α-氨基膦酸配合物的合成、表征及对PTP-1B酶抑制活性研究

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Ⅱ型糖尿病是目前临床上最为常见的一种糖尿病,能引发一系列严重的并发症,还能导致Ⅰ型糖尿病的发生,发病率在全球范围内逐年上升。因此,Ⅱ型糖尿病的预防和治疗面临着巨大的挑战。近年来,大量实验研究表明,蛋白酪氨酸磷酸酶-1B与Ⅱ型糖尿病的发生、发展有密切的关系。主要通过使胰岛素受体及其底物去磷酸化而减弱或者终止胰岛素信号的转导,参与胰岛素信号的负调控过程,成为Ⅱ型糖尿病和肥胖症治疗药物设计研究关注的重要靶点。针对蛋白酪氨酸磷酸酶-1B的有机小分子抑制剂研究也十分活跃。本研究主要内容包括:  ⑴以水杨醛,胺,亚膦酸二乙酯为原料,设计并合成了四个α-氨基膦酸配体:H3L1(C11H18NO5P), HL2(C18H24NO4P), H2L3(C16H22NO8P), H2L4(C16H21N2O4P),经元素分析、红外和紫外光谱证实HL2,H2L3,H2L4为合成的新配体,H3L1和H2L4还获得X-Ray单晶衍射结构信息。H3L1结晶为单斜晶系,P21/c空间群,a=7.361(2),b=8.723(2),c=23.519(6)(A);β=102.863(8)°,Z=4,R1=0.0586。H2L4结晶为单斜晶系,P21/c空间群,a=12.821(3),b=9.536(2),c=16.567(3)(A);β=122.308(14)°,Z=4, R1=0.068。  ⑵将上述配体与不同的过渡金属作用,合成得到了11种新的α-氨基膦酸金属配合物。运用X-射线晶体衍射,红外光谱,紫外-可见光谱,元素分析,差热,电子自旋共振,变温磁化率等对所得配合物进行了结构表征和性质研究。配合物[Cu4(HL1)4]·2CH3OH·2H2O结晶为三斜晶系,空间群P-1,a=12.6001(10),b=12.6067(10), c=20.7708(16)(A);α=82.0140(10)°,β=89.3570(10)°,γ=89.9420(10)°;Z=2,R1=0.027。X-射线晶体衍射显示配合物[Cu4(HL1)4]·2CH3OH·2H2O具有较特殊八边形折叠环四核铜结构,Cu(Ⅱ)离子配位构型为畸变的四方锥。EPR和变温磁化率的测定结果表明Cu(Ⅱ)4体系存在反铁磁耦合,反铁磁有序温度为TN=11K。配合物[V(HL4)3(H2O)3]·24H2O结晶为六方晶系,空间群R3,a=21.248(4),c=22.834(3)(A);Z=3,R1=0.041。其晶体结构揭示,在配位区[V(HL4)3(H2O)3]中,钒离子呈现少有的三价状态,与分别来自三个配体的三个磷酸O和三个水分子O配位形成六配位的八面体,由于三个配体位于钒离子的同一侧,而三个水分子位于另一侧使整个分子表现为两性分子并具有三重对称轴,明显不同于所报道的三价钒膦配合物。24个结晶水和3个配位水通过氢键形成三维的水网状结构,两性钒配合物以二聚体形式包埋在网眼中。X-射线晶体衍射分析表明配合物[V2O4L2]结晶为单斜晶系,P21/c空间群,a=18.078(6),b=7.538(2),c=21.523(6)(A);β=92.372(4)°,Z=6,R1=0.080。其不对称单元中,有两个独立的双桥基氧钒配合物。但是这两个配合物具有不同的对称性,分子内氢键也不同,晶体结构通过分子内和分子间氢键,以及弱的氢键C-H…O形成一个三维结构。  ⑶研究了上述配体及钒配合物对蛋白酪氨酸磷酸酶-1B的抑制作用。实验结果表明,所有配体及钒配合物对PTP-1B酶都具有抑制活性。其中配体的半数抑制浓度IC50值在10-3-10-6M数量级范围内。钒配合物的抑制活性明显高于配体的抑制活性,其中半数抑制浓度IC50值都在10-8M数量级。我们以配合物[VO(L2)(acac)]·0.5CH3OH,[V(HL4)3(H2O)3]·24H2O为例,通过酶动力学实验研究了它们的抑制类型和Ki值,配合物[V(HL4)3(H2O)3]·24H2O表现为混合竞争型抑制,Ki值为80.6nM;配合物[VO(L2)(acac)]·0.5CH3OH属于竞争型抑制剂,Ki值为48.2nM。
其他文献
金属络合染料是一类重要的染料分支,而偶氮金属络合染料,在整个金属络合染料中当视为重要的一类,主要用于蛋白质纤维(羊毛,蚕丝)和聚酰胺纤维的染色。传统的偶氮金属络合染料,含有铬、钴等重金属离子,在染料的合成及印染过程中,产生大量的有毒废水,严重危害周围水系的生态环境。自20世纪80年代以来,各国对纺织品中重金属离子Cr~(3+)、Co~(2+)含量进行了严格的限制;同时,由于铜、锌盐的价格低于铬盐和