含多吡啶的铜、镍、锌配合物的合成与抗癌活性研究.pdf

含多吡啶的铜、镍、锌配合物的合成与抗癌活性研究唐婉毓何雨慧张清茹李子风王淑云付腊腊王小波(湖北科技学院医学部药学院湖北 咸宁)摘要:目的 研究基于多吡啶配体 的双核铜、镍和锌配合物(、)的抗癌活性 方法 通过三步反应合成基于多吡啶配体 的双核配合物、及 并以高分辨质谱法进行表征 配合物荧光滴定 实验研究三个双核配合物与小牛胸腺()的相互作用并进一步以 实验考察它们对癌细胞的体外毒活性 结果 双核铜配合物 与 具有更强的相互作用结合常数达到./优于 及 细胞毒活性测试表明 对 细胞具有较好的毒活性其 低至(.)/且优于、及顺铂(阳性对照)结论 含多吡啶的双核铜配合物 具有相对更好的抗癌活性有望进一步优化并开发成新的抗胰腺癌金属配合物药物关键词:铜配合物镍配合物锌配合物抗癌活性趋化因子受体 多吡啶 中图分类号:.文献标识码:文章编号:()开放科学(资源服务)标识码():./.():().()./.().(.)/.:湖北科技学院学报(医学版)年第 卷第 期 ()基金项目:湖北省大学生创新创业训练计划项目()通讯作者:.趋化因子受体()是一种七层跨膜 蛋白偶联受体从属于 家族而/在一系列疾病如癌症、炎症反应中扮演重要角色 已有较多文献报道 在多达 种癌症细胞如乳腺癌、肺癌、白血病、前列腺癌等中均过表达 第一例进入临床评估的 拮抗剂为(商品名:普乐沙福)它的结构特征为含有 个对称的四氮杂环十四烷以它为先导化合物有研究团队试图通过简化环结构等方式设计新的化合物以进一步增强与 的结合能力 同时降低合成难度与成本 另外将有机小分子与金属离子结合形成配合物来实现上述目标也成为该领域新的研究方向之一 本课题拟在吡啶的 位上对称性地引入二甲基吡啶胺形成含五个吡啶环的多吡啶化合物 并与过渡金属离子 、和 形成双核配合物研究其对癌细胞的毒活性 材料与方法.主要仪器与试剂仪器:油浴锅、旋转蒸发仪、型 计、核磁共振仪(德国 公司)、电喷雾质谱仪(公司)、紫外可见分光光度计(安捷伦)、荧光分光光度计(日立)等试剂:二溴甲基吡啶、二甲基吡啶胺、氢氧化钠、碳酸钾、浓硫酸、()、氯化锌和六水硝酸镍等均购于探索平台(试剂公司)小牛胸腺()购于索莱宝生物试剂公司.二溴甲基吡啶的合成取.(.)二溴甲基吡啶加入 的三口烧瓶中 用 的溴化氢溶液 溶解再用恒压滴液漏斗缓慢滴加浓硫酸()之后保持 磁力搅拌反应 结束后将反应冷却至室温再继续用冰水浴冷却并缓慢加入冰的浓氢氧化钠溶液(/)调至碱性()抽滤得到大量白色固体蒸馏水洗多次后真空干燥 以正己烷重结晶得无色透明针状晶体即为 二溴甲基吡啶产率 ():.().().().的合成向溶有 二溴甲基吡啶(.)的乙腈溶液()中加入二甲基吡啶胺(.)乙腈溶液()再加入碳酸钾粉末(.)于 下搅拌反应 溶液由黄色变成橙红色 过滤滤液旋干得到黄褐色的油状液体 随后用石油醚多次提取(下剧烈搅拌)合并石油醚提取液静置冷却析出白色 絮 状 结 晶 抽 滤 得 到 产 物.产 率 ():.().().().().().()().(阳离子模式/):理论值.实测值.、和 的合成取.溶于 的无水乙醇中再加入三水硝酸铜(.)在下反应 得到蓝色浑浊溶液(瓶底有部分沉淀)冷却抽滤得到蓝色固体粉末即为 (阳 离 子 模 式/):()理论值 实测值.见图 和 的 合 成 同仅以六水硝酸镍和氯化锌替换三水硝酸铜溶剂改变为甲醇(阳离子模式/):()理论值.实测值.()理论值.实测值.图 配合物、和 的合成路线湖北科技学院学报(医学版)年第 卷第 期 ().化合物与 的相互作用在/.的 缓冲液中固定 的浓度(/)取 置于石英比色皿中加入(/)摇匀并放置 后逐次加入一定量的配体及配合物溶液扫描并记录每次的荧光发射光谱 激发波长为激发和发射谱狭缝宽度均为 扫描电压 扫描速度/.实验按照 标 准 的 测 试 方 法 进 行 活 性 检测分为 步:种入细胞 在 孔板的第 列用排枪分别加入悬有细胞的 培养基第 列作为溶剂空白 孔板周围加培养基防止挥发使每孔细胞数大约为 个将 孔板放入 、体积分数的培养箱中过夜观察细胞生长情况待细胞贴壁后进行下一步 加药 在 孔板的 个孔中各加入 培养基将所加药物稀释到不同浓度梯度用排枪将孔中原有的培养液吸掉每一列加入相同浓度的药物 加完后 放入培养箱培养 加 在药物与细胞相互作用结束前 吸去培养液用磷酸缓冲盐溶液()洗涤 次然后每孔加入 再加入 /的 放入培养箱继续培养 加 后拿出 孔板吸掉上清液每孔加入 放入摇床内摇 将紫色结晶物充分溶解放入酶标仪卡槽内在 波长处扫描得到光密度()可以间接地反映活细胞的数量(式)以此即可求出半抑制浓度 /()其中 表示细胞存活率(即细胞活力)表示实验组 表示对照组 结 果.配体及三个配合物与 的相互作用溴化乙锭()是一种荧光染料这种扁平分子可以嵌入 双链的配对碱基之间形成 复合物荧光()大大增强 当把配合物溶液滴加到 复合物的溶液中发现荧光逐步猝灭说明配合物也能与 发生类似 的嵌入作用 从不同配合物浓度下的 复合体系的荧光光谱图(图)得出随着配体及配合物浓度的增大 复合物的荧光猝灭增强 其中铜配合物 的猝灭效果尤为显著 化合物对 体系荧光的猝灭过程可由 静态猝灭方程描述:/其中 和 分别为不存在和存在猝灭剂时的荧光强度 为猝灭常数是猝灭剂的浓度计算得()./表明 与 的作用较强图 配合物()、()、()和()对 体系荧光光谱的影响(内嵌图为/.作图).配合物对癌细胞的毒活性测试我们选择正常胶质细胞 为参照系统研究了配合物、和 对胰腺癌细胞株 和胶质母细胞瘤细胞株 的毒活性(表)三个配合物对正常细胞 的毒性较小值均大于/一线化疗药物顺铂对 及 的活性也不尽如人意值均大于/如图 所示对胰腺癌细胞株 的毒活性呈明显的浓度依赖性方式 当药物浓度为/时对 的抑制率约为 结果表明双核铜配合物 对 细胞表现出良好的毒活性均明显优于含同类型配体的镍和锌配合物且超过常用的化疗一线金属药 物 顺 铂 对 细 胞 的 达 到 了/而镍、锌配合物及对照组顺铂的均大于/表明上述两株细胞对顺铂有一定程度的耐药但我们制备的多吡啶类双核铜配合物 具有良好的抗 活性湖北科技学院学报(医学版)年第 卷第 期 ()表 三个配合物及顺铂对、和 的 数据汇总表(/).图 三个配合物、和 对(胰腺癌)的毒活性 讨 论基于经典 拮抗剂 的结构我们设计合成了含五个吡啶单元的多吡啶类化合物 及相应双核过渡金属配合物、和 荧光光谱法研究表明 与 有较强的相互作用 进一步地 实验表明对于 和 细胞铜配合物 具有明显优于镍、锌配合物和顺铂的抑制细胞增殖能力尤其对 于 、和三个配合物具有完全相同的配体仅仅只是金属元素的不同而在抗癌活性上则表现迥异我们推测可能与铜死亡有关 年 月 等首先提出了“铜死亡()”这一全新的细胞死亡形式它是一种铜和线粒体呼吸依赖的调控性细胞死亡形式与其他已知的细胞凋亡、焦亡和铁死亡不同为癌症治疗开辟了一个新的维度 铜元素作为一种重要的细胞内微量金属元素对维持生物体内某些酶和蛋白的功能有非常重要的作用 然而过量的铜则是有害的并可能导致细胞死亡其死亡机制涉及特定的线粒体代谢酶的破坏 铜与线粒体三羧酸循环的脂酰化酶结合从而促进脂酰化酶(特别是二氢硫辛酸转乙酰酶)的聚集导致蛋白毒性应激最终细胞死亡 因此后续我们将继续研究的抗癌机理包括探讨与 的相互作用机制是否诱导了胰腺癌细胞的铜死亡等参考文献:.():.():.():.():.:.:.:.:白信法马宣解晓霞等.微管菌素类似物的合成及抗肿瘤活性.高等学校化学学报():李晓红吴现为王元等.喹啉甲醛缩 氟苯基氨基硫脲()/()配合物的合成、晶体结构和 结合性质.无机化学学报():陈乐邓欣谭宇星等.两个取代苄基锡配合物的合成、抗癌活性及其与 相互作用.无机化学学报():谭宇星张续箭陈乐等.基于类 配体的二苯基锡配合物的合成、抗肿瘤活性及其与 相互作用.无机化学学报():.():(收稿日期:)湖北科技学院学报(医学版)年第 卷第 期 ()