三种蟾酥中蟾蜍二烯内酯类化合物抑制Na+/K+-ATP酶活性的立体选择性研究

Na+/K+-ATPase is an important target of cardiactonic drugs. Its inhibitors can be used for the treatment of heart failure or cardiac insufficiency. Our group has performed systematical studies on the bufadienolides from the venom of Bufo bufo gargarizans and found that stereoisomerism phenomenon existed among these molecules. Bioassay results showed that these molecules could significantly inhibit Na+/K+-ATPase, and the inhibitory activities were related to the stereochemistry. Furthermore, its safety and cardiactonic effects are stronger than the common drug digoxin. Based on our preliminary work, this project intends to isolate and identify the bufadienolides from three kinds of Bufonis Venenum in our country. Special attention will be paid on the chiral separation of stereoisomers. Evaluation of these compounds on Na+/K+-ATPase inhibitory activity using the enzyme, cell and animal models will be performed to explore the stereoselectivity rules. Results of this project will provide a scientific basis for the development of new cardiactonic agents from Na+/K+-ATPase inhibitors with high selectivity and high affinity.

Na+/K+-ATP酶是重要的强心药靶标，该酶的抑制剂可用于心衰或心功能不全的治疗。本课题组对来源于中华大蟾蜍的蟾酥中蟾蜍二烯内酯进行了系统研究，发现此类分子存在立体异构现象。活性测试结果表明，该类分子可显著抑制Na+/K+-ATP酶的活性，其抑制作用与立体构型密切相关，且安全性和强心活性优于常用药物地高辛。本项目拟在前期研究工作的基础上，对分布于我国的三种蟾蜍属动物的蟾酥中蟾蜍二烯内酯类成分进行系统分离和鉴定，重点对其中的立体异构体进行手性拆分，从酶学、细胞和动物水平评价这类分子对Na+/K+-ATP酶的抑制活性，探讨其立体选择性规律，为研发高选择性、高亲和力的新型Na+/K+-ATP酶抑制剂类强心药提供理论依据。

我们前期研究发现，中药蟾酥中的蟾蜍二烯内酯具有很好的Na+/K+-ATP酶抑制活性，并具有明显的区域选择性和立体选择性，其安全性与强心活性均优于甲型强心甾，然而其作用方式不清楚。本研究在前期研究工作的基础上，对三种蟾蜍属动物的蟾酥中蟾蜍二烯内酯类成分进行系统分离和鉴定，重点对不同取代模式的蟾蜍二烯内酯进行分离和鉴定，对其中的立体异构体进行手性拆分，从酶学和动物水平评价这类分子对Na+/K+-ATP酶的抑制活性，探讨其立体选择性和区域选择性规律。.在化学部分，1）本项目已对三种蟾蜍属动物（中华大蟾蜍、黑框蟾蜍和澳洲蟾蜍）的蟾酥中蟾蜍二烯内酯进行分离，对蟾蜍二烯内酯中存在的立体异构体进行手性拆分，利用现代波谱技术并结合单晶衍射技术鉴定它们的立体结构；2）用化学方法，构建了不同构型的糖基化产物；3）为了更加绿色环保，我们从细菌和植物中寻找糖基专业酶，用生物学的方法构建不同构型的糖基化产物。.在生物学部分，我们系统评价了三种蟾酥中天然蟾蜍二烯内酯、各种糖基化产物对Na+/K+-ATP酶的抑制活性，采用固体核磁共振技术探讨这些化合物与Na+/K+-ATP酶相互作用的结合方式和不同立体异构体与Na+/K+-ATP酶作用的立体选择性规律。在此基础上，发现了选择性高、亲和力强的新药先导化合物，蟾毒灵-3beta-N-甲氧基-N-beta-D-葡萄糖苷和蟾毒灵-3beta-N-甲氧基- N- L-(+) 核糖苷（均为beta-构型），为研究和开发高效低毒的Na+/K+-ATP酶抑制剂类强心药物提供了科学依据。.我们已发表论文7篇，申请并获得中国发明专利2项。.因此，本项目已完成预设的研究计划。