喹喔啉化合物的脂質(zhì)過氧化活性

秦祥宇，朱長進（北京理工大學化工與環(huán)境學院，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
（北京理工大學化工與環(huán)境學院，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，實驗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，對應的清除率達到了57.7%。構效關系研究認為對羥基苯乙烯這一結構單元對于喹喔啉化合物在提高抗氧化活性有重要意義。

關鍵詞：有機化合物；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，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胞組織中山梨醇的蓄積所引起的[1]。大量動物實驗和臨床研究表明，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，從而達到預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計開發(fā)，但形成的藥物卻僅有一個，絕大多數(shù)都是由于毒副作用或臨床藥效低而終止[2-7]。眾多研究認為，僅通過抑制山梨醇的積累還不足以應對其他組織病變，而同時抑制山梨醇積累和氧化應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鍵。

本文作者課題組一直在探索設計合成新型醛糖還原酶抑制劑，前期已設計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，本文作者課題組設計并合成了一系列基于喹喔啉結構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。

在前期工作的基礎上，本文通過對一系列帶有酚羥基結構的喹喔啉化合物進行脂質(zhì)過氧化物抗氧化活性實驗，進一步測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效關系，得到了優(yōu)異的研究結果。

1　試驗方法與材料

1.1MDA法測定喹喔啉化合物體外抗氧化活性

該實驗方法利用脂質(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，反應溶液吸光度發(fā)生改變[12]。因此使用紫外分光光度計（島津UV1800），測定吸光度的變化來計算得出被測化合物的抑制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，實驗操作步驟按照試劑盒說明書操作，每個樣品平行測定3次，取平均值。MDA抑制率計算公式如式(1)。

1.2MDA法測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（購于北京大學醫(yī)學部，每只20g左右），因為此種類型的轉基因老鼠是氧化應激易感品種，適合進行抗氧活試驗研究。以部分隨機分組法分為模型組（無藥物治療，僅給予溶媒，2只老鼠，分別標記為1-1、1-2），藥物治療組（100mg/kg體重，5只老鼠，分別標記為2-1、2-2、2-3、2-4和2-5）和標準抗氧化物Trolox治療組（100mg/kg體重，2只老鼠，分別標記為3-1、3-2），每日固定時間灌胃一次，連續(xù)給藥5天，受試藥物均使用PEG-400（聚乙二醇400，購于國藥集團化學試劑北京有限公司）配成懸浮劑。第5天給藥6h后將小鼠處死，取腦組織，進行如2.1節(jié)試驗中所述的MDA法測定，每個樣品平行測定3次，取平均值。

1.3HPLC法測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）測定，測定儀器是日立D-2000 Elite HPLC，來源于本課題組。測定條件為：色譜柱C18(250mm×10mm，5mm)；流動相：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，時間：5min，紫外檢測波長254nm 。

2　結果與討論

2.1MDA法測定喹喔啉化合物的體外抗氧化活性

MDA法測定喹喔啉化合物的抗氧化活性結果如表1所示。比較14個化合物的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鏈結構有重要關系，當喹喔啉酮化合物的C3位碳碳雙鍵鏈接，側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，對應的清除率達到了57.7%，而作為陽性對照藥的Trolox為71.5%，構效關系研究表明對羥基苯乙烯這一結構對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)過氧化抑制實驗

2.2MDA法測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驗中，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其進行了體內(nèi)抗氧化實驗。通過對老鼠腦勻漿的脂質(zhì)過氧化物進行MDA法測定（3組平行試驗測定，取平均值），發(fā)現(xiàn)該化合物在體內(nèi)對脂質(zhì)過氧化都有明顯的抑制作用，尤其與陽性對照藥Trolox進行比較發(fā)現(xiàn)，化合物12的抗氧化抑制活性高出一倍，結果如表2所示。這一結果充分表明不管是體外抗氧化實驗，還是體內(nèi)動物實驗，化合物12都表現(xiàn)出相當優(yōu)異的活性。

表2 體內(nèi)脂質(zhì)過氧化抑制實驗

2.3HPLC法測定喹喔啉化合物小鼠體內(nèi)代謝

在進行體內(nèi)抗氧化試驗的同時，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混合溶液的保留時間，發(fā)現(xiàn)目標化合物12仍然存在，表明該化合物有著很好的藥代動力學特性，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　論

綜上所述，通過脂質(zhì)過氧化抑制實驗發(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，清除率達到了57.7%。構效關系研究認為對羥基苯乙烯這一結構單元對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計與合成提供了新的思路，一方面可以考慮在側鏈芳烴上增加酚羥基；另一方面，可以在喹喔啉母核結構上增加酚羥基，以期進一步提高抗氧化活性。

參考文獻

[1]CHEN X，YANG Y C，MA B，et al. Design and synthesis of potent and selective aldose reductase inhibitors based on pyridylthiadiazine scaffold[J]. European Journal of Medicinal Chemistry，2011，46（5）：1536-1544.

[2]DA SETTIMO F，PRIMOFIORE G，DA SETTIMO A，et al. Novel，highly potent aldose reductase inhibitors：cyano (2-oxo-2,3-dihydroindol-3-yl) acetic acid derivatives[J]. J. Med. Chem.，2003，46（8）：1419-1428.

[3]DA SETTIMO F，PRIMOFIORE G，LA MOTTA C，et al. Naphtho[1,2-d]isothiazole acetic acid derivatives as a novel class of selective aldose reductase inhibitors[J]. J. Med. Chem.，2005，48 （22）：6897-6907.

[4]EL-KABBANI O，CARBONE V，DARMANIN C，et al. Structure of aldehyde reductase holoenzyme in complex with the potent aldose reductase inhibitor fidarestat：implications for inhibitor binding andselectivity[J]. J. Med. Chem.，2005，48（17）：5536-5542.

[5]LA MOTTA C，SARTINI S，MUGNAINI L，et al. Pyrido[1,2-a] pyrimidin-4-one derivatives as a novel class of selective aldose reductase inhibitors exhibiting antioxidant activity[J]. J. Med. Chem.，2007，50（20）：4917-4927.

[6]ROBERTI M，PIZZIRANI D，SIMONI D，et al. Synthesis and biological evaluation of resveratrol and analogues as apoptosisinducing agents[J]. J. Med. Chem.，2003，46（16）：3546-3554.

[7]VAN ZANDT M C，JONES M L，GUNN D E，et al. Discovery of 3-[(4,5,7-trifluorobenzothiazol-2-yl)methyl]indole-N-acetic acid (Lidorestat) and congeners as highly potent and selective inhibitors of aldose reductase for treatment of chronic diabetic complications[J]. J. Med. Chem.，2005，48（9）：3141-3152.

[8]CHEN X，ZHANG S，YANG Y C，et al. 1,2-Benzothiazine 1,1-dioxide carboxylate derivatives as novel potent inhibitors of aldose reductase[J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry，2011，19 （23）：7262-7269.

[9]CHEN X，ZHU C J，GUO F，et al. Acetic acid derivatives of 3,4-dihydro-2h-1,2,4-benzothiadiazine 1,1-dioxide as a novel class of potent aldose reductase inhibitors[J]. Journal of Medicinal Chemistry，2010，53（23）：330-344.

[10]YANG Y C，ZHANG S Z，WU B B，et al. An efficient synthesis of quinoxalinone derivatives as potent inhibitors of aldose reductase[J]. Chem. Med. Chem.，2012，7：823-835.

[11]ZHANG S Z，CHEN X，PARVEEN S，et al. Synthesis and in vitro pharmacological studies of C(7) modification of 3,4-dihydro-2H-1,2,4-benzothiadiazine 1,1-dioxide as aldose reductase inhibitor[J]. Chem. Med. Chem.，2013，8，603-613.

[12]曾維才，石碧. 天然產(chǎn)物抗氧化活性的常見評價方法[J]. 化工進展，2013，32（6）：1205-1213.

·會訊·

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

基金項目：國家自然科學基金項目（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：TQ 460

文獻標志碼：A

文章編號：1000–6613（2016）01–0216–04