一种生物素标记的柚皮苷、制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于有机合成及药物化学技术领域，尤其涉及一种生物素标记的柚皮苷、制备方法及其应用。本发明专利技术制备的生物素标记的柚皮苷探针，结构式如式(一)所示，该化合物结构稳定，合成简单，具有抗炎活性。药理学实验表明，本发明专利技术的生物素标记的柚皮苷探针比单独的柚皮苷具有更好的抗炎效果，具有开发抗炎药物的价值；另一方面该生物素标记的柚皮苷能够作为分子探针，探究柚皮苷的药物靶标，对探究柚皮苷在炎症过程中的作用机制具有重要的意义。

A biotin labeled naringin, its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种生物素标记的柚皮苷、制备方法及其应用
本专利技术属于有机合成及药物化学
，尤其涉及一种生物素标记的柚皮苷、制备方法及其应用。
技术介绍
生物素，又称维生素H、辅酶R，是水溶性维生素，也属于维生素B族。生物素广泛存在于自然界的各种生物中，是人类和动物维持健康必不可少的要素，并因此而得名。而亲和素是一种糖蛋白，它可以与生物素特异性的结合。亲和素与生物素都可以与蛋白质、荧光素分子结合而不影响后者的生物活性，是理想的标记剂。柚皮苷属于二氢黄酮类化合物，是广泛存在于柑橘类水果中的一种具有生物学活性和药理作用的天然产物。具有抗氧化和清除自由基的能力，参与多种抗炎机制的调节过程，因此柚皮苷表现出良好的抗炎功效。此外，柚皮苷还具有抗癌、抗突变、抗过敏、镇痛、降血压及防治心脑血管疾病的功能，在食品、医药及化妆品领域具有广泛的应用。药物靶标是药物发挥治疗作用，实现其临床疗效的生物大分子或特有的生物大分子结构域。它能使药物发挥其预期的生物活性，蛋白质就是其中最重要的药物作用靶标，同时也是生命活动的执行者。因此，药物靶标的鉴定是药物研发的关键科学问题，也是化学生物学，特别是化学基因组学中最具有挑战性的前沿科学问题，并由此催生出了以小分子化合物为中心的化学蛋白质谱技术(CCCP)。CCCP技术应用于药物靶标蛋白鉴定时，药物分子通过化学修饰与荧光基团或生物素分子联接，构建能直接与潜在靶蛋白共价结合的化学探针。化学探针与细胞裂解液或全蛋白提取液孵育后，与探针共价结合的蛋白质复合物通过凝胶电泳或亲和色谱技术分离富集后进行鉴定。目前，柚皮苷良好的抗炎功能已被广泛关注，但是柚皮苷的药物靶标仍不清楚，作为抗炎药物鲜有报道。为了进一步找到柚皮苷的抗炎药物靶标，弄清楚柚皮苷的抗炎机制，制备一种含有生物素的柚皮苷探针分子显得尤为迫切。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种生物素标记的柚皮苷、制备方法及其应用。本专利技术将柚皮苷结构中糖羟基作为反应位点进行缩醛化修饰，与经过羧基端修饰的生物素相连接，得到一种包含生物素与柚皮苷的化合物，且通过实验证明该化合物仍然具有抗炎活性，由此获得了一种生物素标记的柚皮苷探针分子。本专利技术是这样实现的，一种生物素标记的柚皮苷，其结构式见式(一)。如上所述的生物素标记的柚皮苷的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将柚皮苷分子结构中的糖羟基作为反应位点，进行缩醛化修饰，得到缩醛化修饰的柚皮苷；步骤2：将生物素分子结构中的端羧基作为反应位点，进行酯化修饰，得到含生物素片段的端基炔；步骤3：将步骤1中制备的缩醛化修饰的柚皮苷与步骤2中制备的含生物素片段的端基炔发生Sonogashira偶联反应，得到如权利要求1所述的化合物。进一步，步骤1中将柚皮苷、4-甲苯磺酰胺与对溴苯甲醛缩二甲酯在有机溶剂中混合溶解，于室温反应12-24小时，减压蒸馏除去有机溶剂，残余物经重结晶，得到缩醛化修饰的柚皮苷，结构式见式(二)。进一步，步骤2中生物素、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、3-丁炔-1-醇和4-二甲氨基吡啶在有机溶剂中混合溶解，于室温发生酯化反应36-72小时，减压蒸馏除去有机溶剂，干燥后得到含生物素片段的端基炔，结构式见式(三)。进一步，步骤3中在氮气保护下，将缩醛化修饰的柚皮苷、二氯二(三苯基膦钯)、碘化亚铜、三乙胺、含生物素片段的端基炔和四氢呋喃在有机溶剂中混合溶解，于60-80℃反应6-12小时；旋蒸除去有机溶剂，残余物用甲醇溶解，析出固体，过滤，经硅胶柱层析纯化，得到如权利要求1中的结构式所述的生物素标记的柚皮苷。进一步，步骤1中柚皮苷、4-甲苯磺酰胺和对溴苯甲醛缩二甲酯摩尔比为25-45：1：50-80；柚皮苷和有机溶剂的质量体积比为1：5-10，即每克柚皮苷对应的有机溶剂的体积为5-10毫升。进一步，步骤2中生物素、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、3-丁炔-1-醇和4-二甲氨基吡啶的摩尔比为：1：3-8：1-4：0.2-2；生物素与有机溶剂的质量体积比为1：25-40，即每克生物素对应的有机溶剂的体积为25-40毫升；硅胶柱层析采用的分离洗脱剂为乙酸乙酯与甲醇的混合溶液，其中乙酸乙酯和甲醇的体积比为20-30：1-2。进一步，步骤3中缩醛化修饰的柚皮苷、二氯二(三苯基膦钯)、碘化亚铜和含生物素片段的端基炔的摩尔比为：1：0.01-0.08：0.05-0.12：1-2；化合物2与THF的质量体积比为1：15-20，即每克化合物2对应的THF的体积为15-20毫升。进一步，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。如上述的生物素标记的柚皮苷在制备抗炎药物或探究柚皮苷药物靶标中的应用。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：(1)本专利技术提供了一种式(一)所示的一种化合物，其利用溴苯基取代的柚皮苷与含生物素片段的端基炔通过经典的Sonogashira偶联反应获得，其为一种生物素标记的柚皮苷分子探针。(2)本专利技术提供的生物素标记的柚皮苷分子探针的制备，首先将柚皮苷结构中糖羟基作为反应位点进行缩醛化修饰，然后将生物素羧基端进行酯化修饰，获得含生物素片段的端基炔，再将缩醛化修饰后的柚皮苷和含生物素片段的端基炔发生Sonogashira偶联反应制备得到。制备方法简单，经过制备型液相色谱进一步纯化，产物纯度高达95％以上。(3)通过实验证明，本专利技术提供的生物素标记的柚皮苷分子具有有效的抗炎作用。采用脂多糖(LPS)诱导小鼠巨噬细胞产生炎症反应，通过研究环氧化酶(COX-2)在mRNA水平上的表达量，证明了本专利技术化合物的抗炎作用。本专利技术的化合物不仅对LPS诱导小鼠巨噬细胞产生的炎症有明显的抑制作用，而且相比于单一的柚皮苷用于炎症细胞模型上，其抗炎作用更好。(4)本专利技术将柚皮苷用生物素标记，一方面可作为一种研究柚皮苷抗炎药物靶点的分子探针，探究柚皮苷的作用靶点，这将有助于对柚皮苷抗炎机制更加清楚的了解，有助于找到更加安全、高效的消炎方法。另一方面，生物素标记的柚皮苷探针本身也具有抗炎作用，而且比柚皮苷的抗炎效果更好，可以开发成抗炎药物。本专利技术还提供了合成的生物素标记的柚皮苷的化合物的应用，其不仅可用于制备抗炎药物，由于连接亲和素以后仍然具有抗炎活性，因此其还可以用作生物素标记的柚皮苷分子探针。本专利技术构建的生物素标记的柚皮苷探针能够通过与其生物素特异性结合的亲和素找到直接与该探针潜在共价结合的靶蛋白，为研究柚皮苷的抗炎机制奠定了坚实的基础。附图说明图1是本专利技术的Biotin-Naringin合成的反应过程图；图2是化合物1的1HNMR图谱；图3是化合物2的1HNMR图谱；图4是生物素标记的柚皮苷的1HNMR图谱；图5是生物素标记的柚皮苷经制备型液相色谱纯化后的吸收峰图；图6是本专利技术实施例中合成的生物素标记的柚皮苷及柚皮苷处理下细胞中炎症因子的定量表达(A：COX-2、B：iNOS、C：IL-1β、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物素标记的柚皮苷，其结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种生物素标记的柚皮苷，其结构式为：





2.如权利要求1所述的生物素标记的柚皮苷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将柚皮苷分子结构中的糖羟基作为反应位点，进行缩醛化修饰，得到缩醛化修饰的柚皮苷；
步骤2：将生物素分子结构中的端羧基作为反应位点，进行酯化修饰，得到含生物素片段的端基炔；
步骤3：将步骤1中制备的缩醛化修饰的柚皮苷与步骤2中制备的含生物素片段的端基炔发生Sonogashira偶联反应，得到如权利要求1所述的化合物。


3.根据权利要求2所述的生物素标记的柚皮苷的制备方法，其特征在于：步骤1中将柚皮苷、4-甲苯磺酰胺与对溴苯甲醛缩二甲酯在有机溶剂中混合溶解，于室温反应12-24小时，减压蒸馏除去有机溶剂，残余物经重结晶，得到缩醛化修饰的柚皮苷，结构式为：





4.根据权利要求3所述的生物素标记的柚皮苷的制备方法，其特征在于：步骤2中生物素、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、3-丁炔-1-醇和4-二甲氨基吡啶在有机溶剂中混合溶解，于室温发生酯化反应36-72小时，减压蒸馏除去有机溶剂，干燥后得到含生物素片段的端基炔，结构式为：





5.根据权利要求4所述的生物素标记的柚皮苷的制备方法，其特征在于：步骤3中在氮气保护下，将缩醛化修饰的柚皮苷、二氯二(三苯基膦钯)、碘化亚铜、三乙胺、含生物素片段的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兆成，李明，程丽萍，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42