[发明专利]一种基于植物生长素调节基因GH3的ASA型酶抑制剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种酶抑制剂及其制备方法，具体地说是一种基于植物生长素调节基因GH3的ASA型酶抑制剂及其制备方法。

二、背景技术

植物生长素是最早发现的植物激素，它的化学本质是一类没有结构特征的有机小分子物质，包括水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)以及最有代表性的2-吲哚乙酸(IAA)等，主要集中在植物的嫩芽、顶端、根尖等具有生长优势的部位。它们对细胞的分裂与增殖、组织与器官的分化、开花与果实成熟、种子的萌发及休眠等有重要的生理调节作用。植物生长素对于植物的生理具有双重调节作用：在低浓度时，它可以促进嫩芽生长，根尖发达；在高浓度时会抑制植物顶端、根系的生长，甚至会导致植物死亡等。

目前，对于植物生长素调节基因研究较彻底的是GH3基因家族。在拟南芥基因组中，目前已经发现19个基因成员，分别命名为GH3-1、GH3-2、GH3-3、……GH3-19等。已经有证据表明，GH3基因编码的蛋白质具有催化水杨酸(SA)、吲哚乙酸(IAA)、茉莉酸(JA)的腺苷化作用，从而可以调节这些植物激素的体内水平。另外，研究还发现它们还能催化IAA与各种氨基酸的连接反应，以IAA-X(X＝Ala、Asp、Glu、Leu等)非活性体的形式存储在体内，从而达到调节IAA和相关氨基酸在体内水平的目的。具体过程如下式所示：

IAA的生理腺苷化过程是：2-吲哚乙酸(IAA)在三磷酸腺苷(ATP)的作用下，生成其活化中间体-腺苷单磷酸酯(IAA-AMP)，同时脱去一分子焦磷酸(PPi)；然后各种氨基酸与IAA-AMP反应，形成吲哚乙酸与氨基酸(aa)的复合体(IAA-aa)，它是IAA的非活性体贮存形式，能调节IAA在植物体内的激素水平，从而对植物的生长调节起到重要作用。

三、发明内容

本发明旨在提供一种基于植物生长素调节基因GH3的ASA型酶抑制剂及其制备方法，所要解决的技术问题是通过分子设计遴选得到对GH3基因具有较好的酶抑制活性的化合物。

本发明通过分子设计制备了系列基于ASA中间体的各种ASA-羧酸复合物(ASA-ca)，它们具有与IAA-AMP类似的腺苷结构。

本发明基于植物生长素调节基因GH3的ASA型酶抑制剂的结构式为：

R为苯乙基或萘基，下同。

本发明基于植物生长素调节基因GH3的ASA型酶抑制剂的制备方法如下：

1)羧基的活化

在氮气保护下，将羧酸和羧基活化剂溶于有机溶剂中，溶液澄清，室温下密闭反应1-2h，得到中间体1，制备得到的中间体1不用分离即可直接用于下一步反应。

所述羧酸和所述羧基活化剂之间的摩尔比为1:1.1-1.3；

所述羧酸为苯丙酸或萘甲酸等；

所述羧基活化剂为羰基二咪唑(CDI)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)或二环己基碳二亚胺(DCC)等；

所述有机溶剂为无水乙腈、N，N-二甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)或干燥的二氯甲烷等；

所述中间体1的结构式为：

2)偶联

向步骤1)制得的反应液中加入ASA中间体，溶液变浑浊，在冰水浴的条件下向反应液中加入1，8-二氮杂环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)，溶液变澄清，室温密闭条件下反应8-12h，反应结束后减压蒸馏脱除溶剂，然后加入CHCl₃溶解，再加入质量浓度3％的柠檬酸溶液洗涤，分离收集有机相，有机相依次用水和饱和食盐水洗涤后经无水硫酸钠干燥，减压蒸馏脱除CHCl₃，随后过硅胶柱(以体积比CHCl₃/MeOH＝10-12:1作为流动相)分离得到中间体2；

反应液中中间体1、ASA中间体以及DBU之间的摩尔比为1：1：1.8-2.5。

所述ASA中间体的结构式为：

所述中间体2的结构式为：

3)脱保护基

将中间体2加入脱保护基试剂溶液中，室温下反应1.5-2.5h，反应结束后减压脱除溶剂，以丙酮重结晶后得到目标产物；

在脱保护基反应过程中，脱保护基试剂的添加量是大大过量的，一般脱保护基试剂与中间体2的摩尔量之比控制在150-300:1。

所述脱保护基试剂溶液为质量浓度80％的HCOOH水溶液、质量浓度的5-10％盐酸溶液或三氟乙酸(TFA)等。