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钯（Ⅱ）配合物
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顺铂（Ⅱ）（Cis-DDP）是结构相对简单的典型混配型金属配合物，自其作为临床药物以来，在过去的30余年里，已合成了数千个新的铂配合物，并进行了抗癌活性研究，以用于筛选和发现新的临床抗癌药剂。迄今，包括Cis-DDP在内，已有4种铂抗肿瘤配合物应用于临床。近期一些结构新颖的铂配合物较高的抗肿瘤活性已有报道［1～3］，因此，铂配合物已成为金属抗癌药物研究的主流。除铂以外的其他金属，如Ru3+、Mo3+、Ti3+、Ge4+、Sn4+等配合物也多被研究，并有综述［4，5］。1984年，Gill D S等［6］指出，钯（Ⅱ）配合物具有较高的抗癌活性，随后，就钯（Ⅱ）配合物对癌细胞的抑制活性研究已掀起热潮。本文在参阅大量文献基础上，并结合自己的工作，从以下几方面对钯（Ⅱ）配合物抗癌活性进展作了介绍。 1 钯（Ⅱ）配合物的结构特征 在贵金属元素中，唯有钯（Ⅱ）与铂（Ⅱ）配合物具有相似或相同的结构特征，即该两个金属离子均采取dsp2杂化轨道方式与配体键合，均形成平面四边形结构配合物。由于钯（Ⅱ）离子为相对软的Liwis酸，因此，多选择软碱螯合配体配位原子为N、P、S形成配合物。如配合物Pd［MeSC6H4-2（CH2PPh2）］Cl2的晶体分子结构中，螯合配体中P、S原子与Pd（Ⅱ）离子配位［7］。 为做比照，就相同配体而言，往往同时合成其与钯（Ⅱ）和铂（Ⅱ）的配位化合物。在一些晶体分子结构中，钯（Ⅱ）和铂（Ⅱ）配合物具有完全相同的分子空间构型，并且配位键的键长也极为相近［8～10］。由于钯（Ⅱ）﹑铂（Ⅱ）配合物结构的一致性，表现出具有相近或相似的化学性质，因此，继铂抗肿瘤配合物后，钯（Ⅱ）配合物作为潜在无机药物的基础性研究工作是一诱人的领域。 2 钯（Ⅱ）配合物抗癌活性及其与Cis-DDP活性对比 印度学者Puthraya K H等人［11］较早系统研究近20组钯（Ⅱ）配合物Pd（bipy）（Aa）+（bipy为2，2′-联吡啶，Aa为氨基酸根）对L1210白血病细胞、P388淋巴细胞、S180肉瘤和艾氏腹水肿瘤细胞的抑制活性，表1列出了部分活性较好配合物对上述细胞的ID50值。 表1 Pd（bipy）（Aa）配合物对肿瘤细胞的半数抑制浓度ID50 （μg/ml） 注：gly：甘氨酸根，Ser：丝氨酸根，lys：赖氨酸根，gln：谷氨酰胺，asp：天冬氨酸根，glu：谷氨酸根 表1中ID50值显示，部分钯（Ⅱ）配合物对某些肿瘤细胞的活性优于Cis-DDP。而对四种肿瘤细胞抑制活性普遍高于或接近Cis-DDP的有［Pd（bipy）（lys）］Cl·H2O、［Pd（bipy）（asp）］和［Pd（bipy）（glu）］Cl·2H2O三个配合物。这一结果已初步显示这些配合物具有抗癌广谱性。 Tusek-Bozic.L等［12］研究了具有反式结构，以N，O为配位原子的吡啶衍生物配体钯（Ⅱ）配合物对L1210、KB、Molt/c8、CEM/0等细胞增长的抑制能力。Kuduk-Jaworska.J等［13］报道了二氯·二（2，2′-二甲基-4-硝基）吡啶合钯（Ⅱ）或氯桥联2，2′-二甲基-4-硝基合钯（Ⅱ）双核配合物对A549、SW707、T47D、HCV29T等细胞的抑制活性。Hunter TM等［14］合成的环烷胺类配体钯（Ⅱ）配合物对艾滋病毒HIV也有较强的抑制活性。国内，湖南大学毕琼斯等［15，16］研究了钯（Ⅱ）-邻菲罗啉-氨基酸配合物对S180实体瘤株的抑制率。钯（Ⅱ）-葡聚糖-二齿胺配合物对大肠腺癌细胞增长的抑制能力；南开大学Zhao GH等［17，18］合成的由Se、S调控甲基吡啶·乙二胺双核钯（Ⅱ）配合物以及氯化-4-甲基（或羟基、氨基） 吡啶合钯（Ⅱ）配合物对L1210、HCT8、HL-60细胞的抑制活性，结果显示，这些配合物的活性高于或接近Cis-DDP的活性。 3 钯（Ⅱ）和铂（Ⅱ）配合物的活性对比 为与主流铂（Ⅱ）配合物对比，许多学者系统研究了组成相同的钯（Ⅱ）、铂（Ⅱ）配合物对癌细胞的抑制活性或对正常动物细胞转录的抑制能力。一个很有意义的工作是M（L）（Aa）+单核配合物、［M2（bipy）2（CH2）xDDA］2+双核配合物［L为2，2′-联吡啶（bipy）或邻菲罗啉（phen），Aa+为氨基酸，（CH2）xDDA为烷撑基双甘氨酸］对老鼠肝脏细胞转录的抑制能力［19］，表1、表2为测定ID50值，图1为双核配合物结构示意图。表2中数据表明，无论bipy还是phen体系，对应的Pd（Ⅱ）配合物总体上均比Pt（Ⅱ）配合物有较高的活性。 表2 M（L）（Aa）型配合物对老鼠肝细胞转录的抑制活性 注：配体从上至下分别为：丙氨酸根、亮氨酸根、甲硫氨酸根、苯丙氨酸根、色氨酸根、甘氨酸根、酪氨酸根、谷氨酸根、谷氨酰胺、赖氨酸根、组氨酸根、氯离子 图1 双核Pd（Ⅱ）、Pt（Ⅱ）配合物结构示意图 对于双核配合物（表3），随着脂肪链的增加，Pt（Ⅱ）配合物的活性明显增强，辛烷链（X=8）比丁烷链（X=4）活性高8.3倍，这可能在于长链引发的配合物结构会使两个端基更灵活地与细胞结合。尽管对于Pd（Ⅱ）配合物，X＝4、8时没有测出ID50值，但X=6时，其活性也确实好于相应Pt（Ⅱ）配合物。 表3 双核配合物对老鼠肝细胞转录的抑制活性ID50 （mmol） Quiroga AG等对［M（TSCN）（μ－Cl）］2［20，21］和［M（TSCN－NMe2）］4［22］型配合物（M=Pd2+，Pt2+）对多种肿瘤细胞的活性进行了详细研究，表4列出了其中两组配合物的活性结果［20］。配合物的结构简式见图2。 图2 配合物［M（TSCN）（μ-Cl）］2（M=Pd2+、Pt2+）结构示意图 表4 Pd2+、Pt2+配合物对多种肿瘤细胞的半数杀伤浓度IC50 （μmol） 表4中结果显示，两个系列Pd2+，Pt2+配合物，对7种肿瘤细胞的杀伤活性普遍高于有机配体TSCN。对HL-60、L-937、3T3和PAM 4种肿瘤细胞的活性顺序为Pd2+>Pt2+。对PAM－ras、GLIOMA#112、HeLa、3T3和PAM的活性，无论Pd2+还是Pt2+配合物，均好于Cis-DDP。 此外，Onoa GB等人［23～25］也开展了类似工作，在对多种癌细胞的抑制能力上，钯（Ⅱ）、铂（Ⅱ）配合物互有高低。 4 钯（Ⅱ）配合物与DNA的作用 通常，肿瘤细胞中DNA分子含量相对较高，因此，DNA分子被视为抗肿瘤化合物活性作用的主要靶标。金属抗肿瘤配合物与DNA的作用已多有研究，主要涉及铂配合物，并有综述［5，26，27］。由于钯（Ⅱ）抗肿瘤配合物的系统研究工作相对较晚，因此这类配合物与DNA作用的机制研究还不多见，主要将研究目标侧重在活性配合物上［28～30］。从宏观上，可借助荧光法测定并计算钯（Ⅱ）配合物与DNA的键合常数，如［Pd（bipy）（2-py）］NO3和［Pd（bipy）（2-pyz）］NO3（2-py：吡啶－2－羧酸，2-pyz：吡嗪－2－羧酸）与小牛胸腺DNA的键合常数K值分别为8.28×104和4.45×104，说明相互作用较强，并认为配合物以联吡啶的芳环与DNA发生插入作用［31］。 近期，笔者根据李志良、林辉祥等［32，33］基于溴化乙锭（EtBr）为探针提出的荧光法或应用紫外光谱［34］和凝胶电泳技术［35］研究了钯（Ⅱ）-芳香氮碱-氨基酸（或二元羧酸）配合物与鱼精DNA的作用规律［36～40］，结果显示，这些配合物主要以配体芳环平面与DNA发生非共价插入机制。 5 钯（Ⅱ）配合物与核苷酸或碱基的共价作用 DNA是巨型分子，在其与活性配合物作用机制上只能从宏观角度上推测其机制。Cis-DDP与鸟嘌呤（G）上N7原子的共价键合被认为是其抗癌的主要机制。因此，以DNA中的组成小分子，如核苷酸或碱基为生物配体，进一步与活性金属配合物作用（反应），通过NMR手段或X-射线晶体衍射技术，从而可以较准确地判断生命小分子与金属的共价键合位点。 Katsarou.E等［41］研究了配合物Pd（L）Cl2（L为二肽）与多聚核苷酸作用机制，2D1HNMR检测技术表明，核苷酸碱基中N7原子与Pd（Ⅱ）配位是两者相互作用的共价过程。 Wirth.w等［42］以环烷胺配合物与5′-GMP反应，1HNMR证实，Pd（Ⅱ）与碱基中N1、N7原子配位，形成由碱基和Pd（Ⅱ）交联的四核环状生物结构模式。最近，笔者以Pd（phen）Cl2和腺嘌呤（ade）反应，获得生物配合物单晶，晶体分子结构显示，ade以N3、N9与Pd（Ⅱ）离子桥联配位，形成双核配合物［43］。这些工作对深入理解钯（Ⅱ）配合物与DNA的作用机制提供了有价值的信息。 6 钯（Ⅱ）配合物对癌细胞的诱导凋亡作用 细胞凋亡作为抗肿瘤药物的作用机制已成为药物化学关注的热点。一些抗肿瘤药物可通过诱导肿瘤细胞凋亡的形式杀灭癌细胞从而达到治疗效果［44］，这主要涉及天然药物或有机药物分子。对临床cis-DDP和奥沙利铂的相关工作也有报道［45，46］。Akdi.K等［47］用凝胶电泳和透射电镜技术研究了钯（Ⅱ）双核配合物对TG细胞的凋亡作用，结果显示，凋亡细胞发生了明显的形态改变和生化特征。近期，Padhye.S等［48］ 详细研究了配合物［Pd（PQTSC）Cl］·DMF（PQTSC为菲基苯醌氨硫脲）对多种乳腺癌细胞的凋亡作用。结果显示，该化合物在抑制抗药性细胞的生长要比野型MCF-7细胞更有效，这表明该配合物可以被有效地用于治疗抗药性肿瘤细胞。 7 结语 通过对文献系统综述可以看出，钯（Ⅱ）配合物对多种肿瘤细胞有抑制能力，在与相应的铂（Ⅱ）配合物活性对比上，钯（Ⅱ）与铂（Ⅱ）配合物互有高低，有些钯（Ⅱ）配合物甚至高于临床cis-DDP，这取决于配体的特异结构。钯（Ⅱ）配合物与DNA作用方式可视为“准药物分子-靶标”机制的简单模型，核苷酸或碱基等生命小分子与配合物中钯（Ⅱ）离子的共价键合位点可以更深入理解配合物抗癌机制。对癌细胞的诱导凋亡作用，是评价钯（Ⅱ）配合物抗癌活性的有效方法。因此，钯（Ⅱ）配合物可能是继抗癌铂（Ⅱ）配合物后的又一类新的潜在抗癌药物。 [ Last edited by daiqiguang on 2007-5-9 at 09:07 ] |
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