本发明专利技术公开了一种多酚氧化酶(PPO)抑制剂，所述抑制剂为N‑取代苯基‑取代酰肼氨基硫脲类化合物；该多酚氧化酶(PPO)抑制剂的制备方法为：在100mL的单口圆底烧瓶中依次加入1mmol取代异硫酸氰酯和1mmol取代酰肼，再加入15mL无水乙醇溶解，室温下反应约2‑6h，反应结束后，进行抽滤，得到的固体用无水乙醇重结晶，30℃真空干燥得到目标化合物。本发明专利技术制备的化合物对多酚氧化酶(PPO)具有较高抑制活性，可以作为抗氧化剂的有效成份，应用前景广阔。
Polyphenol oxidase (PPO) inhibitor and preparation method and application thereof
The invention discloses a polyphenol oxidase (PPO) inhibitor, the inhibitor is a N_substituted phenyl_substituted hydrazide thiosemicarbazide compound, and the preparation method of the PPO inhibitor is as follows: 1 mmol substituted cyanate isosulfate and 1 mmol substituted hydrazide are successively added into a 100 mL round bottom flask, and 15 mL anhydrous is added. Ethanol dissolves and reacts at room temperature for about 2 6 hours. After the reaction is finished, the solid is recrystallized with anhydrous ethanol, and the target compound is obtained by vacuum drying at 30 C. The compound prepared by the invention has high inhibitory activity to polyphenol oxidase (PPO), can be used as an effective component of antioxidant, and has broad application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种多酚氧化酶（PPO）抑制剂及其制备方法和应用
本专利技术属于化学抗氧化剂
，具体涉及一种新型多酚氧化酶(PPO)抑制剂及制备方法与应用。
技术介绍
多酚氧化酶(polyphenoloxidase，PPO)是一种由核基因编码的、结构复杂的、以Cu2+为辅基的氧化还原金属酶，广泛存在于植物、人体、动物、微生物等各种生物体中。PPO是引起果蔬褐变的重要的酶之一，果蔬的褐变引起了很大的经济损失。据研究表明，PPO是严格的质体酶，主要分布在完整细胞的有色体、叶绿体和白色体等质体中。果蔬的线粒体、叶绿体、过氧化物体和微体等细胞器、细胞壁和细胞膜上均含有PPO。PPO是一个二聚体，由2个相同的单体组成，每个单体含有四个螺旋束(α1、α2、α3、α4)，铜离子存在于PPO的活性中心，大多数的PPO活性中心具有两个富含His残基的铜结合区域(CuA和CuB)。通过NMR等方法得到的数据显示PPO活性中心位于四个螺旋束形成的疏水口袋的中央，每个铜离子分别与3个His残基中的N原子形成配位键，形成了具有特定三角锥形的活性中心，在配位键中其中两个为赤道面配位键，另一个为较弱的轴向配位键。位于活性中心的这两个铜离子以赤道面与不同数目的氧原子产生配位结合和形成电子通路。由于PPO可以和氧原子相结合，根据其结合氧原子数目的不同可产生三种形态：(1)氧化态酶(Oxyenatedoxytyrosinase，Eoxy),由两个二价铜离子和一对氧原子组成，每个二价的铜离子通过一个纵向的Nhis或两个强的横向的Nhis配位体配位，这对氧原子以过氧化物的形式结合到这两个二价铜离子上，架起一个氧桥；(2)还原态酶(Mettyrosinase，Emet)由两个二价铜离子和一个氧原子组成，这个氧原子是通过过氧化氢而不是通过一分子过氧化物结合到铜离子上形成一个内在的氧桥；(3)脱氧态(Deoxytyrosinase，Edeoxy)只含有两个相互分离的一价铜离子。PPO的这三种形态之间可以相互转化：氧化态酶(Eoxy)失去氧转变为还原态酶(Emet)，还原态酶(Emet)脱去氧则生成脱氧态酶(Edeoxy),氧化态酶(Eoxy)和脱氧态酶(Edeoxy)之间又可以通过释放氧气和结合氧气相互可逆转化。PPO的作用机制主要与酶的这三种存在形式有关。其中之一是PPO通过三种形态的变化发挥双重催化作用的一种反应模型，该反应模型已得到了广泛认可。单酚或二酚底物最初与氧化态酶(Eoxy)的一个铜离子的轴向位置相结合，通过结合的过氧化物发生重排，使单酚的邻位被羟基化，形成(EmD)，EmD分解产生了一个游离的醌并产生了脱氧态酶(Edeoxy)，脱氧态酶(Edeoxy)又可以结合氧形成氧化态酶(Eoxy)又回到了循环的最开始，从而完成了单酚的催化循环。氧化态酶(Eoxy)与双酚结合产生EoxD，EoxD氧化双酚释放出水分子并产生醌，转化为还原态酶(Emet)，还原态酶(Emet)催化另一个双酚成醌，最终转化为脱氧态酶(Edeoxy)，脱氧态酶(Edeoxy)又可以结合氧形成氧化态酶(Eoxy)又回到了循环的最开始而完成催化双酚的循环。在图1中存在一条不构成循环的死途径(Deadend-pathway)，单酚与还原态酶(Emet)结合生成的酶-单酚复合物(图1中的EmM1)，该复合物是一种终端复合物不能进一步发生反应，从而消耗循环中一部分的PPO，这会导致行使单酚酶活力时，在达到羟基化作用最大速率之前会出现一段特有的迟滞期，这一可逆结合达到平衡，迟滞期结束，反应速率大大最大。PPO催化单酚或双酚转变成醌后，醌可以和很多物质发生反应，自身聚合或无需酶的催化将被氧化成黑色素或褐色素，因而引发果蔬的褐变。健康与长寿自古至今都是人类一直追求的目标。经济的快速发展提高了人们的生活水平，使人们越来越重视健康，从而对新鲜果蔬的质量要求也越来越高，为保持果蔬的新鲜，需要用PPO抑制剂来抑制PPO的活性。目前已商品化的PPO抑制剂主要有抗坏血酸、柠檬酸、谷胱甘肽及植物提取物等，在食品的抗氧化中得到了广泛的应用，对食品的质量保障方面有重要的作用，然而这些PPO抑制剂有的对人体有害或活性很差。因此，开发新型的高效安全的PPO抑制剂迫在眉睫。PPO活性位点的抑制剂研究已有过报道。ThomasKlabunde等报道的PPO晶体结构(PDBcode:1BUG，1BT1)，对PPO的活性空腔及催化机理进行了一定的研究，研究结果揭示了PPO晶体结构中含有一个小分子苯基硫脲(PTU)，它与活性空腔的双铜离子形成共价键，从而阻挡底物进入催化中心，使PPO失去催化酚转化为醌的能力，起到竞争性抑制作用。鉴于，PPO活性空腔的特点及催化机理，我们采用计算机分子模拟与有机合成、酶体生物活性测定等技术相结合的方法，最终确定新型PPO抑制剂目标结构为：N-取代苯基-取代酰肼氨基硫脲，并采用一锅法合成了19个目标化合物。开发对该类物质的研究，对于我国开发具有自主知识产权的新型PPO抑制剂具有重要意义，为创制绿色环保型PPO抑制剂提供理论依据。
技术实现思路
为了解决当前PPO抑制剂活性较差的问题，本专利技术提供了一种用于抑制多酚氧化酶(OPP)活性的新的抑制剂。为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案为：一种多酚氧化酶(PPO)抑制剂，所述抑制剂为N-取代苯基-取代酰肼氨基硫脲类化合物，其化学结构式如通式(I)所示：其中，基团R1为选自-NO2、Cl-和乙氧基羰基中的一种或两种；基团R2为C6H5-、Cl-C6H4-、Br-C6H4-、OH-C6H4-、CH3-C6H4-、H-、中的一种。其中，所述多酚氧化酶(PPO)抑制剂的制备方法，具体步骤为：在100mL的单口圆底烧瓶中依次加入1mmol取代异硫酸氰酯和1mmol取代酰肼，再加入15mL无水乙醇溶解，室温下反应2-6h，反应结束后，进行抽滤，得到的固体用无水乙醇重结晶，30℃真空干燥得到目标化合物。所述取代异硫酸氰酯和取代酰肼的结构式如下：取代异硫酸氰酯：取代酰肼：另外，本专利技术还要求保护所述N-取代苯基-取代酰肼氨基硫脲类化合物作为抑制剂在抑制多酚氧化酶(PPO)中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下的明显有益效果：本专利技术提供了一种新的多酚氧化酶(PPO)抑制剂，该抑制剂为N-取代苯基-取代酰肼氨基硫脲类化合物，对OPP具有十分优异的抑制效果。附图说明图1为PPO催化单酚和双酚底物氧化的循环图；图2为抗坏血酸对PPO抑制作用的标准曲线；图3为目标化合物A2对PPO抑制作用标准曲线。具体实施方式下面以具体实施例子，进一步阐述本专利技术。下述实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1一种多酚氧化酶(PPO)抑制剂，所述抑制剂为N-取代苯基-取代酰肼氨基硫脲类化合物，其化学结构式如通式(I)所示：表1化合物I(A1-A19)中的取代基团对PPO抑制活性的测定实验方法：UV法测定。实验原理：在PBS(0.1M，pH6.8，含1％PVPP、1％TritionX-100)缓冲液的反应体系中，PPO能催化各种酚与O2氧化为褐色的醌，在分光光度计410nm处使反应体系的吸光值(OD值)发生变化，通过OD值的读数变化可确定PPO的酶活大小。实验步骤：1.PPO本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多酚氧化酶(PPO)抑制剂，其特征在于，所述抑制剂为N‑取代苯基‑取代酰肼氨基硫脲类化合物，其化学结构式如通式(I)所示：
【技术特征摘要】
1.一种多酚氧化酶(PPO)抑制剂，其特征在于，所述抑制剂为N-取代苯基-取代酰肼氨基硫脲类化合物，其化学结构式如通式(I)所示：其中，基团R1为选自-NO2、Cl-、乙氧基羰基中的一种或两种；基团R2为C6H5-、Cl-C6H4-、Br-C6H4-、OH-C6H4-、CH3-C6H4-、H-、中的一种。2.根据权利要求1所述多酚氧化酶(PPO)抑制剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：在100mL的单口圆底烧瓶...
【专利技术属性】
技术研发人员：张青叶，齐晓娟，刘梦苑，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。