甾體皂苷糖鏈結(jié)構(gòu)修飾及抗腫瘤構(gòu)效關(guān)系研究.pdf

1、甾體皂苷(steroidal saponins)是一類重要的天然糖苷，廣泛分布于高等植物和一些海洋生物中。甾體皂苷在抗腫瘤、抗真菌、防治心血管疾病等方面表現(xiàn)為良好的藥理活性，是一類重要的藥物資源。其活性不僅與苷元有關(guān)，而且與糖鏈部分有更密切的聯(lián)系。糖鏈中單糖組成、連接方式、糖苷鍵的構(gòu)型等都直接影響甾體皂苷的活性。本文對糖苷生物堿(glycoalkaloids)和薯蕷皂苷(dioscin和gracillin)兩類結(jié)構(gòu)相關(guān)的甾體皂苷成分進(jìn)行

2、了提取分離和結(jié)構(gòu)鑒定，對甾體皂苷的糖鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)修飾，得到了6-OH選擇性硫酸化、乙?；⑻腔退崴獾纫幌盗行揎棶a(chǎn)物，采用MTT法分析了甾體皂苷及其衍生物對腫瘤細(xì)胞增殖的抑制作用。目的在于進(jìn)一步研究甾體皂苷分子中糖鏈對其抗腫瘤活性的影響，并探討其結(jié)構(gòu)與生物活性的關(guān)系。 從馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)芽和龍葵(S. nigrum L.)果實中提取分離得到糖苷生物堿α-chaconinc、α-solani

3、ne、α-solamargine和α-solasonine。由穿龍薯蕷(Dioscorea nipponica Makino)的根莖分離得到兩種甾體皂苷dioscin和gracillin。產(chǎn)物經(jīng)硅膠柱層析純化，并通過薄層層析(TLC)、高效液相色譜(HPLC)和<'13>C NMR方法鑒定了它們的結(jié)構(gòu)。 對三種糖苷生物堿成分chaconine、solanine和solamargine糖鏈部分的6-OH進(jìn)行選擇性硫酸化修飾，合成了

4、6-O-sulfated chaconine、6-O-sulfated solamargine和6,6′-di-O-sulfated solanine。方法是利用糖苷生物堿糖鏈C-6位伯醇羥基化學(xué)反應(yīng)的特殊性，使用DMT-C1(4，4′-雙甲氧基三苯甲基氯)對C-6位羥基進(jìn)行選擇性保護(hù)，然后將剩余羥基進(jìn)行全乙?；Ｗo(hù)，使用三氟乙酸(TFA)的二氯甲烷液將C-6位伯醇羥基的DMTr保護(hù)基脫去，游離C-6位羥基，然后對C-6位羥基進(jìn)行定位硫

5、酸化修飾，最后脫去乙酰化保護(hù)，得到選擇性硫酸化修飾產(chǎn)物。利用糖鏈C-6位羥基與其它次級羥基反應(yīng)活性的差異，未經(jīng)羥基保護(hù)，而直接對chaconine進(jìn)行硫酸化修飾，同樣得到了6-O-sulfated chaconine。反應(yīng)只需一步完成，與上述采用保護(hù)基策略經(jīng)多步合成反應(yīng)得到硫酸化產(chǎn)物相比，方法簡單。 采用乙酸酐一吡啶法高產(chǎn)率(91％)合成了全乙?；痗haconine(per-O-acetyled chaconine)。

6、合成了chaconine和solamargine葡萄糖基化產(chǎn)物。Koenigs-knorr法制備糖基化供體反應(yīng)步驟少，操作簡單，但反應(yīng)產(chǎn)率不高。我們采用此方法對chaconine和solamargine糖鏈部分的6-OH進(jìn)行選擇性糖基化。采用前述方法制備6-OH游離的乙?；痗haconine和solamargine，再與四乙酰溴代葡萄糖供體反應(yīng)生成6-葡萄糖基化產(chǎn)物，產(chǎn)率為41％～53％。合成了diosgenyl β-D-galacop

7、yranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranoside。糖的三氯乙酰亞胺酯法(Schmidt法)制備了乳糖供體。Diosgenin與乳糖供體在低溫條件下(-20℃)反應(yīng)，以BF<,3>·Et<,2>O作催化劑，生成乙?；Ｗo(hù)的糖基化產(chǎn)物，經(jīng)NaOMe-MeOH液脫乙酰，得產(chǎn)物，產(chǎn)率達(dá)87％。 合成了diosgenyl β-D-galacopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranosyl(1→2)

8、-β-D-glucopyranoside。從trillin出發(fā)，與苯甲醛在ZnCl<,2>作催化劑條件下，高產(chǎn)率形成trillin吡喃葡萄糖4,6-位苯縮醛保護(hù)產(chǎn)物，產(chǎn)率為91％。產(chǎn)物在0℃下與特戊酰氯(Piv-Cl)反應(yīng)，選擇性保護(hù)trillin吡喃葡萄糖的C-3位羥基，得到4,6-位苯縮醛保護(hù)，3-位特戊酰基保護(hù)，只有2-位羥基游離的trillin糖基化受體。受體與乳糖供體在-20℃下，以BF<,3>·Et<,2>O為催化劑進(jìn)行糖基

9、化反應(yīng)。產(chǎn)物產(chǎn)率為65％。產(chǎn)物經(jīng)脫保護(hù)基，得到diosgenyl β-D-galacopyranosyl-(1→4)-β-D-gluco-pyranosyl(1→2)-β-D-glucopyranoside(產(chǎn)率81％)。 對三種甾體皂苷類化合物solamargine、solasonine和dioscin進(jìn)行了酸水解，并研究了水解的選擇性，制備了一系列糖鏈長度不同的酸水解產(chǎn)物。采用TLC和<'13>C NMR波譜鑒定了水解產(chǎn)物的

10、結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，solamargine水解得到β<,1>-、β<,2>-、γ-solamargine和solasodine四種產(chǎn)物。Solasonine得到三種水解產(chǎn)物，β<,1>-solasonine無法得到，可能是其不穩(wěn)定所致。γ-Solasonine的產(chǎn)率也很低，這可能是因為β-solasonine產(chǎn)物直接水解生成苷元或γ-solasonine不穩(wěn)定而迅速水解生成苷元所致。Dioscin的酸水解得到四個產(chǎn)物，用濃度為2％的H<,2

11、>SO<,4>水解dioscin，在90℃條件下反應(yīng)75min，主要得到γ-dioscin(trillin)水解產(chǎn)物，具有很好的選擇性；而用5％的H<,2>SO<,4>水解，在75℃下反應(yīng)75min，則得到β-diosein為優(yōu)勢水解產(chǎn)物。 研究了糖苷生物堿及其衍生物的抗腫瘤活性及構(gòu)效關(guān)系。采用MTT法分析了糖苷生物堿及其衍生物對HCT-8腫瘤細(xì)胞增殖的抑制作用。四種糖苷生物堿chaconine、solanine、solamar

12、gine和solasonine對HCT-8腫瘤細(xì)胞增殖有很好的抑制作用，IC<,50>值分別為7.12，10.9，10.63，16.04μM。抑制作用在1～40 μM范圍內(nèi)呈濃度依賴關(guān)系。三種6-OH選擇性硫酸化的糖苷生物堿(6-O-sulfated glycoalkaloids)對HCT-8腫瘤細(xì)胞無抑制作用(IC50>40μM)。β<,1>-β<,2>-，γ-solamargine和β<,2>，γ-solasonine水解產(chǎn)物活性明

13、顯降低。苷元solasodine在低濃度(7.5μM)下有一定活性。構(gòu)效關(guān)系分析表明，糖苷生物堿糖鏈的6-OH對其發(fā)揮抗腫瘤作用至關(guān)重要，可能是發(fā)揮抗腫瘤作用的活性中心。 采用MTT分析法研究了solamargine、solasonine、gracillin、dioscin及其水解產(chǎn)物和兩種新合成甾體皂苷對L929、Hela和H7402腫瘤細(xì)胞的抑制作用。結(jié)果表明，solamargine和dioscin對三種腫瘤細(xì)胞都有明顯的抑

14、制作用，而solasonine和gracillin的抑制作用很弱。新合成甾體diosgenyl β-D-galacopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranoside對L929腫瘤細(xì)胞有一定的抑制作用，而化合物Diosgenyl β-D-galacopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranosyl(1→2)-β-D-gluco pyranoside無活性。Dioscin的β<,1>水解產(chǎn)物有一定的