Complestatin 및 Caffeic acid 유사체의 합성
Syntheses and Neuroprotective Effects of Complestatin and Caffeic acid Analogs
- 주제(키워드) Complestatin , Caffeic acid , 유사체
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 윤성화
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 분자과학기술학과
- 본문언어 영어
초록/요약
1. Complestatin 유사체의 합성 및 신경보호약리효과 연구 Complestatin은 천연에서 추출된 화합물로 6개의 아미노산 단량체 (3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl-oxo-acetic acid-Trp-Hpg(Cl₂)-Hpg-Hpg(Cl₂)-Tyr(N-methyl)-Hpg-OH) 와 3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl-oxo-acetic acid로 구성된 bi-cyclopeptide 화합물이다. 이 화합물은 NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptor에 비 경쟁적인 antagonist로 작용한다. NMDA receptor의 활성억제는 국소빈혈에 의한 대뇌 손상과 치명적인 대뇌손상에서 신경세포를 보호 할 수 있는 반면, NMDA receptor의 활성은 조직과 대뇌 신경세포를 죽이거나 척수에 외상을 주며, 국소 빈혈, 신경 퇴행성 질병인 알츠하이머 치매와 파킨슨 치매의 원인으로 작용한다. 본 연구에서는 이러한 NMDA의 비경쟁적인 antagonist로 작용하는 complestatin의 유사체를 기존의 complestatin의 약리효과와 비교하기 위해 합성하였다. Complestatin 구조에 필요한 단량체인 D-3,5-dichloro-4-hydroxy-phenylglycine은 dichlorination 방법으로 합성하였다. 그것을 이용하여 1개의 아미노산 단량체부터 7개가 연결된 아미노산을 SPPS(Solid Phase Peptide Synthesis)방법을 이용하여 합성하였다. 그 중 D-configuration으로만 합성 되어진 것 중에 육량체 13c 와 칠량체 14c의 경우만 약간의 약리효과가 나타났다. 그러나 이 효과는 기존의 complestatin의 약리효과보다 낮게 나타났다. 2. Caffeic acid 유사체의 합성 및 신경보호약리효과 연구 신경보호 약리효과를 가지는 caffeic acid 와 그 유사체의 항산화 효과를 검증 하였다. In vitro 조건에서 caffeic acid 유도체와 기존의 항산화 물질과의 약효 비교한 결과 얻어진 필요조건을 화합물 design에 도입하여 다음 유사체를 합성하고 이들의 약리효과를 측정하였다. 1) 화합물의 길이가 중요한 작용하는 것으로 예측하여 caffeic acid의 aliphatic chain의 길이를 늘린 유사체를 합성하였다. 2) 기존의 caffeic acid에 많이 포함하고 있는 친수성 구조를 ester 형태의 소수성 구조로 대체하여 수소결합을 통한 혈액내의 오랜 흡착으로 약물이 target에 도달하지 못하는 문제를 연구하였다. 3) caffeic acid 산의 ether 형태의 화합물 구조로 합성을 하여 기존의 화합물의 길이와 binding site의 affinity를 높여주어 약효에 영향을 주는 것에 대하여 연구하였다. Cathechol moiety 대신 triol 형태로 대체하기 위해 BBr3를 이용한 O-demethylation으로 합성된 화합물 8a와 10a의 항산화 효과 및 신경보호 효과가 caffeic acid 보다 뛰어난 것으로 확인되었다. 그리고 linker의 carbon chain의 길이를 확장하기 위해 wittig reaction을 이용하여 유도체화시킨 화합물 6a, 6b, 7a 와 7b 경우에는 비록 caffeic acid에 비해 뛰어나지 않았으나 비슷한 수준의 효과를 보여주었다. 그러나 위의 화합물을 제외한 화합물 1a, 1b, 9a, 9b의 경우는 항산화 효과 및 신경보호 효과가 나타나지 않음을 확인할 수 있었다. Reduction과 hydrogenation을 통한 bioisosteric 화합물 12a ~ 41까지의 경우는 대체적으로 항산화 효과 혹은 신경보호 효과가 caffeic acid에 비해 현저히 낮은 효과를 보였다. 이렇게 얻어진 결과로 볼 때, 화합물의 hydroxyl group과 carbon chain길이는 매우 중요한 인자로 확인할 수 있었고, chain 길이보다는 화합물의 hydroxy group이 더 중요한 인자로 작용하는 것을 알 수 있었다.
more초록/요약
1. Syntheses and Neuroprotecive Effects of Complestatin Analogs Linear peptide analogs of complestatin were synthesized via solid phase peptide synthesis and tested in vitro as inhibitors against N-methyl-D-aspartic acid (NMDA) neurotoxicity as possible new peptidic neuroprotectants. While none of the analogs were as potent as the parent compound (IC_(50) = 2.5 μM), hexamer 31 and heptamer 32, which contain all D-amino acids, showed modestly potent neuroprotective effects with IC_(50) values of 23.8 μM and 22.5 μM, respectively. The results indicate that the bicyclic ring structure of complestatin plays an important role for its inhibitory activity, and the D-stereochemistry of tryptophan (component F) is important for the potency of the linear peptide analogs. 2. Syntheses and Neuroprotecive Effects of Caffeic acid Analogs In this paper, direction of modifications was as follows; 1) the catechol moiety in caffeic acid was replaced with different groups such as its bioisosteric fluoride moiety or carboxylic acid moiety, 2) the hydroxyl group of caffeic acid was removed or added along with its shifted position, 3) the linker between the catechol moiety and the carboxylic acid was extended and/or reduced, 4) Finally, the carboxylic acid was replaced with alcohol. As results, the compounds 8a and 10a (IC_(50) = 2.18 and 3.15 μM), which were modified the catechol moiety of caffeic acid with triol moiety, exhibited more potent activity than other compounds, while other compounds had no activity. These results indicated that triol containing and chain extensions of caffeic acid analogs are very important for potent neuroprotective and antioxdant activities.
more목차
Part 1. Syntheses and Neuroprotecive Effects of Complestatin Analogs = 1
I. Introduction = 2
II. Drug design = 8
III. Results and discussion = 12
1. Chemistry = 12
1) Direct chlorination method = 12
2) Syntheses of complestatin fragments = 12
3) Syntheses of complestatin analogs with SPPS method = 14
4) Syntheses of cyclic analogs with a disulfide bridge = 19
2. Biological evaluations = 22
IV. Experimental section = 27
V. Conclusion = 37
VI. References = 39
Part 2. Syntheses and Neuroprotecive Effects of Caffeic acid Analogs = 46
I. Introduction = 47
II. Drug design = 50
III. Results and discussion = 52
1. Chemistry = 52
1) Syntheses of caffeic acid analogs containing a triol moiety with various chain length = 52
2) Syntheses of caffeic acid analogs with a bioiso-steric moiety = 55
3) Syntheses of caffeic acid analogs where the hydroxyl group at para position in the catechol was substituted with a carboxylic acid group = 56
4) Syntheses of caffeic acid analogs where the hydroxyl group at meta position in the catechol was substituted with a carboxylic acid group = 59
2. Biological evaluations = 64
IV. Experimental section = 72
V. Conclusion = 96
VI. References = 98
Abstract = 103
Appendix = 105
