《Bioorganic Chemistry》：Aniline-linked coumarin–triazole hybrids as
α-glucosidase inhibitors: An insightful study from synthesis to
in vivo efficacy and mechanistic analysis
编辑推荐：
•设计并合成了一系列新的苯胺连接的香豆素–三唑–N-芳基乙酰胺杂合体12a–p，作为潜在的α-葡萄糖苷酶抑制剂。•在各种衍生物中，化合物12b（含2-甲基）表现出最有前景的抑制作用，IC50值为1.1 μM，其效力约为阿卡波糖的750倍。•化合物12b对α-葡萄糖苷酶表现出优
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设计并合成了一系列新的苯胺连接的香豆素–三唑–N-芳基乙酰胺杂合体12a–p，作为潜在的α-葡萄糖苷酶抑制剂。
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在各种衍生物中，化合物12b（含2-甲基）表现出最有前景的抑制作用，IC50值为1.1 μM，其效力约为阿卡波糖的750倍。
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化合物12b对α-葡萄糖苷酶表现出优异的 selectivity，相对于α-淀粉酶而言，有望减少淀粉酶相关的胃肠道副作用。
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动力学研究将化合物12b鉴定为竞争性抑制剂（Ki = 1700 nM），而圆二色性和荧光分析揭示了显著的酶构象变化和通过焓驱动机制实现的强1:1结合。
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分子对接和分子动力学模拟证实了化合物12b在α-葡萄糖苷酶活性位点内的稳定结合，与关键残基（特别是ARG439和LYS155）之间持续存在氢键相互作用。
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化合物12b在链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病大鼠模型中表现出显著的体内疗效，显示出剂量依赖性的抗高血糖活性（30 mg/kg时空腹血糖降低55%），并在组织病理学检查中表现出对抗糖尿病引起的肝脏和胰腺损伤的保护作用。
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本研究引入苯胺连接的香豆素–三唑杂合体作为开发安全和有效α-葡萄糖苷酶抑制剂的有前景骨架，化合物12b作为抗糖尿病药物进一步优化的先导候选化合物脱颖而出。
引言
糖尿病是一种以持续性高血糖为主要特征的慢性疾病。如果控制不当，可能导致多种危及生命的并发症，包括心血管疾病、慢性肾脏病、视网膜病变和周围神经病变[1]。根据国际糖尿病联盟（IDF）的数据，目前有5.89亿名20–79岁的成年人患有糖尿病（约占每9人中的1人），预计到2050年这一数字将达到8.53亿[2]。
糖尿病通常分为两大类。1型糖尿病（T1D）是一种自身免疫性疾病，免疫介导的胰岛β细胞破坏导致胰岛素绝对缺乏和继发性高血糖。相比之下，2型糖尿病（T2D）是该疾病最常见的形式，其特征是胰岛β细胞进行性功能障碍和外周胰岛素抵抗。随着胰岛β细胞逐渐失去克服胰岛素抵抗的代偿能力，葡萄糖稳态和脂质代谢受到严重损害[3]。
目前用于治疗糖尿病的几类药物包括双胍类、磺脲类、格列奈类、噻唑烷二酮类、二肽基肽酶-4（DPP-4）抑制剂、胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂、钠-葡萄糖共转运蛋白2（SGLT2）抑制剂和α-葡萄糖苷酶抑制剂。其中，后者通常与其他抗糖尿病药物联合使用，主要用于控制餐后血糖水平[4]，[5]。自20世纪80年代问世以来，α-葡萄糖苷酶抑制剂一直是一种重要的治疗策略，阿卡波糖于1995年获得临床批准[6]。α-葡萄糖苷酶是一种位于小肠的膜结合型糖苷水解酶，催化膳食碳水化合物中α-1,4-糖苷键的水解，释放α-d-葡萄糖以供后续吸收入血[7]。α-葡萄糖苷酶抑制剂破坏该酶的功能，从而阻止碳水化合物的吸收及其引起的高血糖。目前，阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇是三种获批临床使用的α-葡萄糖苷酶抑制剂。
尽管阿卡波糖等α-葡萄糖苷酶抑制剂能有效延缓肠道葡萄糖吸收并降低餐后高血糖，但其临床应用常因胃肠道不良反应而受到限制，这些不良反应会降低患者的依从性。这些副作用的发生可能与对α-淀粉酶的共抑制有关，α-淀粉酶属于糖苷水解酶家族13的成员，存在于唾液和胰腺分泌酶中。α-淀粉酶通过水解α-1,4-糖苷键来启动膳食淀粉的消化，产生寡糖，随后由α-葡萄糖苷酶转化为葡萄糖[8]，[9]，[10]。抑制该过程会导致大肠中细菌对残余碳水化合物的发酵，从而引起胃肠道不良反应[11]。因此，迫切需要开发安全性更高的选择性α-葡萄糖苷酶抑制剂。鉴于其降低餐后血糖水平的效力和低全身副作用，这一类药物对于糖尿病管理是一个很有前景的选择，这一点尤为重要[12]，[13]。因此，糖尿病仍然是一个重要的研究领域[14]，[15]，[16]，[17]，[18]，对更有效且具有优越安全性的α-葡萄糖苷酶抑制剂的探索也在持续进行[19]，[20]，[21]，[22]，[23]，[24]，[25]。
尽管近年来已有多种香豆素–三唑杂合体显示出令人满意的α-葡萄糖苷酶抑制活性（如图1所示的化合物），但一些重要方面仍未得到充分探索。大多数报道的化合物采用柔性脂肪族或乙酰胺连接基，连接基的刚性和空间取向对生物活性的影响尚不清楚。此外，先前的研究主要集中在初步的体外酶学实验和计算机模拟分析上，缺乏充分的体内研究来支持其作为抗糖尿病药物的潜力。
为了弥补这些不足，本研究报道了一系列具有构象刚性的苯胺连接的香豆素–三唑杂合体，旨在增强与α-葡萄糖苷酶活性位点疏水亚口袋的相互作用（图2）。除了提供详细的构效关系（SAR）并分析目标化合物的结合模式外，本研究还专门研究了芳族连接基刚性化对α-葡萄糖苷酶抑制活性的影响。此外，将生物学评价扩展到体内研究，以评估选定的先导化合物作为抗高血糖药物的能力。通过结构优化、机制洞察和体内实验验证相结合，本研究对这些新型杂合体作为有前景的抗糖尿病药物进行了全面评估。
章节摘要
设计原理与依据
本研究描述了一系列新型香豆素基化合物的设计、合成和生物学评价，旨在通过α-葡萄糖苷酶抑制作用作为有前景的抗糖尿病药物。香豆素是一种天然存在的植物化学物质，属于苯丙烷类家族，存在于多种植物中，已被广泛研究其多种生物活性，特别是抗糖尿病潜力[26]。几种取代的香豆素-三唑杂合体已被
结论
本研究成功设计、合成并生物学评价了一系列新型香豆素基杂合体12a–p，作为强效且高选择性的α-葡萄糖苷酶抑制剂，用于2型糖尿病的管理。鉴于设计部分讨论的活性口袋的特定特征，通过将有报道的香豆素系列中柔性的亚甲基连接基替换为刚性的苯环，进行了策略性的结构修饰，旨在限制
材料与方法
所有化学品均购自默克公司（德国），未经进一步纯化直接使用。反应进程和合成化合物的纯度通过250 μm F254硅胶薄层色谱板上的薄层色谱法（TLC）监测；斑点在紫外光（254 nm）下目视检测。熔点使用Electrothermal 9100装置测量。红外光谱使用岛津IR-460分光光度计记录。1H和13C核磁共振波谱在DMSO-d6溶液中用Bruker仪器
CRediT作者贡献声明
Bahareh Bayati：撰写——初稿，可视化，软件，调查，形式分析，数据管理。Mahdis Sadeghi Moghadam：撰写——初稿，可视化，软件，调查，形式分析，数据管理。Fariba Peytam：撰写——初稿，调查，形式分析，数据管理。Mahmood Biglar：撰写——审阅与编辑，验证。Zahra Emamgholipour：撰写——初稿，调查，形式分析，数据管理。Somayeh Mojtabavi：
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能会影响本文所报告的工作。
致谢
本研究由伊朗德黑兰医科大学研究委员会的拨款（编号1405-2-153-96356）支持和资助。
Bahareh Bayati|Mahdis Sadeghi Moghadam|Fariba Peytam|Mahmood Biglar|Zahra Emamgholipour|Somayeh Mojtabavi|Elmira Meghrazi Ahadi|Maryam Norouzbahari|Hayrettin Ozan Gülcan|Fahimeh Ghasemi|Seyed Esmaeil Sadat-Ebrahimi|Maliheh Barazandeh Tehrani|Vahid Sheibani|Loghman Firoozpour|Alireza Foroumadi
