本发明专利技术涉及一种新型靶向‑增强线粒体功能药物Mito‑VB3及其制备方法和应用，属于有机荧光探针技术领域。本发明专利技术对烟酸分子进行化学修饰，得到靶向线粒体的烟酸衍生物(Mito‑VB3)，该新型药物具有较好的线粒体靶向性、化学稳定性、生物兼容性和选择性等特点。通过细胞活性、ATP、线粒体膜电位变化及Western‑Blot等实验，表明Mito‑VB3有较好的细胞通透性，且对鱼藤酮(rotenone)刺激过的细胞有保护作用。通过Parkin基因敲除的果蝇PD模型的爬行实验及线粒体形态变化，证明Mito‑VB3对PD有较好的对抗作用。
A new targeted and enhanced mitochondrial drug Mito-VB3 and its preparation and Application
The present invention relates to a novel targeting and enhancing mitochondrial function drug Mito VB3 and its preparation method and application, belonging to the field of organic fluorescent probe technology. The nicotinic acid molecule is chemically modified to obtain the nicotinic acid derivative (Mito VB3) of the target mitochondria. The new drug has better mitochondrial targeting, chemical stability, biocompatibility and selectivity. The results of cell activity, ATP, mitochondrial membrane potential and Western Blot showed that Mito VB3 had better cellular permeability and protective effect on the cells stimulated by rotenone (rotenone). Through the crawling experiment and mitochondrial morphological changes of the PD model of Drosophila melanogaster with Parkin knockout, it was proved that Mito_VB3had a better antagonistic effect on PD.
【技术实现步骤摘要】
一种新型靶向-增强线粒体功能药物Mito-VB3及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种新型靶向-增强线粒体药物(Mito-VB3)及其制备方法和应用，属于有机荧光探针
技术介绍
烟酸(Nicotinamide)，又称为维生素B3(VB3)，是人体必需13种维生素之一，烟酸进入体内后可以在酶的作用下生成辅酶I(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，NAD+)、辅酶II(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，NADP+)。在生理条件下，辅酶I主要存储于细胞质和线粒体内。它们作为生物催化反应必不可少的生物分子，参与多种生理反应，如细胞三羧酸循环(TCA)、脂肪β氧化等，在糖、脂肪、氨基酸等营养物质的代谢利用过程中具有重要意义。同时辅酶I也可以作为信号分子影响下游蛋白的活化(如Sirt,PARP蛋白)。有文献报道证明VB3可以缓解神经退行性疾病，这一机理主要是通过提高细胞内NAD+/NADH的含量，并增强线粒体呼吸链复合体的功能而实现。帕金森是一种多发于中老年人的神经系统退行性病变，其主要病理特征为黑质多巴胺能神经元的进行性死亡。发病机理主要与蛋白质异常聚集、线粒体功能障碍、氧化应激紊乱等相关。线粒体作为生命体内中的重要角色，是众多生理反应的发生场所，其功能紊乱会使膜电位发生变化，渗透压降低，促使三羧酸循环在内的生理反应不能正常进行，导致细胞供能不足，最终走向死亡。因此研发出一种可以定位于线粒体，又能够增强线粒体功能的新型药物亟不可待。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：提出一种基于天然小分子维生素B3(VB3)的药物，使之可以定位于线粒体，并能在细胞内发挥生物活性的新型靶向-增强线粒体功能药物的制备及应用。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案是：一种新型靶向-增强线粒体功能药物Mito-VB3，作为一种靶向线粒体的药物，其结构式如下图(I)所示：为了解决上述技术问题，本专利技术提出的另一技术方案是：所述的新型靶向-增强线粒体功能药物Mito-VB3的制备方法，包括如下步骤：将VB3衍生物与1.4-二溴丁烷反应，得到化合物1，化合物1在LiOH作用下生成proMito-VB3；proMito-VB3与三苯基膦依次加入到甲苯中，在高温条件下，搅拌3小时，除去溶剂，经硅胶柱层析提纯得到目标产物Mito-VB3线粒体功能药物，反应式如下：优选的，所述VB3衍生化合物和三苯基膦的摩尔比为1:1。优选的，所述的VB3衍生物的制备方法如下：(1)将VB3溶解在N,N-二甲基甲酰胺DMF中，然后加入碳酸铯Cs2CO3和1.4-二溴丁烷，然后在室温下搅拌6h，反应混合物被过滤，有机层萃取旋干，经硅胶柱层析提纯得到proMito-VB3；(2)在室温中下，将氢氧化锂LiOH溶于纯水中，然后将氢氧化锂水溶液滴加入四氢呋喃和甲醇溶液中，搅拌2小时，然后加入盐酸调到PH6，用乙酸乙酯萃取，有几层被旋干，然后经硅胶柱层析提纯得到Mito-VB3。优选的，所述步骤(1)中VB3与1.4-二溴丁烷的摩尔比为1:2.5。优选的，所述步骤(2)中化合物2与氢氧化锂的摩尔比为1:2。优选的，所述的药物Mito-VB3在制备预防帕金森药物中的应用。本专利技术的有益效果：该新型药物可以在辅酶I合成酶的作用下，高效的产生辅酶I，以供机体发生必须的生理反应。该新型药物是基于天然小分子VB3，对其进行靶向线粒体的修饰，并能在线粒体内发挥其应有的药物活性。本专利技术的新型药物Mito-VB3具有较好的线粒体靶向性、化学稳定性、生物兼容性等。通过细胞活性、ATP、线粒体膜电位变化及Western-Blot等实验检测，表明Mito-VB3有较好的细胞通透性，且对鱼藤酮诱导的多巴胺能细胞系PD模型有保护作用，主要用的活细胞为SH-SY5Y细胞株。本专利技术的新型药物Mito-VB3在可应用于缓解Parkin基因敲除的果蝇PD模型的爬行行为及增强线粒体形态。附图说明下面结合附图对本专利技术的作进一步说明。图1是实施案例1制备的A)proMito-VB3氢谱、(B)Mito-VB3药物氢谱图2是实施案例1制备的(A)proMito-VB3碳谱、(B)Mito-VB3药物碳谱图3是实施案例1制备的Mito-VB3药物质谱图4是实施案例1制备的Mito-VB3药物对SH-SY5Y细胞的毒性作用图图5是实施案例1制备的Mito-VB3对于鱼藤酮诱导的多巴胺能细胞系PD模型保护作用图图6是实施案例1制备的Mito-VB3(50uM)对于鱼藤酮诱导的多巴胺能细胞系PD模型Western-Blot图图7是本专利技术的新型靶向-增强线粒体功能药物Mito-VB3的药物作用的机理示意图具体实施方式实施例1Mito-VB3线粒体功能药物的制备方法具体如下：(1)将1gVB3溶解于10毫升N.N-二甲基甲酰胺DMF中，然后加入9.3g的碳酸铯Cs2CO3和3.1g的1.4-二溴丁烷，然后在室温下搅拌6h，反应混合物被过滤，用乙酸乙酯(EA)和饱和氯化铵萃取三次，有机层旋干，经硅胶柱层析提纯得到化合物1；1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.79(s,1H),8.44(s,1H),7.74(dd,J1＝2.7Hz,J2＝1.7Hz,1H),4.37(t,J＝6.2Hz,2H),4.08(t,J＝6.0Hz,2H),2.04(m,4H),1.92(m,4H).13CNMR(126MHz,CDCl3):δ165.07,154.91,142.51,142.05,126.67,121.17,67.66,64.64,33.18,33.03,29.24,29.16,27.63,27.24。(2)在室温下，将0.117g的氢氧化锂LiOH溶于5ml纯水中，然后将1g化合物1溶于5ml甲醇和10ml四氢呋喃(MeOH/THF＝1：2)的混合溶液中，再将氢氧化锂水溶液缓慢滴加入混合溶液中，搅拌3小时，然后加入1M盐酸调到PH6，用乙酸乙酯萃取，有机层被旋干，然后经硅胶柱层析提纯得到化合物2；1HNMR(500MHz,DMSO):δ8.67(s,1H),8.50(s,1H),7.74(dd,J1＝2.7Hz,J2＝1.7Hz,1H),4.14(t,J＝6.2Hz,2H),3.61(t,J＝6.6Hz,2H),1.97(t,J＝5.7Hz,2H),1.86(t,J＝5.3Hz,2H).13CNMR(126MHz,DMSO):δ166.33,155.09,142.83,142.52,127.68,121.37,67.46,35.18,29.34,27.63。(3)将0.5g化合物2和0.478g的三苯基膦依次加入到5ml的甲苯中，在110℃的条件下，搅拌回流12小时，除去溶剂，用少量的二氯甲烷溶解，加入乙醚后有白色固体析出，将白色固体溶解，经硅胶柱层析提纯得到目标产物Mito-VB3线粒体功能药物。1HNMR(500MHz,DMSO):δ8.67(s,1H),8.50(s,1H),7.74(dd,J1＝2.7Hz,J2＝1.7Hz,1H),7.36(s,9H),7.21(t,J＝6.7Hz,6H),4.12(t,J＝6.2Hz,2H),3.59(t,J＝6.6Hz,2H),1.94(t,J＝5.7Hz,2H),1.83(t,J＝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型靶向‑增强线粒体功能药物Mito‑VB3，作为一种靶向线粒体的药物，其结构式如下图(I)所示：
【技术特征摘要】
1.一种新型靶向-增强线粒体功能药物Mito-VB3，作为一种靶向线粒体的药物，其结构式如下图(I)所示：2.根据权利要求1所述的新型靶向-增强线粒体功能药物Mito-VB3的制备方法，其特征在于:包括如下步骤：将VB3衍生物与1.4-二溴丁烷反应，得到化合物1，化合物1在LiOH作用下生成proMito-VB3；proMito-VB3与三苯基膦依次加入到甲苯中，在高温条件下，搅拌3小时，除去溶剂，经硅胶柱层析提纯得到目标产物Mito-VB3线粒体功能药物，反应式如下：3.根据权利要求2所述的新型靶向-增强线粒体功能药物Mito-VB3的制备方法，其特征在于，所述VB3衍生物和三苯基膦的摩尔比为1:1。4.根据权利要求2所述的新型靶向-增强线粒体功能药物Mito-VB3的制备方法，其特征在于，所述的VB3衍生物的制备方法如下：(1)将VB3溶解在N,N-二甲基甲酰胺DMF中，然...
【专利技术属性】
技术研发人员：张承武，辛陈琦，李林，韩林奇，谢小吉，丁亚琦，倪赟，张航，白磊，赵燕菲，于海东，刘金华，王延宾，黄维，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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