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基本信息

项目名称:
多羟基二苯甲酮的新应用
小类:
生命科学
简介:
根据目前国际上的文献资料,我们发现一些多羟基查尔酮、多羟基二苯乙烯、多羟基苯甲酰苯胺等化合物都具有酪氨酸酶、α-葡萄糖苷酶的抑制作用,也具有抗氧化作用。因为多羟基二苯甲酮与上述化合物具有相似结构。 因此我们就开始着手对多羟基二苯甲酮的生物活性方面的探究。希望能为未来药物筛选提供一个新的研究点或者选择。
详细介绍:
根据目前国际上的文献资料,我们发现一些多羟基查尔酮、多羟基二苯乙烯、多羟基苯甲酰苯胺等化合物都具有酪氨酸酶、α-葡萄糖苷酶的抑制作用,也具有抗氧化作用。而多羟基二苯甲酮与上述化合物具有相似结构,但是一直以来,多羟基二苯甲酮类化合物都只是被用作紫外线吸收剂,广泛应用于塑料、树脂、涂料、合成橡胶、感光材料及化妆品行业,尚未有关于其生物活性方面的报道。 因此我们就开始着手对多羟基二苯甲酮的生物活性方面的探究。希望能为未来药物筛选提供一个新的研究点或者选择。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

为了填补其在生物活性研究领域的空白,也是为新型的α-葡萄糖苷酶抑制剂以及酪氨酸酶抑制剂和激活剂提供候选化合物。 研究基本思路为通过测定已知的α-葡萄糖苷酶抑制剂阿卡波糖以及酪氨酸酶抑制剂曲酸的抑制活性,并以其为参照物,对比得出多羟基二苯甲酮系列化合物的酪氨酸酶、α-葡萄糖苷酶抑制活性强弱。然后通过动力学实验确定该类化合物的抑制动力学模式,推测其与酶的相互作用情况。

科学性、先进性及独特之处

多羟基二苯甲酮衍生物的结构与黄酮类化合物的结构相似,因此我们有理由相信其亦具有相似的生物活性,而最终的研究结果表明我们的猜测是合理的。 除少数几个化合物为新合成外,其余化合物在工业上已有广泛应用,因此,其合成与提纯的工艺已相当成熟。但是该类化合物于生命科学应用方面的研究甚少,因此我们此次的研究既为多羟基二苯甲酮衍生物的应用提供了新的可能,也为这方面的研究提供了新的方向。

应用价值和现实意义

我们的研究表明,多羟基二苯甲酮衍生物具有相当好的酪氨酸酶及α-葡萄糖苷酶抑制活性。酪氨酸酶抑制剂可以治疗目前常见的色素沉着皮肤病如雀斑、黄褐斑、老年斑。α-葡萄糖苷酶抑制剂被广泛用于治疗糖尿病。 本课题所研究的大部分多羟基二苯甲酮衍生物都具有较好的α-葡萄糖苷酶抑制活性以及酪氨酸酶抑制和激活活性,为各种与酪氨酸酶和α-葡萄糖苷酶有关的疾病的药物的设计与合成提供了有益的参考。

学术论文摘要

随着近年来对α-葡萄糖苷酶和酪氨酸酶研究的深入,α-葡萄糖苷酶和酪氨酸酶抑制剂的研发已经成为国内外许多研究机构及药物公司开发的热点和方向。本题目的确定初衷就是想通过研究二苯甲酮衍生物与α-葡萄糖苷酶和酪氨酸酶的构效关系,从而探索出二苯甲酮衍生物在分子生物化学方面的应用新前景。本实验通过两个系列的二苯甲酮衍生物研究了其对α-葡萄糖苷酶和酪氨酸酶的活性的影响,结果表明系列一化合物对α-葡萄糖基酶和酪氨酸酶均有较好的抑制效果,动力学模式为竞争性;系列二对酪氨酸酶具有较好的激活效果,动力学模式为非竞争性,并提出了其对酪氨酸酶的激活机理。实验填补了二苯甲酮衍生物在生物活性研究方面的空白。

获奖情况

1. Hu, Xue-Sen; Xiao, Yang; Wu, Jian-Long; Ma, Lin, Evaluation of Polyhydroxybenzophenone as α-Glucosidase Inhibitors. Archiv der Pharmazie - Chemistry in Life Science, 334, 71-77 (2011) 2. Wu, Jian-Long; Hu, Xue-Sen; Ma, Lin, Synthesis and Biological Evaluation of Polyhydroxy-benzophenone as Tyrosinase Inhibitors. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry, 26, 449-452 (2011) 3. 胡学森;吴剑龙;马林《一种潜在的多功能化妆品功能材料-依昔苯酮》,《广东化工》37, 29-30 (2010) 4. 吴剑龙;胡学森;马林《多羟基二苯甲酮的抗氧化性能研究》,《中山大学学报:自然科学版》49, 70-74 (2010) 5. Hu, Xue-Sen; Wu, Jian-Long; Xiao, Yang; Ma, Lin (2011) Benzophenone Derivatives: A New Class of tyrosinase Activator. under review by Journal of Agricultural and Food Chemistry(JAFC)

鉴定结果

经由中山大学挑战杯组委会核实,以上所作信息,及所发表沦为均为真实!

参考文献

1. 倪星忠.临床生化酶试剂方法 2. 张龙祥,张庭芳.生化实验方法和技术 3. Sánchez-Ferrer A., Rodr´ıguez-López J.N., Garc´ıa-Cánovas F., Garc´ıa-Carmona F. (1995) Tyrosinase: a comprehensive review of its mechanism. 4. Chang T.S. (2009) An Updated Review of Tyrosinase Inhibitors. 5. Decker H., Schweikardt T., and Tuczek F. (2006) The First Crystal Structure of Tyrosinase: All Questions Answered. 6. Seo S.Y., Sharma V.K., and Sharma N. (2003) Mushroom Tyrosinase: Recent Prospects.

同类课题研究水平概述

α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase,EC3.2.1.20)又叫α-D-葡萄糖苷水解酶、麦芽糖酶(maltase)、转移葡萄糖苷酶。它可以从低聚糖类底物的非还原末端切开α-1,4糖苷键,释放出葡萄糖,或将游离出的葡萄糖残基转移到另一糖类底物形成α-1,6糖苷键,从而得到非发酵性的低聚异麦芽糖或糖酯、糖肽等。α-葡萄糖苷酶在自然界广泛分布,种类繁多,性质各异,几乎存在于所有生物体内。它在人类的糖原降解和动物、植物、微生物的糖类代谢方面具有重要的生理功能。α-葡萄糖苷酶参与生物体的糖代谢,对维持生物体的正常生理功能起着重要作用。如果人类和哺乳动物组织中α-葡萄糖苷酶缺失,就会导致严重的糖原代谢紊乱和组织中糖原的过度积累,从而引起庞帕氏病(一种常染色体隐性遗传性糖原贮积病,又叫II型糖原生成疾病)。而人体组织中α-葡萄糖苷酶活性长期性偏低会引起肌肉纤维的破坏和肌肉萎缩。 α-葡萄糖苷酶参与生物体的糖代谢,对维持生物体的正常生理功能起着重要作用。α-葡萄糖苷酶抑制剂可以抑制体内α-葡萄糖苷酶的活性,防止餐后血糖的升高,预防糖尿病的产生。糖尿病是一种以高血糖为特征,代谢紊乱为表现,与胰岛素分泌密切相关的全身性疾病。对于糖尿病患者,其中特别是II型病人,其病发过程中往往先出现餐后高血糖,而后发展成糖尿病,即前者是后者的先期征兆。 目前,临床应用较为广泛的α-葡萄糖苷酶抑制剂只有阿卡波糖(拜糖平、Acarbose) ,伏格列波糖(倍欣、Voglibose) 和米格列醇(Miglitol)。而其余的已经被报道的具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的化合物如黄酮类、生物碱类、皂苷类和酚类等均因活性部位的分离纯化还没有到单体水平、药理作用研究还不足或副作用强、毒性大等各种原因而不能应用于临床。因此通过化学或生化合成、或从中草药中提取具有α-葡萄糖苷酶抑制活性且没有毒性或毒性较低的化合物已成为研究人员研究的热点方向。
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