瓜环类超分子药物载体的研究

通过对国内外其他学者工作的归纳，结合项目组承担和完成国家自然科学基金项目过程中所进行的瓜环及改性瓜环的合成，瓜环与多种药物活性分子相互作用的初步探索以及对瓜环毒性实验的初步考察情况。为了开拓瓜环在药学方面的应用，本项目拟选择核苷类多聚酶抑制剂、嘧啶类抗代谢药和非环核苷膦酸酯类抗乙型肝炎病毒前药等作为模型药物，研究不同瓜环与这些药物的分子识别作用及其结构模式、作用体系的热力学及动力学性质、作用机制及影响条件，发现和利用瓜环与这些物质相互作用时所产生的理化性质所特有的变化，研究瓜环作为药物载体在药物的增溶性，增加稳定性，控制释放，降低毒性，提高生物利用度等方面的应用途径。为瓜环作为药物纳米载体技术平台的建立搭建前期基础。

本项目选择了核苷类多聚酶抑制（如6-巯基嘌呤，6-硫鸟嘌呤，甲氨喋呤等）、嘧啶类抗代谢药物（如阿糖胞苷，吉西他滨等）和非环核苷膦酸酯类抗乙型肝炎病毒前药（阿德福韦-双-L-亮氨酸酯及阿德福韦-双-L-苯丙氨酸酯等）等作为模型药物，开展了瓜环与上述模型药物的主客体相互作用及分子识别研究。详细考察了瓜环与这些药物的超分子识别作用及其结构模式、作用体系的热力学及动力学性质、作用机制及影响条件，比较了瓜环对目标药物的溶解性、稳定性及细胞毒性的影响，发现了瓜环可以起到保护、稳定、增溶药物分子等作用。具体研究内容如下：. 研究了瓜环对核苷类多聚酶抑制的分子识别规律、作用位点、热力学机制等；揭示了瓜环基药物超分子体系的结构模式，结构特征，作用体系的热力学性质，光化学或电化学性质变化情况等。发现了瓜环可作为上述药物的增溶剂，并且可改善药物的溶出度。. 探讨了瓜环对嘧啶类抗代谢药物阿糖胞苷及吉西他滨的分子识别作用。结果发现瓜环使得阿糖胞苷及吉西他滨的pKa值发生了移动，其原因可能是瓜环端口与客体间的离子-偶极作用或氢键作用共同的结果，这种性质在稳定药物、跟踪检测药物质子化过程等方面将得到崭新应用。同时瓜环可延长阿糖胞苷及吉西他滨的室温贮存期，也就是说瓜环可增强嘧啶类抗代谢药物的稳定性。. 设计并合成了非环核苷膦酸酯类抗乙型肝炎病毒前药阿德福韦-双-L-氨酸酯，在对瓜环与阿德福韦-双-L-氨基酸酯的主客体化学研究中发现，相对于较简单的药物分子，分子结构较复杂的药物阿德福韦-双-L-氨酸酯与瓜环作用后，其作用位点多样化，随着瓜环浓度的变化，其主客体配合物的化学计量比为1：1，2：1或3：1。并且瓜环可以改善此类药物吸湿性等物理化学性质。同时，瓜环具有显著的增强阿德福韦-双-L-亮氨酸酯抗HBV活性与作用选择性的效果。上述研究结果为我们进一步对此类药物的深入研究奠定了基础。. 此外，在本项目的研究基础上，研究组还引入了核酸（DNA）及牛血清白蛋白（BSA），开展了瓜环与药物及DNA（BSA）相互作用的研究，并探讨了它们的结合机理以及药物对DNA（BSA）构象的影响，为理解超分子中的自组装、分子多重识别等概念以及阐明药物在体内的传输具有一定的理论意义。上述研究成果为瓜环作为药用载体提供了实验依据，同时也为瓜环作为药物纳米载体技术平台的搭建打下了一个良好的基础。