氨基酸席夫堿金屬配合物的合成及抗腫瘤活性研究進(jìn)展

氨基酸席夫堿金屬配合物的合成及抗腫瘤活性研究進(jìn)展

0氨基酸席夫堿金屬配合物氨基酸是重要的生理活性物質(zhì)。它是生物中蛋白質(zhì)、激素、酶和抗體的原料，并參與生物環(huán)境中的各種生物化學(xué)過(guò)程。除了作為氨基酸和蛋白質(zhì)合成的原料外，氨基酸等其他形式的氨基酸化合物，如氮或氨基酸、丙烯酸、丙烯酸、鹽和金屬配合物，也具有生物和生理活性。氨基酸和其他小分子生物配體的金屬配合物不僅具有重要的生物功能，而且大多數(shù)是生命形式的重要結(jié)合體，如金屬蛋白。金屬酶等生命因素的結(jié)合必須保持其結(jié)構(gòu)和功能所必需的活動(dòng)中心。因此，對(duì)金屬元素的形成行為對(duì)于完善和進(jìn)一步發(fā)展金屬補(bǔ)充體系具有重要意義。此外，它還對(duì)研究和探索金屬離子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)非常重要。20世紀(jì)20年代，對(duì)氨基丙烯酸酯堿金屬配合物的研究引起了許多化學(xué)工作者的興趣，并報(bào)告了許多科學(xué)研究結(jié)果。主要包括配合物的合成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究，以及大多數(shù)過(guò)渡金屬離子[2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、34、35和36]。1配合物的抗菌活性研究近年來(lái),由于氨基酸的特殊結(jié)構(gòu),使其形成的氨基酸席夫堿及金屬配合物研究領(lǐng)域顯得尤為活躍.氨基酸席夫堿是指利用各種氨基酸與帶有羰基的不同醛或酮進(jìn)行反應(yīng)得到的含有C=N結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物.它是一類非常重要的被修飾了的氨基酸配體,其特點(diǎn)是含有多個(gè)強(qiáng)電負(fù)性的配位原子(N、O),具有較強(qiáng)的配位能力和多樣的配位方式.當(dāng)氨基酸席夫堿與過(guò)渡金屬發(fā)生反應(yīng)時(shí),配體易通過(guò)亞胺上的氮、羧基上的氧與金屬原子形成較穩(wěn)定的五元、六元螯合環(huán),文獻(xiàn)已報(bào)道了大量的配合物及晶體結(jié)構(gòu).這些金屬配合物可以作為研究維生素B6酶反應(yīng)的優(yōu)良模型,并對(duì)生物無(wú)機(jī)化學(xué)和醫(yī)藥方面有著重要的意義,其抗腫瘤藥物活性比一般的席夫堿有機(jī)化合物效果更為明顯,已經(jīng)有人研究了這類配合物與DNA的相互作用.畢思瑋等合成了氨基酸系列水楊醛席夫堿與Cu(Ⅱ)配合物,比較了配合物的抗菌活性與穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)間的關(guān)系,結(jié)果表明,抗菌活性隨配體中氨基酸殘基非配位基R的增大而減小,這說(shuō)明隨穩(wěn)定性的提高,抗菌活性減小.王忠等合成了4-氯苯甲醛縮甘氨酸席夫堿的Co(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)配合物,并測(cè)定分析了其組成與結(jié)構(gòu),抗菌活性實(shí)驗(yàn)表明,4種配合物對(duì)淺部真菌都有較強(qiáng)的抗菌作用.Casella等也合成了一系列不對(duì)稱O2載體模型化合物:Co(Sal-L-AA),Co(Pdx-L-AA),(Sal=水楊醛,Pdx=吡哆醛,AA=丙氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、組氨酸).氨基酸及其衍生物的鋅配合物抗菌活性的研究報(bào)道較多,其他應(yīng)用報(bào)道較少.劉興榮等合成了5-硝基水楊酸縮甘氨酸schiff堿與Zn(Ⅱ)的配合物,并進(jìn)行了抑菌活性實(shí)驗(yàn),表明Zn(Ⅱ)配合物對(duì)枯草桿菌、雜色霉菌有抑菌活性.畢思瑋等合成了亮氨酸水楊醛席夫堿及其鋅(Ⅱ)的配合物,進(jìn)行了表征,并測(cè)定了配合物的穩(wěn)定常數(shù),抗菌活性實(shí)驗(yàn)表明,配合物的抗菌活性優(yōu)于配體抗菌活性.范謙等合成了組氨酸席夫堿Mn(Ⅱ)配合物,表征分析了其結(jié)構(gòu),并研究了該配合物對(duì)環(huán)己烯烯丙位氧化的催化性能,考察了溫度、時(shí)間、溶劑、氧壓力等因素對(duì)反應(yīng)的影響.V.Paredes-García等利用5-溴水楊醛和甘氨酸縮合的產(chǎn)物與Fe(NO3)3在甲醇溶液中形成配合物,甘氨酸中兩個(gè)羧基氧分別與兩個(gè)鐵離子配位,起到橋聯(lián)的作用.同時(shí),甘氨酸中氨基氮原子和水楊醛中酚氧原子以及配位水中氧原子與鐵離子形成六配位的變形八面體構(gòu)型.2配合物的制備通常是利用稀土鹽與氨基酸席夫堿在醇溶液中反應(yīng)制得,由于在堿性條件下稀土離子易沉淀,所以很難獲得晶體.近年來(lái),浙江大學(xué)的姚克敏課題組已對(duì)稀土氨基酸席夫堿配合物的研究做了大量的工作,并發(fā)現(xiàn)它們具有較好的催化性能.如配合物[LnCu2(H2TALY)(NO3)5](NO3)2·nH2O(H2TALY為4甘醇醛縮雙賴氨酸席夫堿)可在不加助催化劑時(shí)單獨(dú)催化聚合甲基丙烯酸甲酯(MMA),轉(zhuǎn)化率可高達(dá)100%.3還原型氨基酸席夫堿配合物氨基酸席夫堿及其配合物的生物活性研究,前人已經(jīng)做了不少的工作[10,11,12,13,14,15,16,17,18].為了克服這類物質(zhì)由于C=N雙鍵的剛性而穩(wěn)定性差的弱點(diǎn),在保證活性基因的情況下,將席夫堿配體中的C=N雙鍵還原為C-N單鍵.這使其結(jié)構(gòu)具有更好的柔韌性,對(duì)于尋求穩(wěn)定的模型配合物或高效低毒的殺菌藥物等均有重要意義.從文獻(xiàn)來(lái)看,還原型氨基酸席夫堿配合物的研究大多集中于配合物的結(jié)構(gòu)測(cè)定等表征,而對(duì)所合成的配合物的生物活性及活性影響因素的研究報(bào)道較少.胡久榮等以水楊醛通過(guò)苯丙氨酸氨基的反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行修飾,選擇生命必須微量元素Cu(Ⅱ)作為中心離子,在乙醇和水的混合溶劑中合成了3種配合物,[Cu(Hsphe)(phen)](ClO4)·3H2O、[Cu(Hsphe)(2,2′-bipy)](ClO4)、[Cu(Hsphe)(2,2′-bipy)](NO3).(Hsphe=N-(2-羥芐基)-DL-α-苯丙氨酸根,phen=1,10-鄰菲咯啉,2,2′-bipy=2,2′-聯(lián)吡啶),并對(duì)配合物的晶體結(jié)構(gòu)及其抑菌活性進(jìn)行了研究.4金屬離子及配合物的作用DNA是由大量脫氧核糖核酸組成的大分子,其中的戊糖和磷酸基起著結(jié)構(gòu)性的作用,而堿基則起著攜帶遺傳信息的作用.配合物與DNA的結(jié)合按化學(xué)鍵來(lái)劃分主要有共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵兩種,其中非共價(jià)鍵對(duì)了解金屬配合物的抗腫瘤活性和其與DNA作用模式之間的關(guān)系起著非常重要的作用,主要包括3種方式:靜電作用、溝面作用和插入作用.(1)靜電作用.核酸是一種帶負(fù)電荷的多聚陰離子,通常以鈉鹽形式存在.金屬離子及許多配合物帶有正電荷,因此它們可以與核酸在外層通過(guò)靜電發(fā)生作用.(2)溝面作用.配合物結(jié)合在DNA的溝面,主要靠堿基疏水起穩(wěn)定作用.(3)插入作用.配合物以含有平面芳香雜環(huán)的配體插入相重疊,通過(guò)Π-Π堆積作用相互結(jié)合.最近,發(fā)現(xiàn)氨基酸席夫堿的三元配合物對(duì)DNA有較好的插入或部分插入作用,因此這類配合物有可能成為新的DNA切割劑或抗癌和抗病菌藥物,在醫(yī)學(xué)上有著潛在的應(yīng)用前景.研究氨基酸席夫堿的配合物與DNA相互作用有重要意義.利用紫外光譜方法檢測(cè)DNA與配合物之間的相互作用是最常用的分析方法,增色效應(yīng)和減色效應(yīng)是與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)型密切相關(guān)的特有光譜性質(zhì),增色效應(yīng)是配合物與DNA中堿基基團(tuán)配位,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)改變的結(jié)果;而減色效應(yīng)是化合物與DNA中磷酸基團(tuán)靜電作用,使DNA發(fā)生空間軸向收縮的結(jié)果.圖1是配合物[YbL(H2O)](NO3)2·2H2O(HL即香蘭素縮賴氨酸席夫堿)在不同DNA濃度下的電子光譜,紫外光譜顯示加入DNA后,該配合物在280nm、310nm左右的吸收峰強(qiáng)度均增強(qiáng),且280nm處的吸光度(A)隨著DNA與配合物濃度比(r=cDNA/cM)的增大而不斷增強(qiáng).配合物吸收峰的增強(qiáng)可能是由于磷酸基團(tuán)上所帶負(fù)電荷與稀土陽(yáng)離子發(fā)生靜電結(jié)合,使配合物在DNA表面分子發(fā)生長(zhǎng)距離自組裝.5氨基酸席夫堿配合物與氨基酸配合物的作用氨基酸席夫堿配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)特性與物質(zhì)分子性質(zhì)或生物活性或材料的定量關(guān)系,涉及生物學(xué)、配位化學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域中所關(guān)注的熱點(diǎn),亟待研究.由于含多功能基席夫堿配體及其配合物在立體化學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、異構(gòu)現(xiàn)象、磁學(xué)、光譜學(xué)、動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)機(jī)理、配位反應(yīng)、分析化學(xué)、催化、穩(wěn)定劑、染料和顏料、攝影、電光顯示以及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有著重要的作用,而目前還未見(jiàn)有在氨基