萘基缩氨基硫脲与硫代/碳酰腙衍生物的合成及其对碳酸酐酶和乙酰胆碱酯酶的双重抑制机制研究

本研究针对神经退行性疾病治疗中多靶点抑制剂的开发需求，设计合成了一系列萘基缩氨基硫脲（1-9）和硫代/碳酰腙衍生物（10-12），通过FT-IR、核磁共振等技术表征结构，并系统评估其对hCA I/II（碳酸酐酶）和AChE（乙酰胆碱酯酶）的抑制活性。化合物11表现出最优抑制效果（Ki值达40.16-59.23 nM），分子对接揭示了其通过π-π堆积和氢键与靶酶结合。该研究为阿尔茨海默病等疾病的协同治疗提供了新策略。

　　

在神经退行性疾病和代谢紊乱的治疗领域，单一靶点药物的局限性日益凸显。阿尔茨海默病（AD）等复杂疾病往往伴随着胆碱能系统失调和脑内pH稳态失衡，而现有疗法难以同时解决这些问题。碳酸酐酶（Carbonic anhydrase, CA）作为调控CO₂/HCO₃^-平衡的关键酶，其过度活跃会导致神经元酸中毒；乙酰胆碱酯酶（Acetylcholinesterase, AChE）则直接控制神经递质乙酰胆碱的分解。近年研究发现，双重抑制这两种酶可能产生协同治疗效果，但兼具高效性和选择性的多靶点抑制剂仍属稀缺。

针对这一挑战，来自梅尔辛大学的研究团队在《Archives of Biochemistry and Biophysics》发表了一项创新研究。他们以1-萘甲醛为母核，通过缩合反应设计合成了12种新型衍生物，包括萘基缩氨基硫脲（1-9）和硫代/碳酰腙（10-12）两类结构。研究采用核磁共振（¹H/¹³C NMR）和元素分析确认结构，通过体外酶活实验筛选抑制剂，并利用分子模拟阐明作用机制。

关键实验技术

1. 有机合成：通过缩合反应构建萘基缩氨基硫脲和硫代/碳酰腙骨架
2. 光谱分析：FT-IR、400 MHz NMR和元素分析用于结构确证
3. 酶动力学：测定化合物对hCA I/II和AChE的K_i值
4. 分子对接：AutoDock模拟化合物与靶酶活性中心的相互作用

研究结果
结构表征
所有化合物均通过熔点测定、FT-IR（显示C=S键特征峰1600 cm^-1）和NMR（萘环质子信号δ 7.2-8.5 ppm）验证，元素分析误差<0.5%。

酶抑制活性
含卤素取代的衍生物表现突出：化合物11对hCA I（52.42 nM）、hCA II（59.23 nM）和AChE（40.16 nM）的抑制活性均超越阳性对照药乙酰唑胺和他克林。SAR分析表明，苯环3位电子给体基团可增强与AChE催化阴离子位点的结合。

分子对接
化合物11的萘环与hCA II的Phe131形成π-π堆积，硫代羰基与Zn²⁺配位；在AChE中，其通过氢键与Tyr337和His447作用，结合能达-9.8 kcal/mol。

结论与意义
该研究首次报道了萘基硫代/碳酰腙类化合物作为hCA和AChE双重抑制剂的应用。化合物11的卓越活性源于其独特的电子云分布和空间构型，能同时靶向两种酶的活性口袋。这一发现不仅为神经退行性疾病的"多靶点鸡尾酒疗法"提供了新思路，还揭示了硫代羰基在金属酶抑制中的关键作用。未来研究可进一步优化该类化合物的血脑屏障穿透性，推动其向临床转化。