羥基肉桂酸衍生物清除羥自由基活性的構(gòu)效關(guān)系

1、羥基肉桂酸衍生物清除羥自由基活性的構(gòu)效關(guān)系                        【摘要】  目的:研究4_羥基肉桂酸(4_HCA)衍生物清除羥自由基(·OH)活性并初步分析其構(gòu)效關(guān)系。方法:用鄰菲羅啉化學(xué)發(fā)光法測定4_HCA衍生物清除·OH活性。結(jié)果:化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的4_HCA衍生物體外清除·OH的能力有較大差

2、異。結(jié)論:4_HCA苯環(huán)上3、5位取代基的引入可以明顯地影響此類化合物抗·OH活性，甲氧基和乙氧基可明顯提高活性，溴次之，硝基則降低活性。 【關(guān)鍵詞】  4_羥基肉桂酸 羥自由基 構(gòu)效關(guān)系    Method: The scavenging activity on hydroxyl radical was detected by ophenathroline chemiluminescent system. Results: The scavenging activity on hydroxyl radical of 4_HCA was var

3、iant. Conclusion: 3 and 5 substituted group on the benzene ring of 4_HCA can obviously influence the scavenging activity on hydroxyl radical, the activity can be increased by methoxyl , ethoxyl or bromine, whereas decreased by nitryl.    Key Words4_hydroxy cinnamic acid; hydroxyl radi

4、cal; structure_activity relationship羥自由基(·OH)是活性氧自由基中最活潑、毒性最強(qiáng)的一種，可直接導(dǎo)致DNA等生物大分子的破壞而引發(fā)一系列疾病1，2。細(xì)胞在有氧代謝過程中，可通過多種途徑產(chǎn)生·OH，機(jī)體清除·OH的活性物質(zhì)不足將導(dǎo)致·OH堆積而引發(fā)疾病，所以，研究·OH清除劑具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。4_羥基肉桂酸(4_HCA)衍生物具有較為明確而相對強(qiáng)大的清除·OH3，4能力，對一些自由基導(dǎo)致的病變和損傷具有良好的預(yù)防和保護(hù)作用。本文對4_HCA進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改造，合成了10個4_HCA5，并用鄰菲羅啉化

5、學(xué)發(fā)光法6測定其清除由CuSO4_phen_Vc_H2O2系統(tǒng)產(chǎn)生的·OH的能力，研究4_HCA衍生物清除·OH活性的構(gòu)效關(guān)系。4_HCA衍生物的結(jié)構(gòu)式見圖1，各衍生物的結(jié)構(gòu)和物理常數(shù)見表1。      1 材料與方法    11 儀器與試劑IFFM_E型化學(xué)發(fā)光分析儀(西安瑞邁公司，中國)；4_HCA衍生物(本研究組合成)；鄰菲羅啉(上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司，中國，分析純)；抗壞血酸中國醫(yī)藥(集團(tuán))上?；瘜W(xué)試劑公司，中國，分析純；其他試劑均為分析純。    12實驗

6、方法    121溶液配制FA、ai用無水乙醇配制成不同濃度的溶液，濃度分別為：FA、b、d、e、f：0008、004、02、1mmol/L；c、g：004、02、1、5mmol/L；a：02、08、32、128mmol/L；h：02、07、245、875mmol/L；i：02、2mmol/L。鄰菲羅啉水溶液(10×10-3mmol/L)用時現(xiàn)配，5060水浴溶解；抗壞血酸水溶液(10×10-3mmol/L)用時現(xiàn)配；H2O2溶液(03)用時現(xiàn)配；硫酸銅水溶液(10×10-3mmol/L)；硼砂_硼酸緩沖液(pH 90)。 

7、   122 4_HCA衍生物清除·OH的測定    向10mL燒杯中依次加入1mL硼砂_硼酸緩沖液、100L鄰菲羅啉水溶液、50L CuSO4溶液、50L待測樣品溶液(空白組用等量雙蒸水代替)、20L抗壞血酸水溶液，最后加入100L體積分?jǐn)?shù)03的H2O2，混勻，啟動發(fā)光。室溫下連續(xù)測定發(fā)光強(qiáng)度，記錄峰值讀數(shù)(P)。 清除率(P空白-P加藥)/P空白×100。   13 統(tǒng)計學(xué)處理用SPSS 120統(tǒng)計軟件，±s表示平均清除率(平均抑制率)，用Probit模塊求出半抑制濃度(IC50)。

8、0;                                2 結(jié)果4_HCA衍生物對·OH的清除能力有較大差異，除i外其他化合物對·OH清除率都具有量效關(guān)系。以IC50作為評價指標(biāo)，4_HCA衍生物清除·OH能力的構(gòu)效關(guān)系可歸納為酚羥基單側(cè)鄰位烷氧基(_OCH

9、3,_OC2H5)取代可顯著提高4_HCA的抗·OH活性，F(xiàn)A、ea；單側(cè)鄰位_Br取代后的活性與未取代的4_HCA的活性相當(dāng)，ha；單側(cè)鄰位_NO2取代時活性完全消失，i無清除·OH活性；在單側(cè)鄰位烷氧基取代(_OCH3,_OC2H5)的基礎(chǔ)上于酚羥基另一側(cè)的鄰位引入_OCH3、_Br可提高化合物清除·OH活性，b、dFA ，fe；但引入_NO2會降低活性，cFA，ge。FA、ai對·OH的清除率及IC50值見表2及圖2。    3討論    31鄰菲羅啉化學(xué)發(fā)光原理(圖3)經(jīng)Fenton反應(yīng)

10、產(chǎn)生·OH，可以氧化鄰菲羅啉使其激發(fā)。當(dāng)激發(fā)態(tài)鄰菲羅啉返回基態(tài)時，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光(CL)，測定發(fā)光的強(qiáng)度，可間接反應(yīng)體系中·OH的產(chǎn)生量。自由基清除劑清除·OH后，鄰菲羅啉被氧化的程度減弱，導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度降低，因此可用發(fā)光強(qiáng)度的減弱程度評價自由基清除劑的抗自由基能力。    32酚類物質(zhì)抗自由基作用機(jī)理主要是通過酚羥基與自由基反應(yīng)生成穩(wěn)定的苯氧自由基而終止自由基的鏈反應(yīng)。因此，酚類物質(zhì)的抗自由基活性一方面與O_H鍵的鍵能有關(guān)(鍵能越高，酚羥基的抽氫反應(yīng)活性就越低，即物質(zhì)的抗氧化能力越低)，另一方面與所產(chǎn)生的苯氧自由基的穩(wěn)定性密切相關(guān)。化合

11、物的結(jié)構(gòu)因素若可穩(wěn)定苯氧自由基，則可增強(qiáng)酚的抗氧化能力，雜原子的P型孤對電子使苯氧自由基通過共振作用得以穩(wěn)定從而提高抗自由基能力，苯環(huán)上供電子基取代有利于苯氧自由基的穩(wěn)定而提高抗氧化活性，相反，吸電子基會降低苯氧自由基穩(wěn)定性而削弱抗自由基活性7，8。酚類物質(zhì)清除·OH的過程見圖4。    33本文所研究的4_HCA衍生物清除·OH的活性基團(tuán)是酚羥基而不是酚羥基對位的_CH=CH_COOH3。它是一個給電子基，通過共振作用穩(wěn)定了苯氧自由基， 該類化合物是一類良好的抗氧化劑。    34 4_HCA的酚羥基單側(cè)鄰位上引

12、入不同取代基時烷氧基的給電子共軛效應(yīng)穩(wěn)定了苯氧自由基，清除·OH活性增強(qiáng)，F(xiàn)A 、ea；溴的p_共軛效應(yīng)抵銷了溴的吸電子效應(yīng)，所以活性基本保持不變(ha)；_NO2是強(qiáng)吸電子基，嚴(yán)重削弱4_HCA清除·OH的活性，i無抗自由基活性。    35酚羥基單側(cè)鄰位烷氧基取代時清除·OH活性大為提高，在此基礎(chǔ)上在酚羥基的另一側(cè)鄰位上引入取代基時引入給電子基_OCH3時，活性進(jìn)一步增大，dFA。引入吸電子基_NO2時活性都大大降低，cFA，ge。引入_Br時活性增強(qiáng)，bFA、fe，可能是因為_Br的共振給電子作用而進(jìn)一步增強(qiáng)了苯氧自由基穩(wěn)定性，

13、抗氧化活性進(jìn)一步提高。綜上所述，化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的4_HCA衍生物體外清除·OH的能力有較大差異，4_HCA苯環(huán)上3、5位取代基的引入可明顯地影響此類化合物抗·OH活性，甲氧基和乙氧基能明顯提高活性，溴次之，硝基則降低活性。 【參考文獻(xiàn)】  1方允中, 鄭榮梁. 自由基生物學(xué)的理論與應(yīng)用M. 北京: 科學(xué)出版社, 2002. 31-33.2陳瑗, 周玫. 自由基醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與病理生理M. 北京:人民衛(wèi)生出版社, 2002. 21-24.3張立偉, 趙春貴, 楊頻. 肉桂酸衍生物清除羥自由基活性研究J. 中國醫(yī)院藥學(xué)雜志, 2004, 24(11): 662-663.4劉金, 張立偉. 肉桂酸衍生物抗氧化劑對·OH引發(fā)的DNA損傷的防護(hù)作用J. 食品科學(xué), 2006, 27(9): 49-51.5黃華永, 沈星海, 鄭錦鴻. 阿魏酸及其類似物的合成及其清除自由基活性研究J. 中國新藥雜志, 2006, 15(6): 454-458.6龐戰(zhàn)軍