摘要
白叶藤碱（Cryptolepine）是具有广泛生物活性的吲哚喹啉类生物碱，该化合物能以嵌插方式与双螺旋DNA结合，抑制拓扑异构酶Ⅱ活性。为了改善生物活性及选择性，同时降低毒副作用，基于白叶藤碱母核的结构改造不曾间断。本论文在实验室前期工作的基础上，在白叶藤碱母体11位引入芳香胺及脂肪环胺取代基，并在7-位引入强吸电子基氯原子，合成了一系列白叶藤碱衍生物，通过多种手段和方法测定了它们与DNA结合作用、抗肿瘤活性及对胆碱酯酶抑制作用，结果表明合成的衍生物能与DNA嵌插结合，能抑制多种肿瘤细胞，并对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶均有较好的抑制活性。 主要工作内容如下: 1)以白叶藤碱为结构出发点，设计合成4个系列共42个化合物，其中41个为新化合物:①在白叶藤碱的D环7位引入卤素基团，得到7-氯取代白叶藤碱;②参考安吖啶的分子结构进行改造修饰，分别在白叶藤碱及7-氯取代白叶藤碱的11位引入不同的芳香胺或脂肪环胺基团，得到11-芳香胺取代衍生物4b系列18个化合物、4c系列6个化合物及11-脂肪环胺取代衍生物5b系列9个、5c系列9个化合物。均通过1HNMR、ESI-MS、熔点测定、元素分析等手段表征为目标化合物。 2)运用紫外光谱法研究了4b，5b，5c三个系列36个化合物与小牛胸腺DNA的相互作用，初步探讨了化合物与小牛胸腺DNA的结合能力和模式，并对其构效关系进行研究，运用Surflex-dock方法对衍生物与双链DNA的相互作用进行了分子对接研究。结果表明: 本论文合成的一系列白叶藤碱衍生物均显示良好的DNA嵌插作用。紫外光谱的减色和红移现象及等色点的出现，EB置换实验结果，分子对接实验结果提示了化合物与DNA的作用方式主要为嵌插结合，并辅以沟槽结合和静电作用，结合能力均高于安吖定及白叶藤碱母体。 化合物与DNA结合能力的构效关系如下:①取代基相同时母体骨架的结合能力:白叶藤碱系列(b)大于7-氯代白叶藤碱系列(c)，也大于本实验室之前合成的(10-氧)白叶藤碱系列(a);②母体芳环骨架相同时芳香胺取代白叶藤碱类似物（4b系列）与DNA的结合能力相对高于脂肪环胺取代白叶藤碱类似物（5b系列）。⑧芳香胺取代化合物（4b系列）中，苯胺上为供电子基取代大于吸电子基取代;苯胺上同为供电子基时，4位的取代比2、3位取代的衍生物与DNA的结合能力更强，多取代化合物结合能力受空间位阻影响较大;④芳环骨架类型对DNA结合能力的影响大于苯胺取代基侧链的影响。⑤脂肪环胺对DNA的结合能力受取代基长度、末端原子性质及空间位阻综合作用力影响，一般来说末端原子更易质子化带正电荷、空间位阻小的柔性长链能提高化合物与DNA的结合能力。 3)测定了本论文合成的20个代表性化合物及本实验室合成的另外一个系列10个代表性化合物对人前列腺癌细胞株PC-3，人胰腺癌细胞株Panc-1，人结肠癌细胞株HT-29，人肺癌细胞株H1299和GLC-82及人肝癌细胞株HepG-2的抑制活性，结果显示所合成的一系列化合物均有良好的肿瘤抑制作用，且对肿瘤细胞无明显选择性，是一类广谱抗肿瘤药物。构效关系研究结果与DNA作用结果有较好的吻合度，表明所合成的系列化合物可能是通过嵌入到肿瘤细胞DNA中而达到抑制肿瘤细胞生长增殖的作用。 4)运用Ellman比色法研究了本论文合成的4b，5a，5b三个系列36个化合物及本实验室之前合成的4a，5a两个系列31个化合物对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶的抑制活性，结果表明该系列化合物对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶均有良好的抑制作用，部分化合物对单个胆碱酯酶具有选择性。抑制行为的动力学研究结果表明化合物与两种胆碱酯酶都是混合抑制作用模式，分子对接研究表明该类化合物侧链可以伸到活性口袋内部与活性中心作用，同时芳环母核与外周作用部位结合。 相比而言，母体芳环骨架10位为NH的b系列化合物抑制效果比10位为O的a系列化合物抑制效果好，7位吸电子基氯取代稍微降低了化合物的活性。母体芳环骨架相同时，11位-环胺取代比芳香胺取代对胆碱酯酶的活性更高。两种酶因各自活性口袋的大小对取代碳链的长短有各自的选择性。
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