分子光谱法研究新型抗肿瘤前药双_二酮_Ti_与DNA相互作用_袁泽利

吡唑啉-Β-二酮类分子设计合成和抑菌活性王瑾玲　杨　云　张姝明　李建堂　缪方明赵　骏(天津师范大学化学与生命学院,天津300074)(天津中医学院中药系,天津300193)摘要　利用系统搜索和模拟退火程序对12苯基232甲基242(42氯苯甲酰基)2吡唑啉252酮和12苯基232甲基242(42硝基苯甲酰基)2吡唑啉252酮两个吡唑啉Β2二酮分子进行分子力学计算和分子动力学研究.采用纸碟法测定它们的广谱抗菌活性.利用Gaussian 94程序进行量子化学从头算,计算结果与抑菌活性测定结果相吻合.关键词　吡唑啉2Β2二酮;分子力学和分子动力学;抑菌活性;量化计算中图分类号　O 626 文献标识码　A 文章编号　O 25120790(2002)022*******收稿日期:2000211204.基金项目:天津市科学技术委员会自然科学基金(批准号:003601711)资助.　联系人简介:王瑾玲(1943年出生),女,教授,从事分子设计和功能配合物研究.E 2m ail :w angjinling 43@eyou .comΒ2二酮是一类用途广泛的螯合剂,它与稀土元素的络合性能(如萃取反应)、热稳定性、激光和荧光性等已有大量的研究报道[1～5].自1959年Jen sen [6]首次合成了12苯基232甲基242苯甲酰基2吡唑啉252酮(P M BP )并初步研究了它对金属离子的螯合作用后,Β2二酮类配合物得到了国内外的广泛关注[7～11].但研究主要集中在物理化学性质方面,直至近年才发现它能抑制超氧负离子自由基O ・-2,表现出广谱抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多种生理活性[12～14].为进一步研究其结构与活性的关系,本文利用分子力学计算软件和动力学模拟退火方法对12苯基232甲基242(42氯苯甲酰基)2吡唑啉252酮(A )和12苯基232甲基242(42硝基苯甲酰基)2吡唑啉252酮(B )分子进行了构象分析,测定了它们对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制活性.利用Gaussian 94程序,在H F STO 23G 水平上进行了量子化学从头算,结果与活性测定相吻合,为进一步研究新型吡唑啉2Β2二酮类配合物的生理活性提供了有益的参考.1　计 算借助计算化学和计算机图形方法可进行药物分子和配合物的设计.分子设计的首要条件是构象分析,以确定低能构象分子.对于刚性分子,问题比较简单,但对于柔性分子则较为困难.借助分子力学、分子动力学等方法彻底搜索全部构象空间,建立低能构象集是一种比较成熟的方法[15,16].1.1　分子力学优化在Silicon Graph ics 4000工作站上,利用SYBYL 6.3软件包[17]的sketch 程序构建了化合物A 和B ,用T ri po s 力场进行了分子力学优化,收敛标准为0.21kJ mo l ,得到化合物A 和B 的优化低能构象.1.2　系统搜索(Syste ma ti c Search )从分子力学优化得到的低能构象出发,选取图(1)中化合物A 和B 的可旋转单键(1)和(2),分别F i g .1　The for m ula and syste m searchConditi on for compoundS A and B:R =C l (A );NO 3(B ).以10°进行旋转,搜索全部空间的低能构象.由于化合物A 和B 的两个羰基有顺反两种构型的可能性,分别建立低能构象集,计算结果见表1.由表1可以看出,化合物A 和B 的顺式和反式构型分子均有较宽的配位范围,虽然顺式构型的能量较反式构型略高,但顺式构型分子的氧原子间距离较反式构型的小,符合配位原子间的距离,因此反应以顺式构型配位的可能性较大.V o l .23高等学校化学学报 N o .2　2002年2月 CH E M I CAL JOU RNAL O F CH I N ESE UN I V ERS IT IES 226～229　Table 1　The results of syste ma ti c search for co m pounds A and BCompounds N o .of confor m ati onsE(kJ ・mol -1)D istances for O atom s nmThe l ow est energy confor m ati on E(kJ ・mol -1)D istance for O atom s nm A cis 216147.90—70.270.2949—0.389746.680.2998trans 211546.56—70.270.3019—0.396045.980.3874Bcis 216158.10—80.340.2950—0.389656.870.2999trans 211556.81—79.460.3021—0.396156.220.38731.3　模拟退火(Si m ula ted Annea l i n g )在计算机化学中,分子力学方法是一种常见的寻找最低能量构象的方法.随着分子设计软件功能的日益强大,构象分析方法也日渐丰富,分子动力学方法是研究化合物分子构象的非常有效的方法,其中的模拟退火软件为寻找最低能量构象分子提供了新方法.以分子力学优化得到的最低能量构象为起点进行分子动力学模拟退火研究.模拟退火实验参数如下:温度耦合常数设定为2.0fs ,每隔0.5fs 存取一个构象分子,起始温度为800K ,平衡时间1000fs ,目标温度50K ,平衡时间1000fs ,重复20次,模拟退火构象分析结果见表2.从构象集中选取能量最低的构象分子进一步优化后发现,反式构型分子经退火后转变为顺式构型分子,而顺式构型分子模拟退火所得到的最低能量构象分子与系统搜索得到的最低能量构象分子基本一致.系统搜索和模拟退火计算结果表明,最低能量构象不一定是最佳配位构象,化合物A 和B 可能是以顺式构型与金属配位的.图2为化合物A 和B 的最低能量构象分子.Table 2　The results of si m ula ted annea l i n g for co m pounds A and BCompounds D istances for O atom s nmConfor m ati ons The l ow est energy conform ati onThe l ow est energy of the confor m ati on E(kJ ・mol -1)A cis 0.2181—0.47900.299846.682trans 0.2220—0.46110.351346.055Bcis 0.2210—0.45110.299956.865trans0.2420—0.47510.390456.397F i g .2　The lowest energy confor ma ti on s for co m pounds A and B2　合 成所用12苯基232甲基2吡唑啉252酮(简称P M P )等化学试剂均为国产分析纯试剂.参照文献[18]方法,以P M P 和42取代苯甲酰氯为原料,以氢氧化钙和氢氧化钡为缩合剂,二氧六环为溶剂合成化合物A 和B ,合成路线如图3所示.F i g .3　The syn thesis routes for co m pounds A and B在250mL 的三口瓶中加入约0.022mo l 的P M P 15mL 和二氧六环,用水浴加热回流,使P M P 全部溶解,80℃时加入3.5g 氢氧化钙和4g 氢氧化钡,搅拌1h ,停止加热,在强烈搅拌下迅速加入0.02mo l 对氯苯甲酰氯(化合物A )和对硝基苯甲酰氯(化合物B ),反应0.5h 后,再于水浴温度下回722N o .2王瑾玲等:吡唑啉2Β2二酮类分子设计合成和抑菌活性流搅拌0.5h ,冷却,滴加盐酸至溶液pH ≤2时,将反应液倒入装有100mL 水的烧杯中,搅拌,同时可见有红褐色(化合物A )和黄色(化合物B )沉淀析出.沉淀完全后抽滤,水洗,干燥,称重.化合物A :911g ,m .p .105～107℃,产率6115%.元素分析(括号内为理论值,%):C 64102(63190),H 4141(4136),N 9127(9131);1H NM R (300H z ,CDC l 3),∆:21119(—CH 3,3H ),21627(—CH ,1H ),71257～71474[—N (C 6H 5),5H ],71841～81011[C l —(C 6H 4)—,4H ];M S (E I ),m z :312(M +),201[M —C l (C 6H 4)—]+,139[C l (C 6H 4)CO ]+,111[C l —(C 6H 4)—]+.化合物B :1215g ,黄色固体,m .p .190～192℃,产率6415%.元素分析(括号内为理论值,%):C 62104(61173),H 4118(4121),N 13146(13150);1H NM R (300H z ,CDC l 3),∆:11273(—CH 3,3H ),21630(—CH ,1H ),71258～71264[—N (C 6H 5),5H ],81296～81321[NO 2(C 6H 4)—,4H ];M S (E I ),m z :323(M +),201[M —NO 2(C 6H 4)—]+,150[NO 2(C 6H 4)CO —]+,122[NO 2(C 6H 4)—]+.3　抑菌活性和量化计算采用单片纸碟法[19,20],测定了化合物A 和B 对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的抑菌能力由表3可见,化合物A 和B 对金黄色葡萄球菌均有较强的抑制作用,但对大肠杆菌的抑制作用却明显不同,化合物B 较A 有较强的抑制革兰氏阴性菌的能力.一般情况下,配合物的生物活性要大于配体,由此可以推断,以这两种吡唑啉2Β2二酮为配体合成的配合物可能有较高的生物活性,有关配合物的合成工作正在进行中.Table 3　The d isi n fect abil iti es for co m pounds A and B (mm )CompoundsStaphyl ococcus aureus12A verage E scherichia coli12A verageA 2020206108B202020222523.5 利用Gauss 94软件包[21],在H F STO 23G 基组水平上对化合物A 和B 进行了量子化学从头算.全部工作是在Ph ili p s 微机上进行的,计算结果见表4.Table 4　The fron ta l m olecular orbita l coeff i c i en t for co m pounds A and BCompoundA tom N o .ΑHOMO LUMO ΒHOMO CompoundA tom N o .ΑHOMO LUMOΒHOMOA13N 2.586545.157466.38320B13N 4.5838114N 18.073012.3203114N 17.1390421O 1.542962.175473.0603121O 2.0146125O 25O 2.044724.0375135C l36N 4.5396237O 6.158226.1777138O6.21182 由于化合物A 和B 分子中均有一个单电子,它们可能以Α或Β形式存在.计算结果表明,在化合物A 的Α形分子中,LUM O 的N 原子上占有较大的轨道系数,最高占有轨道HOM O 上有较少的分子轨道系数,电子有可能从LUM O HOM O 跃迁,因此Α形式较为稳定.化合物B 的Α形分子中,HOM O 占有较高的分子轨道系数,而最低空轨道上的占有率较少,电子较难发生跃迁.由于吸电子硝基的存在使化合物B 的Β形中硝基上的电子密度加强,从而使其活性加强,使得化合物B 以Β形存在,且较A 有较大的抑制革兰氏阴性菌的能力,与抑菌活性测定结果基本相符.参　考　文　献　1　L I Q ing (李　琴),ZHOU D e 2J ian (周德建),HUAN G Chun 2H ui (黄春辉)et al ..A cta Chi m ica Sinica (化学学报)[J ],1998,56(1):52—57　2　LU J in 2Cheng (陆锦成),ZHAN G Yan 2Cheng (张炎成),B I AN Jun 2H e (卞君和).Che m istry (化学通报)[J ],1981,(2):24—25822 高等学校化学学报V o l.23　3　PEN G Chun 2L in (彭春霖).Chinese Journal of A nalytical Che m istry (分析化学)[J ],1975,3(3):240—242　4　CHU Q ing 2H ui (楮庆辉),GAO L ian 2Xun (高连勋),WAN G Dong 2M ei (汪冬梅)et al ..Che m .J .Chinese U niversities (高等学校化学学报)[J ],2000,21(3):439—443　5　KON G B i 2X ia (孔碧霞),L I Yuan 2Yin (李沅英),YAN G Yan 2Sheng (杨燕生).Che m.J.Chinese U niversities (高等学校化学学报)[J ],1991,12:719—723　6　Jensen B .S ..A cta Che m .Scand .[J ],1959,13:1668—1670　7　Roy A .,N ag K ..J .Inorg .N ucl .Che m .[J ],1978,40:333—337　8　A rora H .C .,Rao G .N ..Indian J .Che m .Sect .A [J ],1982,21(4):315—318　9　Terebenina A .,I ordanov B .,I ordanov N .et al ..Izv .Khi m .[J ],1987,20(4):532—536　10　Ruan F .,Fu L .,M ao J ..J .Radi oanal .,N ucl .Che m .[J ],1987,119(4):291—296　11　M ao J iajun ,W ang L ijuan ,Chen Yude .J .Radi oanal .,N ucl .Sci .Che m .[J ],1988,120(2):393—400　12　Rea m s G ..A rch M icrobi os .[J ],1997,167:209—212　13　King R .B ..Encycl opedia of Inorganic Che m istry [M ].N e w York :John W iley and Sons L td .,1994:829　14　W ang Dong 2M ei ,Yong Rui 2N a ,Hou Yi 2M ing et al ..Indian Jour m al of Che m istry [J ],1997,36A :157—159　15　WAN G J in 2L ing (王瑾玲),S UN M ing (孙　命),M I AO Fang 2M ing (缪方明).Chinese Journal of Che m istry (结构化学)[J ],2000,19(4):281—288　16　WAN G J in 2L ing (王瑾玲),L IA i 2X iu (李爱秀),M I AO Fang 2M ing (缪方明)et al ..A cta Chi m ica Sinica (化学学报)[J ],1999,57(12):1291—1297　17　T ri pos Inc .,SYBYL V ersi on 6.3,Computer P rogra m [P ],1996　18　DON G Xue 2Chang (董学畅),L I U Fu 2Chu (刘复初),ZHAO Yan 2L ai (赵雁来).A cta Chi m ica Sinica (化学学报)[J ],1983,41(9):848—852　19　Fahyan F .C .,P resley G .J ..P lant Bacterial D iseases A D iagnostic Guide [M ],Beijing :A cade m ic P ress ,1983:393　20　ZHOU Yu 2P ing (周毓萍),YAN G Zheng 2Yin (杨正银),YU Hong 2Juan (于红娟)et al ..Chinese Journal of A pp lied Che m istry (应用化学)[J ],1999,16(6):37—41　21　Gaussian ,Inc ..Carnegie O ffice Park ,Building 6P ittsburgh ,U .S .A .PA 15106[P ],1994M olecular M echan i cs and M olecular D ynam i c Ca lcula ti on ,Syn thesis andAn ti bacter i a l Acti v iti es of Pyrazol i n -Β-di ketone L i gandsWAN G J in 2L ing 3,YAN G Yun ,ZHAN G Shu 2M ing ,L I J ian 2Tong ,M I A O Fang 2M ing(Colled g e of Che m ical and L if e ,T ianj in N or m al U niversity ,T ianj in 300074,Ch ina )ZHAO Jun(T rad itional Ch inese M ed icine D ep art m ent ,Colleg e of T ianj in Ch inese M ed icine ,T ianj in 300193,Ch ina )Abstract M o lecular m echan ics calculati on and mo lecular dyna m ic study of t w o pyrazo lin 2Β2diketone lig 2ands w ere carried out by using syste m atic search and si m ulated k inetics p rogra m s .12Phenyl 232m ethyl 242(42ch l o robenzoyl )2pyrazo lin 252one (compound A )and 12phenyl 232m ethyl 242(42n itrobenzoyl )2pyrazo lin 252one (compound B )w ere syn thesized .A n tibacterial activities w ere als o deter m ined by using paper disc m ethod .Guassian 94p rogra m w as used to perfo r m quan tum che m istry ab initio calculati on ,the result of w h ich co incides essen tially w ith the an tibacterial activities.Keywords Pyrazo lin 2Β2diketone ;M o lecular m echan ics and mo lecular dyna m ic ;A n tibacterial A ctivities ;Q uan tum che m istry calculati on(Ed .:J ,Z )922N o .2王瑾玲等:吡唑啉2Β2二酮类分子设计合成和抑菌活性 。

第32卷第6期2010年12月大连医科大学学报Journal of D alian M edical Universit yVo.l32No.6Dec.2010丹参酮 A体内外抗肿瘤作用及机制研究进展马 辉,范 青(大连医科大学附属第二医院药剂科,辽宁大连116027)摘要:丹参酮 A是从活血化瘀中药丹参中提取的脂溶性有效成分,具有多种药理活性。

本文按消化系统、生殖系统、呼吸系统、血液系统等肿瘤细胞分类,总结了国内外最新研究成果,表明了丹参酮 A具有显著抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞分化与凋亡等作用,其作用机制可能与调节凋亡相关基因caspase-3、p53、bc l-2、bax、c-my c 等有关。

关键词:丹参酮 A;凋亡;抗肿瘤;诱导分化;抑制增殖中图分类号:R285 文献标志码:A 文章编号:1671-7295(2010)06-0709-04Progress in research on anticancer effec t of Tanshinone A andits m echanis m s bot h in vivo and i n vit roMA H u,i FAN Q ing(Depart m ent of P har m acy,t h e Second Affiliated H osp ital of Dalian M ed ical University,Dalian116027, China)Abstrac t:T anshinone A i s a der i va ti ve o f phenanthrene-quinone iso l a ted fro m Sa l v ia m ilti orrhiza B U NG E,wh i ch is a trad iti onal he rbal med i c i ne w ith a var i e ty o f phar m aco log ica l activ it y.T his article,according t o cance rs i n d i gesti ve,g en ita,l resp ira t o ry syste m s and he m ato l og icalm a lignancy et a,l presents an overv i ew o f the current research resu lts.T ansh i none A possesses si gn ifi cant effects o f pro life ration i nhibiti on,d ifferen tiation i nducti on and apoptosis.Its m echan is ms are t hought as regulati ng t he express i on o f genes related to caspase-3,p53,bc l-2,bax,c-my c.K ey word s:T ansh i none A;apoptosis;anticancer;differentiati on i nduc tion;pro life ration i nhibiti on丹参酮 A是丹参酮脂溶性成分的代表,药理作用极其广泛,包括抗氧化、抗炎、心肌保护、抗肿瘤作用等[1-3]。

2011年 科研热词 荧光光谱 小牛胸腺dna dna 鲱鱼精dna 金属离子 表柔比星-mg2+体系 苯并呋喃[3,2-b]喹啉 结合模式 稳定常数 相互作用 盐酸小檗碱 电化学 橙皮素 杜鹃素 时间分辨光谱 嵌插作用 姜黄素 多吡啶铜配合物 圆二色光谱 单态氧动力学 分光光度法 亚甲基蓝 scatchard图 r-(+)-萘普生 ct dna 推荐指数 4 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词 循环伏安法 dna 吖啶橙 麦尔多拉蓝 鲱鱼精dna 鲱鱼精 表柔比星-cu2+体系 莠去津 荧光光谱法 茜素s-钆(ⅲ)配合物 紫外吸收光谱法 紫外-可见分光光度法 核酸 异鼠李素 作用方式 交流阻抗法 亚甲基蓝 scatchard图 ct dna
推荐指数 3 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
科研热词 鲱鱼精dna 作用方式 包合物 γ -环糊精 刚果红 镝(ⅲ) 配合物 达旦黄 荧光光度法 色氨酸 脱氧核糖核酸(dna) 美托拉腙 相互作用 电化学 循环伏安法 差示脉冲伏安法 小牛胸腺dna 姜黄素 吸收光度法 吖啶橙 分子探针 作用机理 中性红 sm(ⅲ)(cai)3 dna修饰玻碳电极 dna
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

收稿日期:2010-01-10;修回日期:2010-04-07基金项目:国家自然科学基金(30672600,20873137,20905067,20953001)、国家科技部创新方法工作专项项目(2009IM 030400)、吉林省科技发展计划项目(20080736)和长春市科技计划项目(2007GH27)资助作者简介:王兆伏(1982～),男(汉族),博士研究生,药物与生物质谱学专业。

E -mail :wangzh aofu @sohu .com通信作者:刘志强(1962～),男(汉族),研究员,博士生导师,从事天然药物化学与有机质谱学研究。

E -m ail :liu zq @ciac .jl .cn第31卷第3期2010年5月质谱学报Journal o f Chinese M ass Spectro me try So cietyVo l .31　N o .3M ay 2010质谱技术在中药小分子与生物大分子相互作用研究中的应用王兆伏1,2,宋凤瑞1,刘志强1,刘淑莹1(1.中国科学院长春应用化学研究所质谱中心,吉林长春　130022;2.中国科学院研究生院,北京　100039)摘要:中药发挥药理作用具有多组分,多靶点的重要特点。

研究中药化学成分与生物大分子之间的相互作用不仅能够为阐明中药发挥药理作用的机理和物质基础提供科学依据,而且能够为新药设计提供理论指导。

软电离质谱技术,尤其是电喷雾质谱(ESI -M S )和基质辅助激光解吸电离质谱(M A L DI -M S )在一定条件下能够使药物与生物大分子形成的复合物完整地转移到气相中并被检测到,在中药小分子与生物大分子相互作用的研究中具有很大的优势。

同时,色谱-质谱联用技术在中药复杂体系与生物大分子相互作用的研究中也显示出很大的应用潜力。

本文介绍了质谱技术在药物与生物大分子相互作用研究中的应用原理,并总结了近年来软电离质谱技术在中药小分子与生物大分子相互作用研究中的应用。