合成螺氧吲哚-吡唑啉基团与1,2,3-三唑连接的化合物作为α-葡萄糖苷酶抑制剂：实验与计算研究

《Journal of the Indian Chemical Society》：Synthesis of Spirooxindole-Pyrazoline Clubbed 1,2,3-Triazoles as α-Glucosidase Inhibitors: Experimental and Computational Studies

本研究通过点击化学合成了一系列spirooxindole-pyrazoline clubbed 1,2,3-triazoles，并采用光谱技术鉴定结构。体外α-葡萄糖苷酶抑制实验显示，化合物6c和6h的IC50分别为5.1和10.95 μM，显著优于阿卡波糖（13.5 μM），其中6c抑制效果最佳。分子对接和动态模拟证实这些化合物与酶活性位点的适配性及稳定性，为新型抗糖尿病药物开发提供依据。

　　这项研究聚焦于开发新型的α-葡萄糖苷酶抑制剂，以应对2型糖尿病的治疗需求。α-葡萄糖苷酶是一种关键的酶，其功能是将复杂的碳水化合物和淀粉分解为简单的糖类，从而提升血糖水平。因此，抑制这种酶可以有效控制2型糖尿病的发展。目前，虽然已有如阿卡波糖、米格列汀和维格列布等药物被广泛用于一线治疗，但它们的使用常常受到不良副作用的限制。因此，开发更安全、更有效的α-葡萄糖苷酶抑制剂成为研究的重点。

研究团队通过分子杂交方法，将三个具有潜在药理活性的结构单元——三唑环、吡唑啉和异吲哚酮结合在一起，合成了一系列新型的螺旋异吲哚酮-吡唑啉连接的三唑化合物。三唑环因其在有机化学中的重要性而被广泛研究，它具有广泛的药理活性，包括抗真菌、抗癫痫、抗增殖、抗疟疾和抗炎等作用。此外，三唑环在化学稳定性、高偶极矩以及与生物大分子的非共价相互作用方面表现出色，使其成为药物研发中的重要药效团。

吡唑啉则是一种含有氮元素的五元杂环化合物，其独特的结构框架和化学稳定性使其能够被广泛的功能化修饰，从而改善其衍生物的药理特性。异吲哚酮作为吲哚的衍生物，也展现出多种生物活性，包括尿酶抑制、抗氧化作用以及葡萄糖苷酶抑制等。通过将这些结构单元组合在一起，研究团队希望开发出具有协同效应的新型化合物，从而增强其对α-葡萄糖苷酶的抑制能力。

合成过程采用了多步骤的反应序列，其中首先利用丙炔溴对商业化的异吲哚酮进行丙炔基化反应，得到N-丙炔基异吲哚酮作为中间体。随后，该中间体与取代的乙酰苯酮在特定的反应条件下进行克莱森-施密特反应，生成相应的产物。这些合成的化合物通过多种光谱技术进行了结构鉴定，包括核磁共振、红外光谱和质谱分析等，以确保其化学结构的正确性。

为了评估这些化合物的α-葡萄糖苷酶抑制活性，研究团队进行了体外实验。结果显示，这些化合物表现出中等至较高的抑制潜力，其中某些化合物的IC50值显著低于标准药物阿卡波糖。例如，化合物6c和6h的IC50值分别为5.1 ± 0.42 μM和10.95 ± 0.32 μM，分别比阿卡波糖的IC50值高出两到三倍。这一结果表明，这些化合物在抑制α-葡萄糖苷酶方面具有显著的优势。

为了进一步理解这些化合物在α-葡萄糖苷酶活性位点的结合模式，研究团队进行了分子对接分析。分子对接的结果显示，这些合成的三唑化合物能够很好地适应酶的活性位点，显示出良好的结合能力。此外，为了评估这些化合物与酶的结合稳定性及其动态行为，研究团队还进行了100纳秒的分子动力学模拟。模拟结果显示，这些化合物在活性位点的结合行为较为稳定，能够维持较长时间的相互作用，这为其作为新型抗糖尿病药物提供了有力支持。

此外，研究团队还对合成的化合物进行了详细的结构表征，并确认了其化学纯度和物理性质。这些化合物的合成依赖于高效的点击化学反应，使得合成过程更加简便和高效。通过这种合成策略，研究团队能够快速生成多种具有不同取代基的化合物，并评估其在体外实验中的表现。

研究团队在实验过程中采用了多种试剂和溶剂，所有起始材料均来自Sigma Aldrich和Hi-media等供应商。为了确保实验的准确性，所有试剂和溶剂在使用前均经过适当处理，无需进一步纯化。实验过程中还对熔点进行了测定，以帮助进一步确认化合物的纯度和结构。

研究团队在撰写论文过程中，对各自的贡献进行了明确划分。Subhadip Maity负责撰写原始草稿、实验方法、研究分析和数据处理；Akanksha Bhukal同样参与撰写原始草稿、实验验证、方法设计和数据分析；Vivek Asati负责撰写原始草稿、软件应用、资源管理和研究分析；Aman Kumar参与撰写原始草稿和数据分析；Kashmiri Lal则负责论文的审阅与编辑、研究监督、资源提供、方法设计和概念提出；Jayant Sindhu则参与论文的审阅与编辑以及撰写原始草稿。

研究团队在论文中声明，没有与研究相关的利益冲突，这表明研究的客观性和独立性。此外，研究团队对大学资助委员会提供的高级研究奖学金表示感谢，并对CIL（Guru Jambheshwar University of Science and Technology）提供的光谱分析支持表示诚挚的谢意。这些支持为研究的顺利进行提供了重要的保障。

综上所述，这项研究通过分子杂交方法合成了一系列新型的α-葡萄糖苷酶抑制剂，并通过多种实验方法评估了它们的药理活性。研究结果表明，这些化合物在抑制α-葡萄糖苷酶方面表现出显著的优势，尤其是化合物6c和6h。这些化合物的结构设计和合成策略为开发新型抗糖尿病药物提供了重要的参考，同时也为未来的药物研发工作奠定了基础。研究团队通过分子对接和分子动力学模拟进一步验证了这些化合物的结合模式和稳定性，为其作为药物候选分子提供了科学依据。这些发现不仅有助于理解α-葡萄糖苷酶抑制剂的作用机制，也为开发更安全、更有效的抗糖尿病药物提供了新的思路和方向。