秦祥宇，朱长进（北京理工大学化工与环境学院，北京 100081）



喹喔啉化合物的脂质过氧化活性

秦祥宇，朱长进
（北京理工大学化工与环境学院，北京 100081）

摘要：研究了一系列先前合成的喹喔啉化合物的抑制脂质过氧化活性，实验得到了这些化合物的体内和体外脂质过氧化抗氧化活性数据，发现这类喹喔啉化合物具有优异的抗氧化活性，其中，脂质过氧化清除率最高的化合物是2-(3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)-2氧喹喔啉-1(2H)-烷基)乙酸，它在浓度为100μmol/L时，对应的清除率达到了57.7%。构效关系研究认为对羟基苯乙烯这一结构单元对于喹喔啉化合物在提高抗氧化活性有重要意义。

关键词：有机化合物；喹喔啉；抗氧化；药物

第一作者：秦祥宇（1988—），男，博士研究生。E-mail qxyszgr@ 163.com。联系人：朱长进，教授。E-mail zcj@bit.edu.cn。

糖尿病并发症是由糖尿病患者体内多元醇代谢通路异常所造成的细胞组织中山梨醇的蓄积所引起的[1]。大量动物实验和临床研究表明，醛糖还原酶抑制剂可以有效地改善糖尿病患者多元醇代谢通路异常，从而达到预防和延缓糖尿病并发症的目的。目前为止，许多醛糖还原酶抑制剂被设计开发，但形成的药物却仅有一个，绝大多数都是由于毒副作用或临床药效低而终止[2-7]。众多研究认为，仅通过抑制山梨醇的积累还不足以应对其他组织病变，而同时抑制山梨醇积累和氧化应激将是一条提高药效的可行方案，也是糖尿病并发症治疗药物研究的关键。

本文作者课题组一直在探索设计合成新型醛糖还原酶抑制剂，前期已设计合成出多种磺酰类化合物用于醛糖还原酶抑制剂[8-11]。尤其近些年来，本文作者课题组设计并合成了一系列基于喹喔啉结构的新型醛糖还原酶抑制剂，并且发现这类喹喔啉化合物对醛糖还原酶有着很好的抑制活性，接下来将继续研究这类化合物的抗氧化活性。

在前期工作的基础上，本文通过对一系列带有酚羟基结构的喹喔啉化合物进行脂质过氧化物抗氧化活性实验，进一步测试得到了这些化合物的体内和体外抗氧化活性，并初步探讨了它们的构效关系，得到了优异的研究结果。

1　试验方法与材料

1.1MDA法测定喹喔啉化合物体外抗氧化活性

该实验方法利用脂质源在亚铁离子的作用下氧化分解产生丙二醛（MDA）及其类似物，在高温和酸性条件下，与硫代巴比妥酸（TBAR）反应生成粉红色产物，该产物在波长532nm处有最大吸收峰。向反应体系中加入抗氧化物质，抑制脂质过氧化的发生，粉红色产物生成量减小，反应溶液吸光度发生改变[12]。因此使用紫外分光光度计（岛津UV1800），测定吸光度的变化来计算得出被测化合物的抑制MDA生成率，从而表征化合物的抑制脂质过氧化能力。在此原理基础上发展出了多种高效快捷的MDA试剂盒，所使用的MDA试剂盒购于南京建成生物工程研究所，实验操作步骤按照试剂盒说明书操作，每个样品平行测定3次，取平均值。MDA抑制率计算公式如式(1)。

1.2MDA法测定喹喔啉化合物体内抗氧化活性

选取9只低密度脂蛋白（LDL）受体基因敲除老鼠（购于北京大学医学部，每只20g左右），因为此种类型的转基因老鼠是氧化应激易感品种，适合进行抗氧活试验研究。以部分随机分组法分为模型组（无药物治疗，仅给予溶媒，2只老鼠，分别标记为1-1、1-2），药物治疗组（100mg/kg体重，5只老鼠，分别标记为2-1、2-2、2-3、2-4和2-5）和标准抗氧化物Trolox治疗组（100mg/kg体重，2只老鼠，分别标记为3-1、3-2），每日固定时间灌胃一次，连续给药5天，受试药物均使用PEG-400（聚乙二醇400，购于国药集团化学试剂北京有限公司）配成悬浮剂。第5天给药6h后将小鼠处死，取脑组织，进行如2.1节试验中所述的MDA法测定，每个样品平行测定3次，取平均值。

1.3HPLC法测定喹喔啉化合物小鼠体内代谢

在最后一次给药6h后，取老鼠血浆，离心取上清液，利用高效液相色谱（HPLC）测定，测定仪器是日立D-2000 Elite HPLC，来源于本课题组。测定条件为：色谱柱C18(250mm×10mm，5mm)；流动相：CH3CN (0.1% TFA)/CH3OH= 75/25，色谱纯甲醇和乙腈来源于J.T.Baker，流速1.0ml/min，时间：5min，紫外检测波长254nm 。

2　结果与讨论

2.1MDA法测定喹喔啉化合物的体外抗氧化活性

MDA法测定喹喔啉化合物的抗氧化活性结果如表1所示。比较14个化合物的MDA抗氧化活性数据可知，其中9、10和12等3个化合物有较好的抗氧化表现，其抗氧化活性与化合物的侧链结构有重要关系，当喹喔啉酮化合物的C3位碳碳双键链接，侧链芳基上有酚羟基存在，化合物表现出优异的抗氧化活性，脂质过氧化清除率最高的化合物是2-[3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)-2氧喹喔啉-1(2H)-烷基]乙酸12，它在浓度为100μmol/L时，对应的清除率达到了57.7%，而作为阳性对照药的Trolox为71.5%，构效关系研究表明对羟基苯乙烯这一结构对于喹喔啉化合物在提高抗氧化活性方面起到了重要作用。

表1　体外脂质过氧化抑制实验

2.2MDA法测定喹喔啉化合物体内抗氧化活性

在上述体外生物活性实验中，发现化合物12具有优异的抑制脂质过氧化的活性。接下来选择化合物12，利用LDL受体基因敲除的小鼠对其进行了体内抗氧化实验。通过对老鼠脑匀浆的脂质过氧化物进行MDA法测定（3组平行试验测定，取平均值），发现该化合物在体内对脂质过氧化都有明显的抑制作用，尤其与阳性对照药Trolox进行比较发现，化合物12的抗氧化抑制活性高出一倍，结果如表2所示。这一结果充分表明不管是体外抗氧化实验，还是体内动物实验，化合物12都表现出相当优异的活性。

表2 体内脂质过氧化抑制实验

2.3HPLC法测定喹喔啉化合物小鼠体内代谢

在进行体内抗氧化试验的同时，还研究了化合物12在LDL受体基因敲除的小鼠体内的代谢情况。分别测定给药血浆、空白血浆以及空白血浆和化合物12混合溶液的保留时间，发现目标化合物12仍然存在，表明该化合物有着很好的药代动力学特性，液相色谱图如图1～图3所示。

图1　空白血浆液相色谱图

图2　空白血浆和化合物12混合溶液的液相色谱图

图3　给药血浆液相色谱图

3　结　论

综上所述，通过脂质过氧化抑制实验发现，先前合成的喹喔啉化合物具有良好的脂质过氧化物抑制活性，抑制脂质过氧化活性最高的化合物是12，它在浓度为100μmol/L时，清除率达到了57.7%。构效关系研究认为对羟基苯乙烯这一结构单元对于喹喔啉化合物在提高抗氧化活性有重要意义，这为后续新型多功能喹喔啉化合物的设计与合成提供了新的思路，一方面可以考虑在侧链芳烃上增加酚羟基；另一方面，可以在喹喔啉母核结构上增加酚羟基，以期进一步提高抗氧化活性。

参考文献

[1]CHEN X，YANG Y C，MA B，et al. Design and synthesis of potent and selective aldose reductase inhibitors based on pyridylthiadiazine scaffold[J]. European Journal of Medicinal Chemistry，2011，46（5）：1536-1544.

[2]DA SETTIMO F，PRIMOFIORE G，DA SETTIMO A，et al. Novel，highly potent aldose reductase inhibitors：cyano (2-oxo-2,3-dihydroindol-3-yl) acetic acid derivatives[J]. J. Med. Chem.，2003，46（8）：1419-1428.

[3]DA SETTIMO F，PRIMOFIORE G，LA MOTTA C，et al. Naphtho[1,2-d]isothiazole acetic acid derivatives as a novel class of selective aldose reductase inhibitors[J]. J. Med. Chem.，2005，48 （22）：6897-6907.

[4]EL-KABBANI O，CARBONE V，DARMANIN C，et al. Structure of aldehyde reductase holoenzyme in complex with the potent aldose reductase inhibitor fidarestat：implications for inhibitor binding andselectivity[J]. J. Med. Chem.，2005，48（17）：5536-5542.

[5]LA MOTTA C，SARTINI S，MUGNAINI L，et al. Pyrido[1,2-a] pyrimidin-4-one derivatives as a novel class of selective aldose reductase inhibitors exhibiting antioxidant activity[J]. J. Med. Chem.，2007，50（20）：4917-4927.

[6]ROBERTI M，PIZZIRANI D，SIMONI D，et al. Synthesis and biological evaluation of resveratrol and analogues as apoptosisinducing agents[J]. J. Med. Chem.，2003，46（16）：3546-3554.

[7]VAN ZANDT M C，JONES M L，GUNN D E，et al. Discovery of 3-[(4,5,7-trifluorobenzothiazol-2-yl)methyl]indole-N-acetic acid (Lidorestat) and congeners as highly potent and selective inhibitors of aldose reductase for treatment of chronic diabetic complications[J]. J. Med. Chem.，2005，48（9）：3141-3152.

[8]CHEN X，ZHANG S，YANG Y C，et al. 1,2-Benzothiazine 1,1-dioxide carboxylate derivatives as novel potent inhibitors of aldose reductase[J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry，2011，19 （23）：7262-7269.

[9]CHEN X，ZHU C J，GUO F，et al. Acetic acid derivatives of 3,4-dihydro-2h-1,2,4-benzothiadiazine 1,1-dioxide as a novel class of potent aldose reductase inhibitors[J]. Journal of Medicinal Chemistry，2010，53（23）：330-344.

[10]YANG Y C，ZHANG S Z，WU B B，et al. An efficient synthesis of quinoxalinone derivatives as potent inhibitors of aldose reductase[J]. Chem. Med. Chem.，2012，7：823-835.

[11]ZHANG S Z，CHEN X，PARVEEN S，et al. Synthesis and in vitro pharmacological studies of C(7) modification of 3,4-dihydro-2H-1,2,4-benzothiadiazine 1,1-dioxide as aldose reductase inhibitor[J]. Chem. Med. Chem.，2013，8，603-613.

[12]曾维才，石碧. 天然产物抗氧化活性的常见评价方法[J]. 化工进展，2013，32（6）：1205-1213.

·会讯·

Inhibition activity of lipid peroxidation of quinoxalinone compounds

QIN Xiangyu，ZHU Changjin
（School of Chemical Engineering and Environment，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China）

Abstract：A series of synthesized quinoxalinone compounds have been investigated for their inhibition of lipid peroxidation. The activity data of in vitro and in vivo inhibition of lipid peroxidation has been obtained. These quinoxalinone compounds were found to have excellent antioxidant activity. 2-(3-(3-methoxy-4-hydroxystyryl)-2-oxoquinoxalin-1(2H)-yl)acetic acid showed appreciable antioxidant properties，much more potent than other tested compounds，with the inhibition value of 57.7%. Further structure activity relationship analysis demonstrates the importance of the para-hydroxystyryl structure for the quinoxaline derivatives in the antioxidant activity.

Key words：organic compounds；quinoxalinone；antioxidant；pharmaceuticals

基金项目：国家自然科学基金项目（21272025）。

收稿日期：2015-04-27；修改稿日期：2015-05-21。

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.01.029

中图分类号：TQ 460

文献标志码：A

文章编号：1000–6613（2016）01–0216–04