桂皮酸類衍生物的活性氧自由基清除及黃嘌呤氧化?抑制活性之結構
-活性相關性分析
The structure-activity relationship of cinnamic acid derivatives on reactive oxygen species scavenging and xanthine oxidase inhibitory activities
中文摘要
酚類化合物廣泛存在於植物中是極為重要的植物二級化學產物。其中第二類的酚 類化合物（Phenolics Ⅱ）是以 C６－C３的肉桂酸（cinnamic acid）為主結 構，在其苯環上帶有一個或數個氫氧基團/甲氧基團，或是利用不同的酯類去取 代其基團所衍生出的各種不同衍生物。目前已知第二類的酚類化合物具有許多生 理及藥裡的活性功能，黃嘌呤氧化? ( xanthine oxidase )被認為與早期的發炎 反應產生ROS 和造成痛風有關。先前已有第二類的酚類化合物在抑制黃嘌呤氧 化?上的研究報告，而第二類的酚類化合物與酵素的結構-活性相關性(SAR)也一 直被提出來討論。但是，在第二類的酚類化合物與黃嘌呤氧化?之立體化學結構 上的相關性尚未明瞭。
我們在本研究中，選擇了11 種不同的桂皮酸衍生物，利用 DNA 鬆解試驗、DPPH 清除能力及ESR 的技術去看這 11 種第二類的酚類化合物在其抗氧化、自由基 捕捉能力上的表現。此外，我們探討其對於XO 的抑制作用，且利用酵素動力學 去探討其抑制型態進而以分子模擬技術去解釋結構-活性的關係。
我們發現咖啡酸（caffeic acid）具有最佳的自由基清除效果，推測結構中芳香 環上的取代基種類及氫氧基數目與自由基清除效果有關。動力分析結果顯示屬於 競爭型抑制型態，模擬時確認可以與XO 活性中心對位（docking）發現桂皮酸 衍生物芳香環結構可與受質結合區的苯丙胺酸（phe）914 具π-π重疊力，
carboxyl 端的酸根（COOH）可與黃嘌呤氧化?絲胺酸（Ser）876 的氫氧基形 成氫鍵。對位、間位及鄰位上的氫氧基團可分別與精胺酸（Arg）880、酥胺酸
（Thr）1010 的氫氧基作用，除此之外間位上的氫氧基同時可與（Thr）1010 胜?鍵 （-NH-）作用形成氫鍵。
在11 種化合物裡，咖啡酸苯乙酯（caffeic acid phenethyl ester）抑制酵素 活性的效果最佳，推測其芳香環上氫氧基且帶有一忌水性的苯環結構，能幫助其 更容易進入到黃嘌呤氧化?之酵素活性位置。基於上述結果，利用 ESR 技術測量 Hypoxanthine/XO 反應所產生的 ROS 量，可以反應出待測化合物對於 XO 的 抑制及對於所產生ROS 清除活性的總體指標。結果顯示，caffeic acid 及 CAPE 在待測的所有化合物中具有最佳的活性。
英文摘要
