秦祥宇，朱長進(jìn)（北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院，北京 100081）

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喹喔啉化合物的脂質(zhì)過氧化活性

秦祥宇，朱長進(jìn)
（北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院，北京 100081）

摘要：研究了一系列先前合成的喹喔啉化合物的抑制脂質(zhì)過氧化活性，實(shí)驗(yàn)得到了這些化合物的體內(nèi)和體外脂質(zhì)過氧化抗氧化活性數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這類喹喔啉化合物具有優(yōu)異的抗氧化活性，其中，脂質(zhì)過氧化清除率最高的化合物是2-(3-(3-甲氧基-4-羥基苯基)-2氧喹喔啉-1(2H)-烷基)乙酸，它在濃度為100μmol/L時(shí)，對(duì)應(yīng)的清除率達(dá)到了57.7%。構(gòu)效關(guān)系研究認(rèn)為對(duì)羥基苯乙烯這一結(jié)構(gòu)單元對(duì)于喹喔啉化合物在提高抗氧化活性有重要意義。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化合物；喹喔啉；抗氧化；藥物

第一作者：秦祥宇（1988—），男，博士研究生。E-mail qxyszgr@ 163.com。聯(lián)系人：朱長進(jìn)，教授。E-mail zcj@bit.edu.cn。

糖尿病并發(fā)癥是由糖尿病患者體內(nèi)多元醇代謝通路異常所造成的細(xì)胞組織中山梨醇的蓄積所引起的[1]。大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究表明，醛糖還原酶抑制劑可以有效地改善糖尿病患者多元醇代謝通路異常，從而達(dá)到預(yù)防和延緩糖尿病并發(fā)癥的目的。目前為止，許多醛糖還原酶抑制劑被設(shè)計(jì)開發(fā)，但形成的藥物卻僅有一個(gè)，絕大多數(shù)都是由于毒副作用或臨床藥效低而終止[2-7]。眾多研究認(rèn)為，僅通過抑制山梨醇的積累還不足以應(yīng)對(duì)其他組織病變，而同時(shí)抑制山梨醇積累和氧化應(yīng)激將是一條提高藥效的可行方案，也是糖尿病并發(fā)癥治療藥物研究的關(guān)鍵。

本文作者課題組一直在探索設(shè)計(jì)合成新型醛糖還原酶抑制劑，前期已設(shè)計(jì)合成出多種磺酰類化合物用于醛糖還原酶抑制劑[8-11]。尤其近些年來，本文作者課題組設(shè)計(jì)并合成了一系列基于喹喔啉結(jié)構(gòu)的新型醛糖還原酶抑制劑，并且發(fā)現(xiàn)這類喹喔啉化合物對(duì)醛糖還原酶有著很好的抑制活性，接下來將繼續(xù)研究這類化合物的抗氧化活性。

在前期工作的基礎(chǔ)上，本文通過對(duì)一系列帶有酚羥基結(jié)構(gòu)的喹喔啉化合物進(jìn)行脂質(zhì)過氧化物抗氧化活性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步測(cè)試得到了這些化合物的體內(nèi)和體外抗氧化活性，并初步探討了它們的構(gòu)效關(guān)系，得到了優(yōu)異的研究結(jié)果。

1　試驗(yàn)方法與材料

1.1MDA法測(cè)定喹喔啉化合物體外抗氧化活性

該實(shí)驗(yàn)方法利用脂質(zhì)源在亞鐵離子的作用下氧化分解產(chǎn)生丙二醛（MDA）及其類似物，在高溫和酸性條件下，與硫代巴比妥酸（TBAR）反應(yīng)生成粉紅色產(chǎn)物，該產(chǎn)物在波長532nm處有最大吸收峰。向反應(yīng)體系中加入抗氧化物質(zhì)，抑制脂質(zhì)過氧化的發(fā)生，粉紅色產(chǎn)物生成量減小，反應(yīng)溶液吸光度發(fā)生改變[12]。因此使用紫外分光光度計(jì)（島津UV1800），測(cè)定吸光度的變化來計(jì)算得出被測(cè)化合物的抑制MDA生成率，從而表征化合物的抑制脂質(zhì)過氧化能力。在此原理基礎(chǔ)上發(fā)展出了多種高效快捷的MDA試劑盒，所使用的MDA試劑盒購于南京建成生物工程研究所，實(shí)驗(yàn)操作步驟按照試劑盒說明書操作，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，取平均值。MDA抑制率計(jì)算公式如式(1)。

1.2MDA法測(cè)定喹喔啉化合物體內(nèi)抗氧化活性

選取9只低密度脂蛋白（LDL）受體基因敲除老鼠（購于北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部，每只20g左右），因?yàn)榇朔N類型的轉(zhuǎn)基因老鼠是氧化應(yīng)激易感品種，適合進(jìn)行抗氧活試驗(yàn)研究。以部分隨機(jī)分組法分為模型組（無藥物治療，僅給予溶媒，2只老鼠，分別標(biāo)記為1-1、1-2），藥物治療組（100mg/kg體重，5只老鼠，分別標(biāo)記為2-1、2-2、2-3、2-4和2-5）和標(biāo)準(zhǔn)抗氧化物Trolox治療組（100mg/kg體重，2只老鼠，分別標(biāo)記為3-1、3-2），每日固定時(shí)間灌胃一次，連續(xù)給藥5天，受試藥物均使用PEG-400（聚乙二醇400，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司）配成懸浮劑。第5天給藥6h后將小鼠處死，取腦組織，進(jìn)行如2.1節(jié)試驗(yàn)中所述的MDA法測(cè)定，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，取平均值。

1.3HPLC法測(cè)定喹喔啉化合物小鼠體內(nèi)代謝

在最后一次給藥6h后，取老鼠血漿，離心取上清液，利用高效液相色譜（HPLC）測(cè)定，測(cè)定儀器是日立D-2000 Elite HPLC，來源于本課題組。測(cè)定條件為：色譜柱C18(250mm×10mm，5mm)；流動(dòng)相：CH3CN (0.1% TFA)/CH3OH= 75/25，色譜純甲醇和乙腈來源于J.T.Baker，流速1.0ml/min，時(shí)間：5min，紫外檢測(cè)波長254nm 。

2　結(jié)果與討論

2.1MDA法測(cè)定喹喔啉化合物的體外抗氧化活性

MDA法測(cè)定喹喔啉化合物的抗氧化活性結(jié)果如表1所示。比較14個(gè)化合物的MDA抗氧化活性數(shù)據(jù)可知，其中9、10和12等3個(gè)化合物有較好的抗氧化表現(xiàn)，其抗氧化活性與化合物的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)有重要關(guān)系，當(dāng)喹喔啉酮化合物的C3位碳碳雙鍵鏈接，側(cè)鏈芳基上有酚羥基存在，化合物表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化活性，脂質(zhì)過氧化清除率最高的化合物是2-[3-(3-甲氧基-4-羥基苯基)-2氧喹喔啉-1(2H)-烷基]乙酸12，它在濃度為100μmol/L時(shí)，對(duì)應(yīng)的清除率達(dá)到了57.7%，而作為陽性對(duì)照藥的Trolox為71.5%，構(gòu)效關(guān)系研究表明對(duì)羥基苯乙烯這一結(jié)構(gòu)對(duì)于喹喔啉化合物在提高抗氧化活性方面起到了重要作用。

表1　體外脂質(zhì)過氧化抑制實(shí)驗(yàn)

2.2MDA法測(cè)定喹喔啉化合物體內(nèi)抗氧化活性

在上述體外生物活性實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)化合物12具有優(yōu)異的抑制脂質(zhì)過氧化的活性。接下來選擇化合物12，利用LDL受體基因敲除的小鼠對(duì)其進(jìn)行了體內(nèi)抗氧化實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)老鼠腦勻漿的脂質(zhì)過氧化物進(jìn)行MDA法測(cè)定（3組平行試驗(yàn)測(cè)定，取平均值），發(fā)現(xiàn)該化合物在體內(nèi)對(duì)脂質(zhì)過氧化都有明顯的抑制作用，尤其與陽性對(duì)照藥Trolox進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，化合物12的抗氧化抑制活性高出一倍，結(jié)果如表2所示。這一結(jié)果充分表明不管是體外抗氧化實(shí)驗(yàn)，還是體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，化合物12都表現(xiàn)出相當(dāng)優(yōu)異的活性。

表2 體內(nèi)脂質(zhì)過氧化抑制實(shí)驗(yàn)

2.3HPLC法測(cè)定喹喔啉化合物小鼠體內(nèi)代謝

在進(jìn)行體內(nèi)抗氧化試驗(yàn)的同時(shí)，還研究了化合物12在LDL受體基因敲除的小鼠體內(nèi)的代謝情況。分別測(cè)定給藥血漿、空白血漿以及空白血漿和化合物12混合溶液的保留時(shí)間，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)化合物12仍然存在，表明該化合物有著很好的藥代動(dòng)力學(xué)特性，液相色譜圖如圖1～圖3所示。

圖1　空白血漿液相色譜圖

圖2　空白血漿和化合物12混合溶液的液相色譜圖

圖3　給藥血漿液相色譜圖

3　結(jié)　論

綜上所述，通過脂質(zhì)過氧化抑制實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，先前合成的喹喔啉化合物具有良好的脂質(zhì)過氧化物抑制活性，抑制脂質(zhì)過氧化活性最高的化合物是12，它在濃度為100μmol/L時(shí)，清除率達(dá)到了57.7%。構(gòu)效關(guān)系研究認(rèn)為對(duì)羥基苯乙烯這一結(jié)構(gòu)單元對(duì)于喹喔啉化合物在提高抗氧化活性有重要意義，這為后續(xù)新型多功能喹喔啉化合物的設(shè)計(jì)與合成提供了新的思路，一方面可以考慮在側(cè)鏈芳烴上增加酚羥基；另一方面，可以在喹喔啉母核結(jié)構(gòu)上增加酚羥基，以期進(jìn)一步提高抗氧化活性。

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·會(huì)訊·

Inhibition activity of lipid peroxidation of quinoxalinone compounds

QIN Xiangyu，ZHU Changjin
（School of Chemical Engineering and Environment，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China）

Abstract：A series of synthesized quinoxalinone compounds have been investigated for their inhibition of lipid peroxidation. The activity data of in vitro and in vivo inhibition of lipid peroxidation has been obtained. These quinoxalinone compounds were found to have excellent antioxidant activity. 2-(3-(3-methoxy-4-hydroxystyryl)-2-oxoquinoxalin-1(2H)-yl)acetic acid showed appreciable antioxidant properties，much more potent than other tested compounds，with the inhibition value of 57.7%. Further structure activity relationship analysis demonstrates the importance of the para-hydroxystyryl structure for the quinoxaline derivatives in the antioxidant activity.

Key words：organic compounds；quinoxalinone；antioxidant；pharmaceuticals

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21272025）。

收稿日期：2015-04-27；修改稿日期：2015-05-21。

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.01.029

中圖分類號(hào)：TQ 460

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1000–6613（2016）01–0216–04