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目的: 选择放射增敏节点蛋白Rac1为研究对象,通过分子对接技术,研究蒽醌化合物与Rac1蛋白的相互作用模式。并以分子对接结果为依据,指导合成大黄酸衍生物,通过体外活性实验验证其靶向性,探索靶向Rac1蛋白化合物的设计与合成的新策略。 方法: (1)采用计算机分子对接软件AutoDock4.2等软件,研究蒽醌化合物与Rac1蛋白的结合模式。 (2)以大黄酸为先导化合物,利用有机合成反应,合成大黄酸含氮的脂肪胺和哌嗪类衍生物,利用波谱技术进行结构解析。 (3)通过MTT实验、WB实验来检测大黄酸衍生物对鼻咽癌、肝癌、肺癌、卵巢癌、骨肉瘤细胞的生长抑制作用和对Rac1蛋白的影响。 结果: (1)大黄酚、大黄素、大黄酸、大黄素甲醚、芦荟大黄素等五种常见蒽醌化合物与Rac1蛋白两个不同活性腔都能有效对接,大黄酸与Rac1蛋白结合自由能最低。 (2)大黄酸哌嗪衍生物和大黄酸含N的脂肪胺衍生物与Rac1蛋白亲和力均高于大黄酸。 (3)成功合成出脂肪胺大黄酸衍生物RN-2和哌嗪类大黄酸衍生物RP-3、RP-4,并经波谱证实。 (4) MTT实验表明,大黄酸衍生物RX-1和RN-2对各种肿瘤细胞的抑制率较强,IC50值均低于大黄酸;HepG22.15细胞对大黄酸及各衍生物的敏感性最高。 (5)WB实验表明,四种大黄酸衍生物作用6种细胞后,除了卵巢癌SKOV3细胞外,其余5种细胞与空白组细胞相比,Rac1蛋白均高表达;对于鼻咽癌CNE-1和CNE-2细胞,RP-4化合物相对其他化合物对细胞的Rac1蛋白表现出较强的激活能力(P<0.001)。RN-2化合物与空白细胞比较,对于肝癌HepG22.15和肺癌A549细胞具有较强的Rac1蛋白激活能力(P<0.01)。 (6)分子对接及WB实验证实,激活Rac1蛋白的大黄酸衍生物,均与Rac1蛋白活性腔中氨基酸Asn39、Ala59形成氢键。 结论: Rac1蛋白可能是大黄酸衍生物抗肿瘤作用的结合靶点,大黄酸8位羟基上连接含N脂肪胺和哌嗪结构片段,有利于提高与RAC1蛋白的结合能力,具有潜在的激活RAC1蛋白的活性。Rac1蛋白活性腔中氨基酸Asn39、Ala59有望成为筛选Rac1蛋白激活剂的重要指标。