去氫駱駝蓬堿衍生物生物活性、作用機理及構效關系研究.pdf

去氫駱駝蓬堿（Harmine）是一種β–咔啉生物堿，在自然界中分布廣泛，具有廣譜的生物活性，因此一直吸引著新農(nóng)藥開發(fā)者的注意。近年來關于去氫駱駝蓬堿及其衍生物殺蟲、殺線蟲及抑菌作用的報道越來越多，旨在開發(fā)其在農(nóng)業(yè)領域的應用價值。
　　本研究以去氫駱駝蓬堿為先導化合物，在化學衍生合成基礎上，測定了42個去氫駱駝蓬堿衍生物對松材線蟲、白紋伊蚊和小菜蛾的生物活性；以及采用分光光度計法測定對離體電鰻乙酰膽堿酯酶和活體松材線蟲乙酰膽堿酯酶的抑制活性；實時熒光定量 PCR技術測定對活體松材線蟲乙酰膽堿酯酶、單胺氧化酶和谷胱甘肽還原酶的相對表達量的影響；雙電極電壓鉗測定活性化合物對埃及伊蚊神經(jīng)鈉離子通道的抑制活性。
　　結果表明，衍生物 H–2–53、H–2–58、H–2–65、H–2–77、H–2–163、H–2–171、H–2–172、H–2–174、H–2–196和 H–9–3，對松材線蟲毒殺活性均高于母體化合物去氫駱駝蓬堿（LC50為27.50μg/mL），LC50分別為1.63μg/mL、1.63μg/mL、1.75μg/mL、1.44μg/mL、25.59μg/mL、18.31μg/mL、10.22μg/mL、12.72μg/mL、5.84μg/mL和13.32μg/mL；部分衍生物對白紋伊蚊具有一定的毒殺活性，其中化合物H–2–196毒殺活性最高，LC50為2.58μg/mL，其次是化合物H–2–174、H–2–53、H–2–44、H–3–7、H–2–65、H–2–58、H–2–77和H–2–171，LC50在6.68μg/mL–9.30μg/mL之間，化合物H–2–25、H–2–27、H–2–172、H–2–197、H–3–9、H–3–55、H–3–81、H–3–83、S4、S6、J1、J2和J3的LC50在10μg/mL–29.55μg/mL之間，而去氫駱駝蓬堿在濃度為50μg/mL時對白紋伊蚊的死亡率僅有6.25％；所有化合物對小菜蛾均無毒殺活性。
　　乙酰膽堿酯酶抑制活性結果表明，化合物H–2–53、H–2–58、H–2–65、H–2–77、H–2–163、H–2–171、H–2–172、H–2–174和 H–9–3對離體乙酰膽堿酯酶具有明顯的抑制效果，其中化合物H–2–77的抑制效果最佳，IC50為0.07μg/mL；其次是化合物H–2–53、H–2–58和H–2–65，IC50分別為0.92μg/mL、090μg/mL和0.82μg/mL；化合物H–2–163、H–2–171、H–2–172、H–2–174、 H–2–196和H–9–3的IC50大于5.00μg/mL；去氫駱駝蓬堿的IC50為5.50μg/mL。對活體松材線蟲乙酰膽堿酯酶表現(xiàn)出明顯抑制活性的是化合物H–2–53、H–2–58、H–2–65和H–2–77，IC50分別為17.16μg/mL、14.56μg/mL、13.63μg/mL和3.06μg/mL；其它化合物均不表現(xiàn)出抑制活性；去氫駱駝蓬堿的IC50為578.44μg/mL。離體和活體乙酰膽堿酯酶抑制活性表明，化合物 H–2–53、H–2–58、H–2–65和H–2–77對松材線蟲的作用靶標可能為乙酰膽堿酯酶。
　　以肌動蛋白（β–actin）為內參基因，利用實時熒光定量PCR技術測定了經(jīng)20μg/mL的10個活性化合物處理24h后，松材線蟲活體乙酰膽堿酯酶、單胺氧化酶和谷胱甘肽還原酶的相對表達量。與空白對照組相比，化合物 H–2–53、H–2–58、H–2–65和H–2–77對乙酰膽堿脂酶表達量分別上調478%、247%、211%和1120%；化合物H–2–53、H–2–65和 H–2–77對單胺氧化酶表達量分別上調564%、652%和6622%；化合物H–2–77對谷胱甘肽還原酶表達量上調337%；母體化合物去氫駱駝蓬堿對3種酶的相對表達量分別上調了187%、123%和147%；其它處理與對照相比，差異不顯著。結果表明，化合物H–2–53、H–2–58、H–2–65和H–2–77不但可作用于松材線蟲乙酰膽堿酯酶，還可能作用于單胺氧化酶和谷胱甘肽還原酶。
　　卵母細胞表達的埃及伊蚊神經(jīng)鈉離子通道的抑制活性結果表明，對埃及伊蚊有毒殺活性的衍生物在濃度為160μM下，對鈉離子通道的抑制率小于50.52%，抑制效果不理想，表明這些衍生物不作用于埃及伊蚊的神經(jīng)鈉離子通道。
　　結構與活性關系表明，去氫駱駝蓬堿第2，9位取代基同為吸電子基團，第7位為給電子基團衍生物不但對離體和活體乙酰膽堿酶均表現(xiàn)出高的抑制活性，還對松材線蟲活體乙酰膽堿酯酶、單胺氧化酶和谷胱甘肽還原酶相對表達量產(chǎn)生明顯的影響，表明此類化合物主要作用于生物體酶系；當?shù)?，9位取代基同為吸電子基團或第6位為溴取代或第7位為給電子基團衍生物對離體的乙酰膽堿酯酶有一定的抑制作用，但對活體乙酰膽堿酯酶沒有抑制作用，且對松材線蟲體內的乙酰膽堿酯酶、單胺氧化酶和谷胱甘肽還原酶主要表現(xiàn)為相對表達量下調，表明此類化合物不作用于生物體酶系。
　　實驗結果表明，設計合成的去氫駱駝蓬堿衍生物對松材線蟲具有很好的活性，衍生物取代基的種類和位置不同，其作用機理不同，第2，9位同為給電子基團，且第7位為吸電子基團的化合物作用于松材線蟲的乙酰膽堿酯酶，其他具有生物活性的化合物的作用機理還需進一步研究。