五環(huán)三萜類化合物的構(gòu)效關(guān)系

五環(huán)三萜類化合物的構(gòu)效關(guān)系09293320方凱莉五環(huán)三萜分為齊墩果烷型、烏蘇烷型、羽扇豆烷型和木栓烷型。五環(huán)三萜類化合物作為皂草苷的糖苷配基在自然界中廣泛存在.目前，一些三萜類化合物已被報道具有抗腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡以及抗AIDS的作用。1、抗AIDS作用的五環(huán)三萜類化合物的構(gòu)效關(guān)系齊墩果酸(1)可以從多種植物提取得到，對齊墩果酸進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，將齊墩果酸C3位羥基、C17位羧基成酯，得到一系列衍生物(2?14)。其抗HIV-1PR的 IC50 值分別為8.0,20.0,20.0,8.0,4.0,4.0,3.0,7.5,3.0,4.0,3.8,5.6,>20.0和>20.0pmol?L-1。體外測試結(jié)果表明，齊墩果酸的二羧酸半酯當(dāng)C3-酰基鏈上的碳原子數(shù)在5以內(nèi)時，抗HIV-1PR抑制活性隨著鏈長增長而增加，活性按乙二酰、丙二酰、丁二酰和戊二酰半酯(衍生物3?6)的順序逐漸升高活性最好的是C3上連有最長碳鏈的戊二酰半酯(6，IC50=4pmol?L-1)，它的抑制活性是齊墩果酸的2倍(IC50=8pmol?L-1)。通過引入亞甲基單元而進(jìn)一步增長?；鶄?cè)鏈，可使抑制活性進(jìn)一步提高(8，10，IC50=,3pmol?L-1)。若使亞甲基單元個數(shù)超過+時，抑制活性略顯降低(11,IC50=4pmol?L-1)。將齊墩果酸的3-羥基轉(zhuǎn)變成3-羰基或3-羥亞氨基時，保留了它的抑制活性。將C28-羧基甲基化的3-羥基轉(zhuǎn)變成3-羰基或3-氨基時，其不良的活性沒有改變。但C3-羥亞氨基-齊墩果烷-12-烯-28酸甲酯與甲基齊墩果烷相比，活性提高

了2倍。無論C17-羧基基團(tuán)是游離的還是甲基化的，將C3-羥亞氨基引入其結(jié)構(gòu)中，抑制活性顯著提高（17位上帶有游離羧基的C3-?；牧u胺化合物是一個例外，它顯示了與非?；幕衔锵嗤幕钚裕?。由此可以推測，C3位羥基是抗HIV-1的活性基團(tuán)。8OCO(CH8OCO(CH?)4COOHOHUHg10OCO(CH^)SGOOH11OCOeH^C(GH^)2CH2匚OOHOH12OGO(CH2}4COOCH3OH13OCO(CH2)4COOCH3OCHn14oco(ch7)4^h^CH2-141OH OCH3OCOCOOH OHOCOCH2COOHOHOCO(CH2)3CQOHohoco(ch?)3coohOHOCO(CH2)4COOHoh在對天然產(chǎn)物潛在抗HIV性能的繼續(xù)研究中，從桃金娘科葉子中分離得到的羽扇豆烷型五環(huán)三萜類化合物樺木酸（15），可作為抗AIDS藥物，其治療指數(shù)為86.5。對樺木酸及樺木酸還原所得的二氫樺木酸（20）的C3位羥基進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，得到一系列樺木酸衍生物（16~24），這些化合物都具有顯著的潛在抗HIV活性，IC50值分別為12.9,15.9,7.0,4.5,11.7,12.6,7.7,4.9,5.8,13.1“mol?L-i。結(jié)果表明，C3位羥基是其結(jié)構(gòu)中的活性基團(tuán)。2、抗腫瘤作用的五環(huán)三萜類化合物的構(gòu)效關(guān)系2.1抗腫瘤細(xì)胞增殖由齊墩果酸（1）和常春藤皂苷（25）經(jīng)結(jié)構(gòu)改造的幾個齊墩果烷三萜類化合物，在體內(nèi)外實驗中，對7,12-二甲基苯［a］并芘（DM-BA）和12-O-十四酰佛波醇-13-乙酯（佛波酯，TPA）刺激小鼠皮膚腫瘤有顯著抑制活性，其中化合物（26）180-齊墩果烷-12-烯-30，28-二醇，（27）180-齊墩果烷-12-烯-30，23，28-三醇，（28）18a-齊墩果烷-12-烯-30，28-二醇，（29）18a-齊墩果烷-12-烯-30，23，28-三醇具有顯著的抑制效應(yīng)，其抑制率分別是81.1%,100.0%,100.0%,100.0%，尤其是18a-Olean-型化合物的C17位-COOH轉(zhuǎn)變成-CH2OH時（30），其體內(nèi)外抑制腫瘤活性是甘草次酸（31）活性的100倍以上。且在體內(nèi)實驗中沒有顯示出任何特殊的毒性。

烏蘇酸（32）對其淋巴細(xì)胞型白血病P-388和S922HH00zcC烏蘇酸（32）對其淋巴細(xì)胞型白血病P-388和S922HH00zcC:R00HH為抗癌活性成分，L-1210及人肺癌細(xì)胞A-549的增值均有顯著的抑制效應(yīng)。對人上皮癌細(xì)胞KB、人結(jié)腸癌細(xì)胞HCT-8和乳腺癌細(xì)胞MCF-7顯示一定的細(xì)胞毒作用。若將C3羥基和C17羧基酯化使其細(xì)胞毒作用降低，但抗L-1210和P-388白血病細(xì)胞增值的作用略有增加。若將其C3羥基和C17羧基進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，得到化合物（23?39），其抗腫瘤活性顯著提高。可見，烏蘇酸結(jié)構(gòu)中的C3羥基和C17羧基是其活性必需的基團(tuán)。Ri32HH3Cco-ch=ch-ch333CO-CH3H37co-ch?-ch3ch334H38CO-CH=C(CH3)p3SCO-CH^ch339CHa對從B.serrata樹脂中分離得到的4個化合物0-乳香酸，乙?；?0-乳香酸，11-酮基-0-乳香酸和乙?；?11-酮基-0-乳香酸進(jìn)行體外抑制DNA,RNA和蛋白質(zhì)合成的實驗，發(fā)現(xiàn)它們呈劑量依賴性關(guān)系,IC50分別0.6?7.1pmol?L-i。其中AKBA在DNA，RNA和蛋白質(zhì)合成上顯示最的抑制作用，￡°分別為0.6,0.5和4.1pmol?L-i,且對DNA合成的抑制作用是不可逆的，顯著抑制HL-60細(xì)胞增值的同時不影響細(xì)胞穩(wěn)定性。由此可以推測AKBK功能基與其活性的密切關(guān)系，乳香酸分子中的五環(huán)三萜骨架、3a-乙酰氧基、C4羧基和C11酮基是其抗癌活性的必需基團(tuán)。2.2分化誘導(dǎo)作用經(jīng)結(jié)構(gòu)改造而得到的一個新型齊墩果烷三萜2-氰基-3，12-二氧齊墩果烷-1,9-二烯-28-酸（CDDO,40）具有有效的分化、抗增殖和抗炎活性，誘導(dǎo)人體早幼粒白血病細(xì)胞（HL-60）分化和小鼠3T3-L1成纖維細(xì)胞脂肪形成的分化，并增強了神經(jīng)增殖因素引起的小鼠PC12成嗜鉻細(xì)胞瘤神經(jīng)原的分化，對多種人體腫瘤細(xì)胞株的增殖具有顯著的抑制作用，如對人乳腺癌細(xì)胞MCF-7，人的7種白血病細(xì)胞THP-1,U937,HL-60,NB4,AML193,KG-1和ML-1，IC50值分別為0.03,0.05,0.2,0.1,0.04,0.4,0.2和0.1pmol?L-1。CDDO比自然界中存在的烏蘇酸和齊墩果酸顯示出更強的生物活性，其抗炎活性為已知三萜類化合物（41）活性的200?500倍。其結(jié)構(gòu)中的2-氰基、3，12-二羰基基團(tuán)的引入，是提高其活性的必需基團(tuán)。因此，進(jìn)一步顯示了它在體內(nèi)實驗上的有效抑制或治療作用。Jing等應(yīng)用生物化學(xué)和細(xì)胞學(xué)方法篩選天然的癌細(xì)胞分化誘導(dǎo)劑，從千余中天然成分中首次發(fā)現(xiàn)a,0-乳香酸乙酸酯的混合物(ABA)誘導(dǎo)人體早幼粒白血病細(xì)胞(HL-60)分化，有效延長L-1210或P-388白血病小鼠的存活時間；ABA在24.2pmol?L-i的劑量時可以誘導(dǎo)HL-60,U-937和ML-1單細(xì)胞分化，導(dǎo)致90%的細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變，NBT陽性率為80%?90%。同時指出,ABA分子結(jié)構(gòu)中的C3羥基、C4羧基及五環(huán)三萜骨架是其活性的必需基團(tuán)。2.3細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡是由基因控制的細(xì)胞主動死亡過程，其在機體中承擔(dān)著重要的調(diào)控作用。它在維持細(xì)胞群體數(shù)量的自身穩(wěn)定、胚胎發(fā)育和免疫系統(tǒng)的克隆選擇方面具有重要作用，同時在腫瘤發(fā)生、清除、轉(zhuǎn)化、細(xì)胞損傷及抗腫瘤藥物治療方面亦有重要作用。五環(huán)三萜類化合物誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的活性與其結(jié)構(gòu)有密切的聯(lián)系。乳香酸的提取物ABA對人6種髓細(xì)胞白血病細(xì)胞(NB4,SKNO-1,K562,U937,ML-1,HL-60)具有誘導(dǎo)凋亡作用。用20pg.ml-iABA處理24h后，上述細(xì)胞的存活率明顯降低，只有K562細(xì)胞降低30%。ABA是大多數(shù)白血病細(xì)胞的有效細(xì)胞毒劑。ABA濃度為5pg.ml-i時，抑制細(xì)胞生長；濃度高于10Mg.ml-i時，誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。形態(tài)學(xué)和DNA分裂檢測表明：ABA的細(xì)胞毒作用通過誘導(dǎo)凋亡而調(diào)節(jié)。用20Mg.ml-iABA處理24h后，超過50%的細(xì)胞出現(xiàn)凋亡，其中，NB4和HL-60細(xì)胞對ABA誘導(dǎo)凋亡表現(xiàn)高度敏感。實驗證實了ABA對實體瘤細(xì)胞也具有凋亡作用，包括惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞和結(jié)腸癌細(xì)胞。濃度在Mmol?L-i數(shù)量級時，BAS具S有細(xì)胞毒效應(yīng)。采用原位DNA缺口末端標(biāo)記法(TUNET檢測)，電鏡下顯示了DNA誘導(dǎo)的凋亡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),AKBA能使HL-60和CCRF-CEM細(xì)胞顯著減少,IC50為30mmol?L-1，且呈劑量關(guān)系，并指出HL-60和CCRF-CEM的細(xì)胞凋亡可能是抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶I所致。ABA(50?70mmol?L-1)作用于T24人膀胱癌細(xì)胞、MDA/HER-2人乳腺癌細(xì)胞和HT-1080人纖維肉瘤細(xì)胞，細(xì)胞凋亡率均在70%以上。為了研究乳香酸的11-羰基官能團(tuán)對抑制活性是否有效，以香樹素為母體對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造合成了乙酰基-11-羰基-香樹素，并與11-羰基乳香酸進(jìn)行了對比。新合成的化合物在C4位上沒有羧基，直到濃度達(dá)到25mmol?L-i時，在任意實驗系統(tǒng)中沒有顯示5-LOX的抑制活性.在11-羰基的化合物中，11-羰基-0-乳香酸甲酯沒有觀察到抑制活性；0-乳香酸，在C11位缺少羰基官能團(tuán)，在大約60%完整細(xì)胞及游離細(xì)胞體系中僅顯示出不完整、部分的