬汀( 6 ，6 - d i h y d r o x y t h i o b m u p h a r i d i n e ) 及6 j 弪基硫双萍蓬汀b ( 6 一h y d r o x y t h i o n u p h l u t i n eb ) 具有 很强的黑色素瘤细胞抗转移活性( a n t i m e t a s t a t i ca c t i v i t y ) ，其对小鼠b 1 6 黑色素瘤细胞抗转移活性 分别为0 0 2 9 、0 0 8 7 、0 3 6 # m 。其中6 一羟基硫双萍蓬汀( 6 一h y d r o x y t h i o b i n u p h a r i d i n e ) 对黑色素瘤细 胞肺转移的抑制达到9 4 ( m a t s u d a 等，2 0 0 3 ) 。 h三 一 a ，n i o b 呻h 嫡面r l - r 2 ih b 6 - f l y d r o x 3 n h i o b i n u p h a 。r i d i n e 。玛- o rr 2 - h d ，6 - h y d m x y t h i o n u p h l u 豳eb c 。，6 , 6 - d i h y d r o x y t h i o b i n u p h a r i d i n e ，凡i 心一0 h 图卜7 硫双萍蓬汀衍生物 4 中同农业科学院硕士学位论文 第一章绪论 t a k a h a s h i 等( 2 0 0 3 ) 从泰国的小花莪术( c u r c u m ap a r v i f l o r a ，z i n g i v e r a c e a e ) 中分得一种倍 半萜二聚物p a r v i f l o r e n ea ，后来t o u m e 等( 2 0 0 4 ) 利用甲醇萃取，从小花莪术中分得另外5 种倍 半萜二聚物p a r v i f l o r e n eb f 。这些新化合物具有新颖碳骨架结构，对人体腺癌细胞系( k b ) 、前列 腺癌( l n c a p ) 、成人t 淋巴细胞白血病( k o b ) 细胞株具细胞毒性。尤其是p a r v i f l o r e n ec f 具有最 佳的细胞毒性。 p m - m f l m e n ea p a r v i f l d r e n ed o p 州矗傩n ee p 柳i n 们冀p 图1 - 8 小花莪术提取物 f i g 1 - 8p a r v i f l o r e n ea - f 从台湾海绵体p e t r o s i ae l a s t i c a 分离得到的五环聚酮的二效价体d i h a l e n a q u i n o l i d e sa 和b ，其 中a 在1 0 r n g l 浓度可选择性地抑制人前列腺癌p c 一3 细胞增殖( s h e n 等，2 0 0 4 ) 。 0 。r - c i - 1 3 b ，r c h 2 c h s 图i - 9 来源于台湾海绵体的二效价分子 f i g 1 - 9d i h a l e n a q u i n o l i d e s 5 o r 中国农业科学院硕十学位论文第一章绪论 ! ! 曼曼曼皇曼曼曼曼! 曼曼曼曼曼! 皇! 曼! ! 曼! 皇曼曼! ! 曼曼曼o _ 。i i i 皇! 皇! 鼍曼曼曼! ! 曼曼! ! ! 曼! ! ! ! ! ! 曼 萘酰亚胺是一类高活性的抗肿瘤药物，以此为母体开发的萘酰亚胺的二效价簇合物依利奈法 德( e l i n a f i d e ) 也具有很高的抗肿瘤活性( b r a n a 等，2 0 0 1 ；v i l l a n o r a - c a l e r o 等，2 0 0 1 ) 。目前依利萘 法德已经完成在欧洲和美国的临床i 期试验( a w a d a 等，2 0 0 3 ) ，正处于l 临床i i 期研究阶段。在此 基础上进行修饰开发依利奈法德的类似物( 见图1 1 0 ) ，其对人结肠癌细胞( h t - 2 9 ) i c 5 0 达到6 8 r i m ， 相当于依利奈法德活性的2 5 倍( b r a n a 等，2 0 0 4 ) 。 oo h h n 、一n e l i n a t ld e 图卜11 具抗锥虫活性的二效价簇合物 f i g 1 - li a n t i t r y p a n o s o m a la c t i v i t yo f q u a t e r n a r yn a p h t h a l i m i d ed e r i v a t i v e s 来源于一种链霉菌株的抗肿瘤抗生素吡咯并【2 ，1 c 】【l ，4 】苯- 二氮卓( p b d ) 是一类d n a 结合序 列特异性药剂( t h u r s t o n ，1 9 9 3 ) 。近米开展了一些对二效价p b d 系列簇合物的研究，以开发独特、 高效的d n a 交联剂( 见图1 1 2 ) 。如分别从c 7 、c 8 位连接的二效价簇合物f 和g ，c 8 位连接的 c 2 c 2 外式( 挂环式) 不饱和二效价簇合物h ( s j g 1 3 6 ) ，c 8 位连接的亚胺酰胺二效价异簇合物i ( k a m a la ，r a m e s hg 等，2 0 0 2 ) ，以及从c 2 位连接的p d b 二聚体j ( k a m a la ，r a om v 等，2 0 0 2 ) 。 所合成的簇合物物大多数显示了很好的离体( i nv i t r o ) 细胞毒性，提高了与d n a 的亲和力，与天 然母体化合物具有相似的结合特异性的二效价p b d 簇合物s j g 1 3 6 ( d s b 一1 2 0 的类似物) 具有独特 6 中同农业科学院硕十学位论文第一章绪论 的d n a 亲和力及细胞毒性( k a n e k o 等，1 9 8 3 ) 。其对抗顺铂( c i s p l a t i n ) 的卵巢癌细胞系a 2 7 8 0 具有很高度细胞毒性，i c 5 0 达到2 4 p m ，比化合物d s b 1 2 0 的细胞毒性高9 0 0 0 倍。迄今为止， s j g 1 3 6 是最有效的d n a 稳定剂，这也表明了科学家设计具生物活性二效价簇合物分子具有重要 的理论意义和实践价值( g e r v a i s 等，2 0 0 6 ) 。 从c 8 位连接的亚胺一胺吡咯并苯二氮卓二效价异簇物，保持对d n a 小沟高效的亲和力的同 时。也具有抗肿瘤活性( k a m a l 等，2 0 0 4 ) 。i b 显示了高效的d n a 结合力，对人几种癌细胞都具 有细胞毒活性，尤其对白血病细胞系c c r f - c e m ，s r 和m o l t - 4 ，其g i s o 小于0 0 1pm 。 o z ，d c - , - g l 旷啦h 锄硼曲面d x 00 c - u - e dp bd d l m e r s ，x - - 8 忙呸蟮0 ( ( 2 1 - 1 也h k 劓，w c m 痧2 0 、- h n ( c 码) 3 n ( c 喝x c h 2 ) ，硼一 o c 3 一l l m l 蕾dp b dd h - n g d - 3 ( d s 阻l 4 5s n d 6 o o 啦。 a 翻， h l c 【) o c 8 - | j m k d h h p i i l d c m i z e d dj l l - r s i i x - 0 n - 3 4 a n d5 i h x - 啦u - i - n d3 0 o 一o o 田，屿c o a 1 3 m k dc 2 肛丘一日t - 哪dd