希夫堿配合物的合成、表征及抗腫瘤活性研究.pdf

1、希夫堿及其金屬配合物被證明具有抗癌、抑菌、與DNA相互作用等生物活性，引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。近幾年來，有關(guān)希夫堿金屬配合物抗腫瘤活性的研究有一定的報道，但是關(guān)于希夫堿金屬配合物抑制蛋白酶體活性及誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)理方面的研究鮮有報道。泛素-蛋白酶體通路(Ubiquitin-proteasomepathway，UPP)在腫瘤治療中的作用引起廣泛關(guān)注。泛素．蛋白酶體通路是真核細(xì)胞蛋白質(zhì)降解的重要途徑。特異性阻斷UPP通路，可以顯著的影響

2、許多負(fù)責(zé)細(xì)胞周期和腫瘤生長的蛋白，如細(xì)胞周期蛋白、P53、Bax、IκB等的降解，繼而影響到多個細(xì)胞內(nèi)過程，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。因此，蛋白酶體抑制劑則是一類很有希望的抗腫瘤活性化合物，成為腫瘤治療的新靶點。 本論文正是在蛋白酶體抑制劑研究的基礎(chǔ)，合成了一系列希夫堿及其金屬配合物，對其進(jìn)行了表征，用MTT法及臺盼蘭(Trypan Blue)染色法篩選出幾種抗腫瘤性能良好的銅、鋅配合物，對這些高活性化合物的抗腫瘤機(jī)制進(jìn)行了深入研究，確

3、定了該類希夫堿配合物的生物靶標(biāo)為蛋白酶體。具體內(nèi)容如下： (1)合成了11種牛磺酸氨基酸希夫堿金屬配合物，探討其對26S蛋白酶體的抑制作用，結(jié)果表明大部分銅配合物均可抑制26S蛋白酶體的活性，MTT法篩選出對腫瘤細(xì)胞增殖具有較好抑制能力的配合物-?；撬峥s水楊醛銅鄰菲咯啉的三元配合物(Y6)，考察了Y6對純化的20S蛋白酶體的抑制作用，結(jié)果表明其對純化的20S蛋白酶體的抑制作用呈濃度依賴方式，半抑制率IC50約為12μM；Y6作用

4、于人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231的實驗表明，此配合物以濃度及時間依賴方式抑制人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231內(nèi)蛋白酶體的活性進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；Y6作用于白血病細(xì)胞Jurkat T，臺盼蘭染色法表明此配合物對白血病細(xì)胞的致死率呈濃度依賴方式，且以濃度及時間依賴方式抑制白血病細(xì)胞Jurkat T內(nèi)蛋白酶體的活性進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Y6對人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231及白血病細(xì)胞Jurkat T的蛋白酶體誘導(dǎo)能力及凋亡誘導(dǎo)方式相似，證明了其

5、抗腫瘤廣譜性。 (2)合成了3，5-二溴酪氨酸希夫堿配體(KL)及其它的5種配合物，運用元素分析、紅外光譜、紫外光譜、摩爾電導(dǎo)率及熱分析等手段，對合成的配體和配合物進(jìn)行了表征。各配合物的組成分別為[CuL(CH3COO)(CH3OH)]·2H2O、 [ZnL(CH3COO)(CH3OH)]·H2O、[CdL(CH3COO)(CH3OH)]·H2O、[La LNO3]NO3·H2O、[SmLNO3]NO3·H2O。

6、 對部分配合物進(jìn)行了非等溫?zé)岱纸鈩恿W(xué)研究，得出了配合物某步熱分解的反應(yīng)機(jī)理、熱分解動力學(xué)方程、相應(yīng)的動力學(xué)參數(shù)及活化熵△S≠和活化吉布斯函數(shù)△G≠，結(jié)果如下： [CuL(CH3COO)(CH3OH)]·2H2O第3步熱分解動力學(xué)函數(shù)為：f(α)=1/3(1-α)[-ln(1-α)]-2，熱分解動力學(xué)方程為：da/dt=A·e-E/RT·f(α)=1/3A·e-E/RT(1-α)[-ln(1-α)]-2，E=327.03kJ/m

7、ol，lnA=55.24，r=0.9952，△S≠=-209.48J/mol·K，△G≠=112.58kJ/mol。 [ZnL(CH3COO)(CH3OH)]·H2O的第2步熱分解動力學(xué)函數(shù)為：f(α)=1/3(1-α)[-ln(1-α)]-2，熱分解動力學(xué)方程為：da/dt=A·e-E/RT·f(α)=1/3A·e-E/RT(1-α)[-ln(1-α)-2，E=471.70kJ/mol，lnA=82.58，r=0.968，ΔS

8、≠=-436.19J/mol·K，△G≠=-220.45kJ/mol。 [SmLNO3]NO3·H2O的第2步熱分解動力學(xué)函數(shù)為：f(S)=1/4(1-S)[-ln(1-S)]-3，熱分解動力學(xué)方程為：da/dt=A·e-E/RT·f(α)=1/4(1-α)[-ln(1-α)]-3A·e-E/RT，E=295.98kJ/mol，lnA=88.68，r=0.9899，△S≠=-486.68J/mol·K，△G≠=-21.95kJ/

9、mol。 對配體KL和部分配合物的熒光特性進(jìn)行了研究。配體KL的激發(fā)和發(fā)射峰λex/λem為286nm/505nm，配合物[CuL(CH3COO)(CH3OH)]·2H2O、[ZnL(CH3COO)]·H2O、[LaLNO3]NO3·H2O的激發(fā)和發(fā)射峰λex/λem分別為373nm/444nm、285nm/500nm、375nm/478nm，與配體相比較，[CuL(CH3COO)(CH3 OH)]·2H2O配合物形成后，熒光強(qiáng)

10、度、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的位置均產(chǎn)生了變化，尤其是熒光強(qiáng)度發(fā)生了明顯的變化；[ZnL(CH3COO)]·H2O、[La LNO3]NO3·H2O配合物的熒光強(qiáng)度、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的位置均未產(chǎn)生大的變化，熒光性質(zhì)與配體較相似。 (3)利用合成的3，5-二溴酪氨酸希夫堿配體KL及其銅配合物[CuL(CH3COO)(CH3OH)]·2H2O(Z1)為研究對象，考察了其對人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231內(nèi)蛋白酶體活性抑制及凋亡誘導(dǎo)作用。

11、結(jié)果表明，此銅配合物可以通過抑制蛋白酶體的活性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，凋亡機(jī)理與?；撬嵯７驂A銅配合物Y6相似。 (4)合成了鄰苯二胺縮鄰香草醛希夫堿配體B2及鄰苯二胺縮水楊醛希夫堿配體B7，分別將B2、B7溶液與銅鹽或鋅鹽溶液混合得到幾種配合物混合溶液。分別用各混合物溶液處理人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231及白血病細(xì)胞JurkatT，詳細(xì)考察了其對兩種腫瘤細(xì)胞的蛋白酶體抑制作用及細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用。結(jié)果表明：Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)混合

12、液均能通過抑制蛋白酶體的活性進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，Cu(Ⅱ)混合液的作用能力較Zn(Ⅱ)混合液稍強(qiáng)，但是二者對兩種腫瘤細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)機(jī)理相似，都是鈣蛋白酶參與的結(jié)果，這與Y6及Zl配合物誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡機(jī)理不同。同時比較了不同結(jié)構(gòu)的配體B2、B7形成的銅混合液對白血病細(xì)胞Jurkat T的蛋白酶體活性抑制能力及細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)能力，探討了配體結(jié)構(gòu)對配位能力的影響。 (5)比較了Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)對純化的20S蛋白酶體的抑制作用。結(jié)

13、果表明：兩種價態(tài)的銅均可抑制蛋白酶體的活性，但Cu(Ⅰ)較Cu(Ⅱ)抑制作用稍強(qiáng)；純化的20S蛋白酶體將Cu(Ⅱ)還原為Cu(Ⅰ)；DMSO和乙醇等羥基自由基抑制劑部分的保護(hù)純化的20S蛋白酶體活性被CuCl2抑制；NC-銅混合物處理MDA-MB-231細(xì)胞后，在細(xì)胞內(nèi)有活性氧簇(ROS)產(chǎn)生，銅氧化還原產(chǎn)生ROS可能是銅配合物抑制蛋白酶體活性進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的可能原因。 (6)合成了2-(2-羥基-3-甲氧基-苯基)醛縮．氨基

14、苯并噻唑希夫堿配體，并得到了其單晶。采用量子化學(xué)的密度泛函理論(DFT)B3LYP方法，運用Gaussian03量子化學(xué)程序包，在B3LYP/6-31G+基組水平上對獲得的單晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，計算了分子穩(wěn)定構(gòu)型的總能量、前沿分子軌道能量、原子自然電荷布居、自然鍵軌道(NBO)及穩(wěn)定化能等。 計算結(jié)果表明，實驗值與計算值基本吻合，說明此模型是穩(wěn)定的。并用此模型預(yù)測出該標(biāo)題化合物的化學(xué)活性位點可能為N(28)，O(29)和O(31)這