
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
对香豆酸-色胺有机盐的多维解析:结构表征、计算模拟与抗乳腺癌潜力研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月25日 来源:Journal of Molecular Structure 4.0
编辑推荐:
本研究针对抗癌药物溶解性差和生物利用度低的问题,通过合成对香豆酸(p-Coumaric Acid, PCA)与色胺(Tryptamine, TPM)的有机盐(TPM-PCA),结合SC-XRD、DFT计算和MTT实验,证实其显著抑制MCF-7和MDA-MB-231乳腺癌细胞增殖,MIC值优异,为乳腺癌治疗提供了新型候选药物。
在当今抗癌药物研发领域,低溶解度和生物利用度始终是制约药效的瓶颈问题。据统计,约40%已上市药物因溶解性不足导致疗效受限,而乳腺癌作为全球女性发病率最高的恶性肿瘤,尤其三阴性乳腺癌(TNBC)亚型更缺乏靶向治疗方案。传统药物改良手段中,有机盐技术因其能显著提升药物溶解性(可达100-1000倍)而备受关注。与此同时,植物活性成分对香豆酸(p-Coumaric Acid, PCA)虽具有抗氧化、抗炎和潜在抗癌特性,却因生物相容性差难以临床应用;色胺类化合物(Tryptamine, TPM)作为天然生物碱,其衍生物在抗癌领域也展现出独特价值。
为突破这些限制,某研究机构团队在《Journal of Molecular Structure》发表了一项创新研究。研究人员巧妙地将PCA与TPM通过质子转移反应合成新型有机盐TPM-PCA,通过多维度分析揭示其结构特性与生物活性。研究采用单晶X射线衍射(SC-XRD)解析晶体结构,结合傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG-DTA)验证分子相互作用,并运用密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)计算HOMO-LUMO能隙和分子静电势(Molecular Electrostatic Potential, MEP)。生物学实验方面,通过肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC),采用分子对接模拟药物-靶点相互作用,最后用MTT法评估对激素依赖型MCF-7和三阴性MDA-MB-231乳腺癌细胞的抑制效果。
Preparation method
通过甲醇/水混合溶剂缓慢冷却法获得无色块状晶体,该方法保证了有机盐的高纯度结晶。
X-ray Crystallography
SC-XRD数据显示TPM-PCA形成三维氢键网络,羧酸基团与色胺氮原子间的质子转移证实了盐的形成而非共晶。
Fourier-Transform Infrared (FT-IR) Spectroscopy
3168 cm-1处的宽峰证实-OH参与分子间氢键,1647 cm-1处羰基峰位移验证了盐化作用。
Computational Modelling
DFT计算显示HOMO-LUMO能隙为4.12 eV,表明化合物稳定性良好;MEP图显示羧酸氧原子为亲核攻击主要位点。
Biological Assays
抗菌实验显示TPM-PCA对金黄色葡萄球菌MIC低至8 μg/mL;分子对接揭示其与雌激素受体α(ERα)的GLU353形成强氢键;MTT实验证实对MCF-7和MDA-MB-231细胞的IC50分别为28.5 μM和34.7 μM。
Conclusion
该研究首次构建了具有双功能特性的TPM-PCA有机盐,其创新性体现在:① 通过固态工程策略同步改善PCA的药代动力学缺陷和TPM的生物活性;② 多尺度表征技术证实了"结构-活性"关系,1647 cm-1红外特征峰可作为盐形成的标志物;③ 对三阴性乳腺癌细胞的选择性抑制为TNBC治疗提供了新思路。值得注意的是,Hirshfeld表面分析揭示的C-H···π相互作用为后续结构优化提供了明确方向。这项研究不仅为乳腺癌治疗提供了潜在候选药物,更开创了植物活性成分与神经递质衍生物协同增效的新模式。
生物通微信公众号
知名企业招聘