芳杂环缩氨基硫脲类似物的合成及其抑制酪氨酸酶活性研究

摘要

酪氨酸酶（EC1.14.18.1，Tyrosinase），是一种双核铜离子的金属酶，广泛分布于植物、动物以及微生物中，是生物体内合成黑色素的关键酶。杂环化合物广泛存在于自然界以及药物分子中，如叶绿素、血红素、维生素、抗菌素等，许多杂环化合物具有重要的生理活性。文献报道杂环中的五元芳杂环呋喃甲醛拥有较好的抑制酪氨酸酶活性，但对它的类似物及其化学修饰物对酪氨酸酶的抑制作用，鲜有文献报道。
　　本课题选取了2-噻吩甲醛类似物（a、d、e）、2-呋喃甲醛（b）、2-吡咯甲醛（c）作为母体，成功地合成了缩氨基硫脲类化合物1a-3a，1b-3b，1c-3c，1d和1e。采用酶动力学方法研究化合物抑制酪氨酸酶活性，结果表明：芳杂环缩氨基硫脲类化合物比其母体化合物表现出更强的抑制酪氨酸酶的活性；化合物1a-1c对酪氨酸酶抑制能力强于对照品曲酸，其中化合物1a（IC50=0.43μM）的抑制能力最强，约是曲酸（IC50=17.94μM）的42倍；在硫脲基团中氨基取代的化合物比甲基取代和苯基取代的化合物具有更强的抑制活性；芳杂环中杂原子为S的化合物抑制能力强于杂原子为O和N的化合物。
　　采用酶动力学方法、紫外光谱法、荧光光谱法、核磁滴定法等手段研究化合物对酪氨酸酶的抑制机理，并揭示其结构与活性之间的关系，结果表明：化合物1a-1c为酪氨酸酶的可逆混合型抑制剂；铜离子螯合实验表明化合物1a-1c与铜离子形成了1.5:1的复合物；在对酪氨酸酶的荧光猝灭实验中，化合物1a-1c对酪氨酸酶的猝灭能力强弱与抑制酪氨酸酶活性相一致，且1a-Cu2+复合物与化合物1a相比，表现出更弱的猝灭作用。这些结果揭示抑制剂与酪氨酸酶的抑制作用位点可能与酶的活性中心铜离子相关。核磁滴定结果进一步证实这一结论，且硫脲末端氨基上氢原子与酪氨酸酶残基形成氢键更有利于增强酶的抑制活性。此外，ANS荧光探针揭示了在抑制过程中抑制剂并没有改变酶的疏水环境。
　　本课题不仅提出了一系列新型、高效、优质的酪氨酸酶抑制剂，而且总结出的相关构效关系为进一步寻找此类型的酪氨酸酶抑制剂奠定理论基础。对酶抑制剂的抑制机理的研究，为化合物在美白化妆品方面的应用提供了更加科学的理论依据。

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第一章 引言

1.1 酪氨酸酶的研究现状

1.2 酪氨酸酶抑制剂的研究现状

1.3 芳杂环物质的概述

1.4 缩氨基硫脲类化合物的研究概况

1.5 课题研究的目的和意义

第二章 芳杂环缩氨基硫脲类似物的合成与表征

2.1 引言

2.2 实验材料与仪器

2.3 实验方法

2.4 实验结果与讨论

2.5 小结

第三章 芳杂环缩氨基硫脲类似物抑制酪氨酸酶活性研究

3.1 引言

3.2 实验材料与仪器

3.3 实验方法

3.4 实验结果与讨论

3.5 小结

第四章 芳杂环缩氨基硫脲类似物与酪氨酸酶相互作用研究

4.1 引言

4.2 实验材料与仪器

4.3 实验方法

4.4 实验结果与讨论

4.5 小结

第五章 全文总结与展望

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果