CN106995474A - 双半乳糖基二酰基甘油酯及其制备方法与用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有如式（Ⅰ）所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯及其制备方法和用于制备PPARα激动剂或PPARγ激动剂及PPARα/γ双激动剂的用途。 （Ⅰ）其中：R1和R2代表酰基片段，所述酰基片段为含1‑30个碳原子的直链或支链脂肪酸；且酰基片段中含0‑15个顺式或反式双键。本发明发现了双半乳糖基二酰基甘油酯对PPARα、PPARγ的激动作用以及PPARα/γ的双重激动作用，揭示了该类化合物在防治PPARs相关疾病中的应用价值。此外，本发明发现并分离了海藻有益于心血管健康的活性成分，为开发海藻药品、保健食品、食品提供了药效物质和功能因子。

Description

双半乳糖基二酰基甘油酯及其制备方法与用途
技术领域
本发明涉及一种双半乳糖基二酰基甘油酯的制备方法与用途，具体地说，涉及一种双半乳糖基二酰基甘油酯的制备方法及其作为PPARα或PPARγ激动剂及PPARα/γ双激动剂的用途。
背景技术
过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activatedreceptors，简称PPARs)是核受体超家族的一员，包括PPARα，PPARβ(或PPARδ)以及PPARγ三种亚型。PPARs被配体激活后先与维甲酸类受体X(retinoidX receptor，RXR)形成异二聚体，然后与靶基因启动子上游的过氧化物酶体增殖物反应元件(peroxisome proliferatorresponse element，PPRE)结合，通过靶基因的转录调节来调控脂质代谢、脂肪生成、胰岛素敏感、炎症反应、细胞生长和分化等重要生化反应过程。一系列代谢综合征都与PPARs相关，包括胰岛素抵抗、糖耐量受损、肥胖、高脂血症、高血压病、动脉粥样硬化症和微量蛋白尿等。因此，PPARs作为人类代谢相关疾病防治药物的重要靶点，一直备受关注。
化合物与PPAR的结合部位即配体结合区(LBD)，是配体依赖的激活区，X射线单晶衍射证实3种PPAR的LBD拥有相似的三维结构，但是配体结合口袋的内部结构不同。PPARβ的结合口袋存在一个明显狭窄的地方，这使得许多相对较大的PPARα和PPARγ的配体不能与PPARβ结合。在PPARα和PPARγ中，配体与LBD结合后，彼此的构型会发生改变，配体的酸性头部基团(如脂肪酸的羧基端)和LBD上某些特定的氨基酸残基之间形成氢键，这种氢键就是PPAR受体激活的开关。因此，化合物中含有羧基或是类似结构(羰基或酯基)，都有可能与LBD形成氢键，从而激活PPARs。由于LBD中与配体结合形成氢键的氨基酸残基的位置和种类并不相同，因此，不同化合物可能只激活一种PPAR受体，也可能同时激活两种PPAR受体。所以，PPAR的激动剂又有单激动剂，双激动剂之分。
PPARα激动剂能够促进脂类代谢，增加高密度脂蛋白的合成。吉非贝齐、非诺贝特、氯贝丁酯等药物是PPARα激动剂，临床上用于治疗血脂异常，具有较好的降脂作用。PPARα受体激动剂还能抑制各种转录因子、炎症介质和黏附分子，缓解蛋白尿，防止肾小球肥大，对治疗肥胖、高血压、动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝和糖尿病肾病有效。
PPARγ激动剂通过促进脂肪酸储存和抑制脂肪合成，进而改善胰岛素敏感性。噻唑烷二酮类(TZD)药物如吡格列酮、罗格列酮等都是PPARγ激动剂，临床上作为胰岛素增敏剂用于2型糖尿病的治疗。但是，PPARγ激动剂同时还促使葡萄糖向脂肪组织转运，这可能会导致患者体重增加。
当前，既能降糖又能降脂的PPARα/γ双激动剂的发现已成为热点。PPARα激动剂能减少动物摄食和脂肪沉积、促进肝脏脂类的氧化代谢，从而减轻PPARγ激动剂引起的体重增加副作用。研究表明，PPARα/γ双重激动剂不但能降低三酰甘油和升高高密度脂蛋白，在治疗肥胖和改善心血管疾病方面有较好的作用，如血脂异常，动脉粥样硬化，高血压，心肌肥厚，缺血再灌注损伤，自身免疫性心肌炎；而且还能改善胰岛素敏感性，调节脂联素，起到抗糖尿病的作用，对非酒精性脂肪肝和糖尿病肾病也有治疗作用。与单一的PPARγ激动剂相比，PPARα/γ双重激动剂具有更好的安全性。
双半乳糖基二酰基甘油酯(digalactosyldiacylglycerol,DGDG)，是植物叶绿体膜脂的重要组成成分，化学命名为1,2-二-O-脂酰基-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油。DGDG不仅是植物和微生物光合膜重要组成成分，还具有以下生理活性：能够参与细胞识别，信号传导，以及多种生物活性：抗肿瘤、抗炎、抗HIV、清除自由基等活性。目前，未见DGDG作为PPARα或PPARγ激动剂，尤其是PPARα/γ的双重激动剂用途的文献报道。
发明内容
针对上述问题，本发明的第一个目的是提供一种双半乳糖基二酰基甘油酯化合物作为PPARα或PPARγ激动剂及PPARα/γ双激动剂的用途。
本发明的另一个目的是提供上述双半乳糖基二酰基甘油酯的制备方法。
具有如式(Ⅰ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯用于制备PPARα激动剂、PPARγ激动剂或PPARα/γ双激动剂的用途。
其中：R1和R2代表酰基片段，所述酰基片段为含1-30个碳原子的直链或支链脂肪酸；且酰基片段中含0-15个顺式或反式双键。
进一步，具有如式(Ⅰ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯在制备用于改善与PPARα相关疾病，如血脂异常、肥胖、高血压、动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝、糖尿病肾病的药物中的用途。
再进一步，具有如式(Ⅰ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯在制备用于改善与PPARγ相关疾病，如2型糖尿病、高血压、动脉粥样硬化、心肌肥厚，缺血再灌注损伤，自身免疫性心肌炎的药物中的用途。
再进一步，具有如式(Ⅰ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯作为PPARα/γ双激动剂治疗PPARs相关疾病，如2型糖尿病，肥胖，血脂异常，高血压，动脉粥样硬化，非酒精性脂肪肝，糖尿病肾病，心肌肥厚，缺血再灌注损伤，自身免疫性心肌炎的药物中的用途。
优选的，所述酰基片段为含6-24个碳原子的直链脂肪酸，且酰基片段中含0-6个顺式双键。
更优选的，所述酰基片段为含16-20个碳原子的直链脂肪酸，且酰基片段中含0-5个顺式双键。
最优选的实施例之一，所述式(Ⅰ)化合物具有如式(Ⅱ)，其名称为(2S)-1-O-十六碳酰基-2-O-(9Z,12Z,15Z-十八碳三烯酰基)-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油，用于制备PPARα激动剂、PPARγ激动剂或PPARα/γ双激动剂的用途。
进一步，具有如式(Ⅱ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯在制备用于改善与PPARα相关疾病，如血脂异常、肥胖、高血压、动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝、糖尿病肾病的药物中的用途。
再进一步，具有如式(Ⅱ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯在制备用于改善与PPARγ相关疾病，如2型糖尿病、高血压、动脉粥样硬化、心肌肥厚，缺血再灌注损伤，自身免疫性心肌炎的药物中的用途。
再进一步，具有如式(Ⅱ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯作为PPARα/γ双激动剂治疗PPARs相关疾病，如2型糖尿病，肥胖，血脂异常，高血压，动脉粥样硬化，非酒精性脂肪肝，糖尿病肾病，心肌肥厚，缺血再灌注损伤，自身免疫性心肌炎的药物中的用途。
更进一步的，本发明提供了一种药物组合物，其含有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示结构化合物作为PPARα激动剂、PPARγ激动剂或PPARα/γ双重激动剂，以及药学上可接受的载体。
在本发明中，所述药物组合物可以按照本领域所熟知的方法配制，可以将活性成分与常规的赋型剂、调味剂、崩解剂、防腐剂、润滑剂、湿润剂、粘合剂、溶剂、增稠剂或增溶剂等药物辅料混合，制成任何一种适合于临床使用的剂型，如粉剂、片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂、口服液体制剂等。
优选的，所述的药物组合物含有1-99.9wt％的具有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示的化合物。
此外，本发明还提供了一种双半乳糖基二酰基甘油酯的制备方法，其包括如下步骤：
1)以海藻为原料，用5-15倍体积的含水醇溶液回流提取2～5次，合并提取液，浓缩至无醇味，有机溶剂萃取，浓缩得粗提物；
2)将粗提物通过反复硅胶柱层析，Sephadex LH-20凝胶柱层析纯化，得双半乳糖基二酰基甘油酯类化合物的混合物；再经高压液相色谱分离，得多个如式(Ⅰ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯化合物。
本发明的优点：本发明首次发现了双半乳糖基二酰基甘油酯对PPARα、PPARγ的激动作用以及PPARα/γ的双重激动作用，揭示了该类化合物在防治PPARs相关疾病中的应用价值。此外，本发明发现并分离了海藻有益于心血管健康的活性成分，为开发海藻药品、保健食品、食品提供了药效物质和功能因子。
附图说明
图1为DGDG的1H-NMR谱。
图2为DGDG的13C-NMR谱。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例来详细说明本发明。
实施例1：双半乳糖基二酰基甘油酯的提取制备及结构鉴定
取羊栖菜2000g，用10倍体积的75％乙醇回流提取2h，重复3次。合并提取液，过滤、浓缩至无醇味，使用等体积乙酸乙酯萃取3次，合并萃取液，浓缩，得浸膏33.26g。浸膏经乙酸乙酯溶解，用41g 200-300目硅胶H拌样，硅胶柱层析，以二氯甲烷-甲醇为溶剂进行梯度洗脱，其中二氯甲烷-甲醇(v/v 85:15)洗脱所得组分，再经Sephadex LH-20凝胶柱层析(二氯甲烷-甲醇1:1)和硅胶柱层析，得双半乳糖基二酰基甘油酯类化合物(DGDG)的混合物。测其1H-NMR谱和13C-NMR谱(如图1和图2所示)
根据图1的1H-NMR(500MHz,CD3OD):δ4.43(1H,brd,J＝11.5Hz,H-1a),4.22(1H,m,H-1b),5.25(1H,brs,H-2),3.94(1H,dd,J＝5.5,11.0Hz,H-3a),3.73(1H,m,H-3b),4.25(1H,d,J＝7.1Hz,H-1'),3.50(1H,m,H-2'),3.89(1H,brd,J＝9.1Hz,H-3'),3.89(1H,brd,J＝9.1Hz,H-4'),3.73(1H,m,H-5'),3.89(1H,brd,J＝9.1Hz,H-6'a),3.68(1H,m,H-6'b),4.87(1H,d,J＝3.6Hz,H-1”),3.79(1H,dd,J＝3.6,10.2Hz,H-2”),3.73(1H,m,H-3”),3.50(1H,m,H-4”),3.85(1H,t,J＝5.8Hz,H-5”),3.73(2H,m,H-6”),2.33(4H,m,COCH2),1.31[15H,m,(CH2)n],0.90(3H,m,CH3),0.97(3H,t,J＝7.5Hz,CH3).以及图2的13C-NMR(125MHz,CD3OD):64.1(C-1),71.7(C-2),68.7(C-3),105.3(C-1'),74.6(H-2'),71.1(H-3'),70.0(H-4'),74.7(H-5'),67.8(H-6'),100.6(C-1”),70.2(C-2”),71.5(C-3”),72.4(C-4”),72.5(C-5”),62.8(C-6”),174.8和174.7(CO),30.1-33.1[m,(CH2)n],14.7(CH3),14.5(CH3)。鉴定为双半乳糖基二酰基甘油酯(DGDG)的混合物。
DGDG混合物再经Semi-PHPLC分离纯化，甲醇-水(95:5,v/v)恒梯度洗脱依次得到化合物DD1～DD8。根据HR-MS/MS(如表1所示)，结合GC-MS数据，鉴定DD1～DD8结构依次为：(2S)-1-O-(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z-二十碳五烯酰基)-2-O-(6Z,9Z,12Z,15Z-十八碳四烯酰基)-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油(DD1，tR 11.30min),(2S)-1-O-(9Z,12Z,15Z-十八碳三烯酰基)-2-O-(6Z,9Z,12Z,15Z-十八碳四烯酰基)-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油(DD2，tR 12.07min)，(2S)-1-O-(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z-二十碳五烯酰基)-2-O-(9Z,12Z,15Z-十八碳三烯酰基)-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油(DD3，tR 13.35min)，(2S)-1-O-(5Z,8Z,11Z,14Z-二十碳四烯酰基)-2-O-(6Z,9Z,12Z,15Z-十八碳四烯酰基)-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油(DD4，tR 13.75min)，(2S)-1-O-(9Z,12Z,15Z-十八碳三烯酰基)-2-O-(9Z,12Z,15Z-十八碳三烯酰基)-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油(DD5，tR 14.33min)，(2S)-1-O-(5Z,8Z,11Z,14Z-二十碳四烯酰基)-2-O-(9Z,12Z,15Z-十八碳三烯酰基)-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油(DD6，tR 16.41min)，(2S)-1-O-(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z-二十碳五烯酰基)-2-O-十六碳酰基-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油(DD7，tR 20.76min)，(2S)-1-O-十六碳酰基-2-O-(9Z,12Z,15Z-十八碳三烯酰基)-3-O-(β-D-吡喃半乳糖-6-1-α-D-吡喃半乳糖)-sn-甘油(DD8，tR 22.61min)。其中DD1、DD2、DD4和DD6为新化合物。
表1 DD1～8的HRESI-MS/MS数据分析
实施例2：DGDG对PPARα和PPARγ的激活作用
利用双荧光素酶报告基因分析技术检测PPARα和PPARγ的转录激活作用。将293T细胞接种在96孔板中，DMEM培液(10％FBS，不含抗生素)，8-12小时后细胞长到60％左右，不换液，按lipo2000说明书，直接转染质粒。质粒总量为0.075g/well(0.05μg PPRE、0.005μg内对照pRL-TK和0.02μg PPARα/γ)。lipo2000用量为转染质粒质量的2.5倍(2.5*0.075L＝0.1875μL/well)。质粒和lipo2000事先各混在25μL/well的optim medium中。转染12小时后加阳性药(PPARγ的阳性药为罗格列酮，浓度为1μM，PPARα的阳性药为WY14643，浓度为10μM)，以及实施例1所得的DGDG。加药24小时后，检测Luciferase活性。结果表明，DGDG在100μM浓度下，能极其显著激活PPARα和PPARγ(P＜0.001)，激活倍数分别为2.03±0.14和2.70±0.24，是强PPARα/γ双激动剂。
实施例3：DD1～DD8对PPARα和PPARγ的激活作用
利用双荧光素酶报告基因分析技术检测PPARα和PPARγ的转录激活作用，具体方法同实施例2。所加药物是实施例1制备的DD1～DD8。结果见表2。
表2 DD1～DD8对PPARα/γ的激活作用
注：与空白组相比，“*”P＜0.05；“**”P＜0.01；“***”P＜0.001。
结果表明，以上化合物均能不同程度的激活PPARα和/或PPARγ。特别是，DD8(式(Ⅱ)化合物)表现出显著的PPARα/γ双激动作用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种具有如式(Ⅰ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯用于制备PPARα激动剂、PPARγ激动剂或PPARα/γ双重激动剂的用途：
其中：R1和R2代表酰基片段，所述酰基片段为含1-30个碳原子的直链或支链脂肪酸；
且酰基片段中含0-15个顺式或反式双键。
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于所述式(Ⅰ)化合物的酰基片段为含6-24个碳原子的直链脂肪酸，且酰基片段中含0-6个顺式双键。
3.如权利要求1所述的用途，其特征在于所述式(Ⅰ)化合物的酰基为片段为含16-20个碳原子的直链脂肪酸，且酰基片段中含0-5个顺式双键。
4.如权利要求1所述的用途，其特征在于所述式(Ⅰ)化合物的具有如式(Ⅱ)所示结构：
5.如权利要求1式(Ⅰ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯在制备预防和/或治疗PPARα或PPARγ相关疾病的药物中的用途。
6.一种药物组合物，其特征在于含有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯作为PPARα激动剂、PPARγ激动剂或PPARα/γ双重激动剂，以及药学上可接受的载体。
7.如权利要求6所述的药物组合物，其特征在于所述的药物组合物中含有1-99.9wt％的具有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示的化合物。
8.一种如式(Ⅰ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)以海藻为原料，用5-15倍体积的含水醇溶液回流提取2～5次，合并提取液，浓缩至无醇味，有机溶剂萃取，浓缩得粗提物；
2)将粗提物通过反复硅胶柱层析，Sephadex LH-20凝胶柱层析纯化，得双半乳糖基二酰基甘油酯类化合物的混合物；再经高压液相色谱分离，得多个如式(Ⅰ)所示结构的双半乳糖基二酰基甘油酯化合物。
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