抗肿瘤环肽构效关系和三种植物化学成分研究  
闫合
学位类型博士
导师谭宁华
2011
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
学位专业药物化学
关键词环肽 茜草科类型环肽 石竹科类型环肽 柑橘 鸡冠花 刺果苏木 化学成分 构效关系
摘要本论文由五章组成,第一章介绍了茜草科类型环肽抗肿瘤活性构效关系研究;第二章介绍了柑橘(Citrus reticulata B.)果皮、根与茎环肽及其他类型化学成分研究,第三章介绍了中药鸡冠花(Celosia cristata L.)化学成分研究;第四章介绍了中药刺果苏木(Caesalpinia bonduc (L.) R.)化学成分研究,第五章综述了柑橘属(Citrus)化学成分研究进展。植物环肽(plant cyclopeptides)是一类植物中分离得到的由2-37 编码或非编码氨基酸组成的环肽类化合物,具有抗肿瘤、安眠、免疫抑制和子宫收缩等广泛的生物活性。目前发现植物环肽450 多个,来自于26 科65 属120 种植物,根据结构特征及植物来源,植物环肽分为八个类型,分别为环肽生物碱(类型I)、缩酚酸环肽(类型II)、茄科类型环肽(类型III)、荨麻科类型环肽(类型IV)、菊科类型环肽(类型V)、石竹科类型环肽(类型VI)、茜草科类型环肽(类型VII)和堇菜科类型环肽(类型VIII)。为探讨抗肿瘤活性环肽的构效关系以及发现新结构的环肽类化合物,本论文开展了以下工作:第一章利用HQSAR、CoMFA和CoMSIA 方法研究了54 个茜草科类型环肽(类型VII)抗肿瘤活性二维和三维构效关系,经验证该模型是可靠的。结果显示环肽骨架对维持其活性构象相当重要,R1,R2 和R3 处不同取代基对活性影响较大,两个分子内氢键的存在对该类化合物活性有利。第二章开展了药食两用植物柑橘果皮、根与茎中环肽类化合(类型VI)和其他化学成分研究。分得化合物41 个,其中新化合物4 个。新化合物包括两个环肽citrusin V 、citrusin VI 以及两个生物碱reticine A、reticine B。在环肽结构研究中,应用了MS/MS 和改良Marfey 方法。第三章对中药鸡冠花的花序乙酸乙酯部位进行了化学成分研究,确定了环肽类化合物在鸡冠花花序中没有分布,并分离鉴定15 个化合物,包括3 个新的C-6 氧化亚甲基取代的黄酮类化合物和2 个新的甾体类化合物。第四章开展了刺果苏木叶的化学成分研究,分离得到化合物21 个,包括7 个新的shionane 型三萜、一个新的4 环高异黄酮类化合物和两个新的脂肪酸。以上工作为今后合成新的高效低毒的茜草科类型环肽化合物提供了理论依据,并拓宽了柑橘、鸡冠花及刺果苏木的化学成分研究。第五章综述了截至2011 年,柑橘属(Citrus)植物中分离得到的361 个次生代谢产物的结构及来源。各章具体内容如下:第一章 茜草科类型环肽抗肿瘤活性构效关系研究:茜草科类型环肽(RAs,类型VII)为茜草科所独有,普遍存在于茜草科茜草属植物中,通常由1 个α-D-丙氨酸,一个α-L-丙氨酸,3 个N 甲基α-L-酪氨酸和一个其他类型α-L-氨基酸经肽键缩合而成。6 个氨基酸缩合成为十八元环,特征的是两个邻位的酪氨酸之间的苯环经氧桥连接形成一个具有较大张力的十四元环。其中活性最好的RA-VII 曾被报道为抗肿瘤先导化合物,在日本和美国进入临床试验。本课题组范君婷博士在发现新结构RAs 的同时,对其抗肿瘤作用机制也进行了深入研究。但RAs 的系统构效关系研究未见报道,为探讨RAs 抗肿瘤活性的构效关系,本章利用2D-QSAR 方法即HQSAR,3D-HQSAR 方法即CoMFA 和CoMSIA 方法分别研究了54 个RAs 抗肿瘤活性构效关系。模型的交叉验证系数q􀬶􀯖􀯩都在0.5 以上,并且对验证集化合物的活性预测都比较准确,表明所建立的构效关系模型是可靠的。构效关系模型显示:环肽骨架对维持其活性构象相当重要;R1 和R2 处较大取代基团对活性有利,R3 处较大取代基团对活性的提高不利;R3 以及Tyr-6 和Tyr-3 两残基苯环处疏水性取代基对活性有利,Ala-1和Ala-4 之间的两个分子内氢键对该类化合物活性有利。该研究结果为今后合成新的高效低毒的RAs 类环肽化合物提供理论依据。第二章 柑橘果皮、根与茎化学成分研究:柑橘(Citrus reticulata B.)为芸香科(Rutaceae)柑橘属(Citrus)植物,是重要的经济作物,其果皮叫陈皮是常用中药,具有理气健脾,燥湿化痰等功效。柑橘属中含有石竹科类型环肽(类型VI),预试中发现柑橘果皮、根与茎中也有环肽,为发现新的环肽类化合物,进一步探讨柑橘临床应用的活性物质基础,本章分别对柑橘果皮、根与茎工业甲醇提取物进行了环肽及其他类型化学成分研究,分离鉴定化合物41 个,其中新化合物4 个。新化合物包括两个石竹科类型环肽citrusin V、citrusin VI 以及两个生物碱reticine A、reticine B。在环肽结构研究中,应用了MS/MS 和改良Marfey 方法,citrusin V 的positive ESI MS/MS 谱图中观察到该环肽存在两种裂解模式。第一种裂解模式从Pro-Ala 肽键处断裂,并从碳端至氮端依次裂解;第二种裂解模式从Ile-Leu 肽键处断裂,并从氮端至碳端依次裂解。第三章 鸡冠花化学成分研究鸡冠花(Celosia cristata L.)是苋科(Amaranthaceae)青葙属(Celosia)植物。用药部位为花序,有凉血,止血功效,被收录入中国药典。为寻找新结构的荨麻科类型环肽(类型IV)及探讨鸡冠花临床应用的活性物质基础,本章开展了鸡冠花的化学成分研究。确定了环肽类化合物在鸡冠花花序中没有分布,并分离鉴定15 个化合物,包括3 个新的C-6 氧化亚甲基取代的黄酮类化合物和2 个新的甾体类化合物。其中C-6 氧化亚甲基取代的黄酮类化合物目前自然界中仅从该属植物中分离得到。第四章 刺果苏木化学成分研究:刺果苏木(Caesalpinia bonduc (L.) R.)为豆科(Leguminosae)云实属(Caesalpinia)植物。刺果苏木叶具有清热解毒,治急慢性胃炎,胃溃疡,痈疮疖肿的功效。本课题组尼日利亚博士生Olubanke Olujoke Ogunlana 从非洲带来刺果苏木叶,从中分离得到12 个化合物,因为时间关系,未能完成该种工作。本章对其未处理的乙酸乙酯部位进行了化学成分研究,分离得到化合物21 个,包括7 个新的shionane 型三萜、一个新的4 环高异黄酮类化合物和两个新的脂肪酸。第五章 柑橘属植物化学成分研究进展综述了截至2011 年9 月份,柑橘属(Citrus)植物中分离得到的361 个次生代谢产物的结构及来源,共引用101 篇文献。
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/16963
专题昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
闫合. 抗肿瘤环肽构效关系和三种植物化学成分研究  [D]. 北京. 中国科学院研究生院,2011.
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