黃嘌呤氧化酶是肉桂體內尿酸生成的關鍵酶,它能催化次黃嘌呤和黃嘌呤轉化為尿酸。醛缩尿酸過多可導致痛風。氨基全球痛風發病率與日俱增,脲对並呈年輕化趨勢,黄嘌化酶成為第二大威脅人類生命和健康的呤氧代謝性疾病,因此研發防治痛風、制作高尿酸血症的用研藥物成為目前醫藥界的一個研究熱點。XOD抑製劑可減少體內尿酸生成,肉桂預防痛風病。醛缩肉桂醛又稱桂皮醛,氨基是脲对斯裏蘭卡肉桂油、桂皮油、黄嘌化酶藿香油、呤氧風信子油和玫瑰油等精油的制作重要活性成分。肉桂醛具有殺菌消毒、抗潰瘍、抗病毒、抗癌等功能。有研究報道了肉桂揮發油和肉桂醛的體內降尿酸和血清XOD抑製實驗,結果顯示肉桂揮發油和肉桂醛具有較好的體內降尿酸活性,肉桂醛體外實驗有XOD抑製活性。但活性比陽性藥別嘌醇稍弱。另外,Maria等研究表明縮氨基脲類席夫堿類物質有較強的XOD抑製作用。基於肉桂醛與席夫堿均能抑製XOD,本研究采取基團拚合原理,合成肉桂醛縮氨基脲及縮氨基硫脲類席夫堿,並測定其對黃嘌呤氧化酶的抑製作用。探討其構效關係,旨在篩選出高效低毒的黃嘌呤氧化酶的抑製劑。
氧嗪酸鉀鹽、尿酸、黃嘌呤、別嘌呤醇、黃嘌呤氧化酶:均購自美國Sigma-A1drich公司;肉桂醛、4-甲基氨基硫脲、4-苯基氨基硫脲、氨基脲、氨基硫脲、Na2HP04·12H20、NaH2P04·2H20、氫氧化鈉、EDTA、DMSO:均購自上海國藥廠,分析純;尿酸測定試劑盒:購自南京建成生物工程研究所,生產批號20180530;XOD測定試劑盒:購自南京建成生物工程研究所,生產批號20180720。
UV-2450紫外分光光度計:購自日本島津公司;集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、精密電子天平BT25S:購自美國熱電尼高力公司;旋轉蒸發器RE52CS-1:購自上海亞榮生化儀器廠;循環水式多用真空泵SHB-Ⅲ:購自鄭州長城科工貿有限公司;紅外光譜儀FTIRNicolet5700、高分辨率四級杆-飛行時間質譜儀Agilent6538、核磁共振儀AV-600:均購自德國Bmker公司。
健康雄性昆明種小鼠40隻,體質量18~22g:由江西中醫藥大學實驗動物科技中心提供,實驗動物生產許可證號:SCXK(贛)2018-003。實驗前飼養一周,以適應環境。飼養條件:室溫(25±2)℃,相對濕度60%-70%。
成將10mmol氨基脲或氨基硫脲類物質加入100mL三頸燒瓶中,準確加入15mL無水乙醇,加熱磁力攪拌器中恒溫70℃回流10min溶解,然後逐滴滴加10mmol的肉桂醛,溶液逐漸變為黃綠色,加4滴冰乙酸,回流4h後發現有固體析出,冷卻至室溫後過濾,重結晶,即可得到產物。其中化合物a是肉桂醛縮氨基脲,cinnamicaldehydesemicarbazone,CAS;化合物b是肉桂醛縮氨基硫脲,einnamaldehvdethiosemi-carbazide,CT;化合物c是肉桂醛縮甲基氨基硫脲,cinnamaldehvdeshrinkagemethylthiosemica曲azide,CSMT;化合物d是肉桂醛縮4-苯基氨基硫脲,cinnamaldehvdeshrinkagemethylthiosemicarbazide,CSMT(圖1)。
通過UV、IR、1H-NMR、ESI-MS進行結構表征。
UV光譜:將肉桂醛衍生物分別溶於無水乙醇.配成濃度為1×10-5m01/L的溶液,測定紫外-可見吸收光譜,測定波長為200-600nm。
IR光譜:將肉桂醛衍生物1mg和100mgKBr充分研磨後壓片,在400~4000cm-1範圍內,掃描32次,分辨率為4cm-1,測定肉桂醛衍生物的紅外吸收光譜。
1H-NMR:樣品10mg加入0.5mL氘代溶劑溶解。25℃條件下,配備5mmPABB0探針,在BrukerDRX400MHz波譜儀上進行測定。使用MestReNova軟件處理數據。參數選擇後采樣、傅立葉變換、調相位、校正零點、積分、定最大最小值、打印圖譜等步驟進行氫譜的測量。
ESI-MS質譜條件:ESI電噴霧離子源,負離子檢測,離子源溫度120℃。霧化器壓力206850Pa,幹燥氣氮氣流量7L/min,溫度350℃。毛細管電壓25kV,錐孔電壓20V,錐孔氣流量50L/h,檢測電壓l600V。用MassLvnx軟件處理數據。
黃嘌呤氧化酶的作用下,黃嘌呤被氧化生成尿酸。實驗方法參照Cos等的方法並略有修改。各化合物分別用DMSO溶解,製備樣品液。黃嘌呤氧化酶水溶液(0.2U/mL)用超純水配製,濃度為0.15mmol/L的黃嘌呤底物溶液用PBS緩衝溶液配製(pH7.5)。總反應體係3mL,先加入PBS緩衝溶液0.85mL,0.15mmol/L的黃嘌呤底物溶液2mL,再加入0.05mL不同濃度的樣品溶液,混勻1分鍾。然後加入0.1mL黃嘌呤氧化酶水溶液,立即搖勻,25℃水浴,於290nm處測定酶促反應曲線,每隔10s測一次吸光值,持續200s。黃嘌呤氧化酶的活性相當於曲線線性期部分的斜率。以樣品濃度作橫坐標,相對酶活作縱坐標,作圖得到黃嘌呤氧化酶活性抑製曲線。重複測定3次。抑製率為:
抑製率(%)=((S0-S1)/S0)×100%
式中:S0是無樣品組別的斜率,S1是添加樣品組別的斜率。
以黃嘌呤為底物,研究肉桂醛縮氨基脲抑製黃嘌呤氧化酶活性的機理,即可逆抑製或者不可逆抑製。在測活體係中,固定底物黃嘌呤濃度,依次加入肉桂醛縮氨基脲濃度0、50、75、100μmo此,改變XOD酶的質量濃度,測定不同濃度的抑製劑肉桂醛縮氨基脲對XOD催化氧化黃嘌呤能力的影響。以酶促反應的速度對酶質量濃度作圖,若得到一係列通過原點的直線,則為可逆抑製;若得到一組平行線,則為不可逆抑製。
參照上述酶反應體係,以黃嘌呤為底物,研究肉桂醛縮氨基脲對黃嘌呤氧化酶活性的抑製常數。改變加入黃嘌呤的濃度,固定酶的濃度,測定不同濃度肉桂醛縮氨基脲(0、30、40、60μmol,L)抑製黃嘌呤氧化酶活性的效果。抑製類型由Lineweave-Burk雙倒數作圖法來判斷。縱坐標是直線的斜率或Y軸的截距,橫坐標是各化合物濃度,作圖,可計算相應的抑製常數(KI或KIS)。
相關鏈接:肉桂醛,氨基脲,氫氧化鈉,尿酸
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