石杉碱甲的酶-化学法结构改造与优化

石杉碱甲是来源于我国传统中药千层塔的一种强效可逆性的乙酰胆碱酯酶抑制剂，因其特殊的刚性结构，利用化学方法对其结构进行改造优化以获得活性更强的新一代石杉碱甲类抗老年痴呆药物及构效关系的研究一直是一个难点。在前期研究中，我们尝试利用生物转化的方法对其结构进行改造，发现微生物Streptomyces griseus 等4株放线菌能够在C-6、C-12位上选择性地引入羟基，这为进一步的化学结构改造提供了可能。本项研究拟在此基础上，利用生物转化与化学转化相结合的方法对石杉碱甲进行结构修饰与优化，获得结构多样化的衍生物，并评价其乙酰胆碱酯酶/丁酰胆碱酯酶抑制活性及其体内活性。这些研究将完善石杉碱甲类化合物的构效关系，期能获得活性更强、毒性更低、具自主知识产权的新型抗老年痴呆药物先导物/候选物，具理论及实际应用意义。

石杉碱甲结构复杂，利用化学法对其结构进行修饰具有很大的难度。本研究通过大量的筛选，发现了四株可以转化石杉碱甲的微生物，并通过制备生物转化获得了6个结构新颖的化合物，其中有不同位置羟基化的产物与羧基化的产物，为进一步的化学法结构修饰提供了机会，表明生物转化在结构复杂的天然产物结构修饰中的重要作用。在上述基础上，通过设计并合成了近30个石杉碱甲衍生物，遗憾的是这些化合物的乙酰胆碱酯酶抑制活性均低于石杉碱甲，但对丁酰胆碱酯酶抑制活性也较石杉碱甲弱。值得一提的是，石杉碱甲的生物转化产物M3具有很强的自由基清除作用，其作用机制可能与上调提高Hsp70的表达以及降低caspase-3的表达有关，提示该化合物具有很强的神经保护作用，有可能作为神经保护的先导化合物。