大流量钙激活钾离子通道开放剂的设计、合成及活性筛选

论文摘要

本文综述了大流量钙激活钾离子通道（Large conductance，calcium-activated，voltage-dependent K+channels，简称BK或MaxiK）的结构特点、分子组成、功能、活性及表达的调节及现有的BK通道调节剂。BK广泛分布于各类平滑肌细胞，BK的主要特点是因膜的去极化或者细胞内的钙离子浓度升高而激活来发挥超极化作用。BK是脉管系统的重要调节因素，可根据细胞的需要，像变阻器一样精确调节细胞膜电位和细胞内的钙离子浓度。BK是细胞内钙离子浓度的负反馈机制的关键调节因素，在病理生理条件下，BK开放防止细胞内的钙离子浓度过高导致细胞死亡。BK通道的开放剂可以增强BK的活性，并且可能具有保护缺血性中风后的神经细胞及防治平滑肌的过度兴奋等作用，可用于高血压、哮喘、中风等的治疗、预防。BK通道可被雌二醇及他莫希芬的非激素样作用调节开放，并且这种作用是通过BK通道β1亚基参与来实现的。这些化合物对BK的非激素样作用主要表现在增加细胞BK的NP0。本文以他莫希芬为先导化合物，设计合成了89个小分子化合物，即带有二甲胺基乙氧基侧链的取代二苯基乙烯类、取代二苯基丁烯类、取代二苯亚甲基哌啶（羧酸酯）类、双苯环类化合物，共有75个未见文献报道。在化合物的构建上，考虑到合成、分离、结构鉴定的易操作性，特别是避免合成不对称的Z／E异构体，在构建双键时，采取McMurry反应，以一分子对称的脂肪或芳香酮为原料，与另一分子取代酮进行分子间一步偶联反应，直接得到目标化合物的母环，再进行简单的取代变换，得到目标化合物。目标化合物结构经质谱、高分辨质谱及氢谱确证。并对McMurry反应机理及以Weinreb酰胺合成关键中间体苯基酮的反应机理进行了初步探讨。在总结BK开放剂的测定方法基础上，采用荧光分析方法及膜片钳实验对化合物的活性进行测定。采用测量膜电位的慢反应染料DiBAC4（3）为荧光试剂，利用高表达大鼠的α和β1亚基的HEK293细胞对目标化合物进行活性筛选，观察加入化合物前后的每个细胞的荧光变化。以他莫希芬为对照得到化合物的相对开放活性。59个目标化合物多数具有潜在的大流量钙激活钾离子通道开放活性，并对构效关系进行了初步总结。同时对16个目标化合物进行内面外向式膜片钳实验活性测定，其中5个化合物具有BK开放活性，间接证实了荧光法作为筛选体系的可信性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 BK离子通道简介
• 1.1 钾离子通道的特点
• 1.2 钾离子通道的分类
• 1.2.1 六次跨膜单孔道钾离子通道
• 1.2.2 二次跨膜单孔道钾离子通道
• 1.2.3 四次跨膜双孔道钾离子通道
• 1.3 钙激活钾离子通道
• 1.4 大流量钙激活钾离子通道
• 1.4.1 BK的分子结构
• 1.4.2 BK的电压敏感性
• 1.4.3 BK的钙离子敏感性
• 1.4.4 BK的其他调节方式
• 1.5 BK通道的活性调节及表达
• 1.5.1 磷酸化作用
• 1.5.2 氧化还原调节
• 1.5.3 激素调节
• 1.5.4 BK的功能
• 1.5.5 BK调节剂及功能
• 第二章 立题依据及化合物的设计
• 2.1 目标化合物的设计
• 2.2 合成路线的设计
• 2.3 合成路线及机理研究
• 2.3.1 合成路线及方法的选择
• 2.3.2 Mcmurry反应的机理
• 2.4 中间体酮的合成
• 2.4.1 Weinreb反应
• 2.4.2 酮的合成机理
• 第三章 活性测定及构效关系
• 3.1 膜片钳方法
• 3.1.1 膜片钳技术的基本原理
• 3.1.2 膜片钳技术的各种模式
• 3.2 荧光法
• 3.2.1 荧光法的分类
• 3.2.2 荧光方法建立及活性测定
• 3.3 膜片钳实验结果
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 荧光构效关系
• 3.1.2 膜片钳实验结果及讨论
• 第四章 实验部分
• 4.1 化学实验
• 4.2 生物实验
• 4.2.1 膜片钳方法
• 4.2.2 荧光方法
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介
• 图谱