n-苯丙烯酰氨基酸类化合物的合成及其α-葡萄糖苷酶抑制活性研究

摘要

α-葡萄糖苷酶抑制剂(AGI)能很好的控制餐后血糖浓度，是目前临床上2型糖尿病一类主要治疗药物。研究表明，咖啡豆提取物能很好的控制糖尿病小鼠餐后血糖浓度。N-苯丙烯酰氨基酸化合物(NPAs)在咖啡豆等植物中广泛存在且种类较多，本文推测该类化合物可能具有AG抑制作用，进而引起了咖啡豆提取物的降血糖作用。因此，本文设计合成了NPAs化合物并对其AG抑制活性进行研究，主要研究内容及结论如下:
　　(1)分别以三种取代苯丙烯酸阿魏酸、4-甲氧基肉桂酸、香豆酸为原料，合成了42种NPAs。所有化合物均经1H NMR、LC-MS进行表征。
　　(2)以pNPG为底物评价了化合物的对体外酵母AG抑制活性效果。化合物IC50值在0.04-34.43mM，部分化合物IC50值低于阳性对照阿卡波糖(IC50=1.70mM)。氨基酸的种类及苯环上取代基对化合物的活性影响较大。在阿魏酸及4-甲氧基肉桂酸衍生物中，含苯丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、苏氨酸、谷氨酸、天冬氨酸成分化合物的活性要高于其他氨基酸成分的化合物。苯环上对位羟基取代的4-香豆酸衍生物活性高于其他两类，其丙氨酸及甲硫氨酸取代产物的IC50值为0.04mM，酶抑制动力学分析表明香豆酰丙氨酸对AG的抑制为混合型抑制，抑制常数Ki为0.0124mM。部分化合物的体外小鼠肠酶活性表明，在相同浓度下，一些化合物对小鼠肠酶也具有一定的抑制活性。
　　(3)根据已有化合物的活性数据，采用分子立场分析法(CoMFA)建立3DQSmR模型并对模型进行了验证。模型参数(q2=0.561，r2=0.977)表明所构建的模型具有很好的稳定性。该模型对化合物活性预测值与实验值表现出良好的一致性，因此模型具有很好的预测能力。三维等势图显示苯环上负电性基团取代及对位的大体积基团会降低化合物活性，氨基酸残基中体积较大或电子密度较大的基团会使化合物活性增加。该模型对新化合物的活性具有一定预测能力及指导意义。
　　(4)以酵母异麦芽糖酶为模板，通过同源建模获得酵母AG的三维立体结构模型，并采用Surflex-Dock将部分所合成化合物与所建构的酶进行分子对接。对接结果显示，目标化合物通过竞争性的占据酶的催化位点而发挥抑制作用，结合作用力主要是化合物与酶催化中氨基酸残基（主要为Asp214，Glu276和Asp349）结合的氢键作用以及与Phe157间的共轭作用。

目录

声明

摘要

缩略语表

第一章 前言

1．1 糖尿病概述

1．1．1 糖尿病分类及危害

1．1．2 糖尿病治疗药物

1．2 α-葡萄糖苷酶抑制剂

1．2．1 α-葡萄糖苷酶抑制剂作用机理

1．2．2 α-葡萄糖苷酶抵制剂的临床应用

1．3 α-葡萄糖苷酶抑制剂研究进展

1．3．1 糖类似物

1．3．2 类黄酮化合物

1．3．3 萜类化合物

1．3．4 姜黄素及其类似物

1．3．5 芳基烯丙酰芳烃(查尔酮类)

1．3．6 酚酸类化合物及其酯

1．4 N-苯丙烯酰胺类化合物

1．4．1 抗氧化活性

1．4．2 酪氨酸酶抑制活性

1．4．3 抗肿瘤活性

1．4．4 杀菌活性

1．4．5 α-葡萄糖苷酶抑制活性

1．5 本课题研究内容及意义

1．5．1 课题研究背景及意义

1．5．2 主要研究内容

第二章 N-苯丙烯酰氨基酸类化合物的制备

2．1 引言

2．2 仪器与试剂

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验设备

2．3 目标化合物的合成

2．3．1 N-[4-羟基-3-甲氧基-(E)-肉桂酰]-L-氨基酸的合成

2．3．2 N-[4-甲氧基-(E)-肉桂酰]-L-氨基酸的合成

2．3．3 N-[4-羟基-(E)-肉桂酰]-L-氨基酸的合成

2．4 结果与讨论

2．4．1 合成优化

2．4．2 图谱解析

2．5 本章小结

第三章 N-苯丙烯酰氨基酸类化合物的α-葡萄糖苷酶抑制活性研究

3．1 引言

3．2 实验药品及仪器

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验设备

3．3 N-苯丙烯酰氨基酸类化合物对AG的抑制活性

3．3．1 溶液配制

3．3．2 操作步骤

3．4 结果与讨论

3．4．1 目标化合物对酵母AG抑制活性

3．4．2 目标化合物对酵母α-葡萄糖苷酶的抑制类型

3．4．3 目标化合物对小鼠肠酶的抑制活性

3．5 本章小结

第四章 N-苯丙烯酰氨基酸类化合物对酵母AG抑制活性的构效关系研究

4．1 引言

4．2 N-苯丙烯酰氨基酸类化合物的3D-QSAR模型研究

4．2．1 基于CoMFA的3D-QSAR模型的构建

4．2．2 3D-QSAR模型的结果分析及讨论

4．3 N-苯丙烯酰氨基酸类化合物的分子对接研究

4．3．1 N-苯丙烯酰氨基酸的分子对接操作步骤及方法

4．3．2 N-苯丙烯酰氨基酸的分子对接结果及讨论

4．4 本章小结

结论与展望

参考文献

附录

硕士期间发表文章

致谢