具有阴离子跨膜转运活性的有机小分子化合物,因可望发展为“阴离子通道替代疗法”而成为药物化学和化学生物学领域的一个研究热点。由于细胞膜的磷脂双分子层具有独特的两亲性结构,因此化合物整体的亲脂亲水平衡是影响离子跨膜转运的一个非常重要的结构因素。本文在本课题前期工作的基础上,设计合成了两个系列具有不同脂水分配系数的功能化胆酸二聚体,并系统研究了其阴离子跨膜转运活性,期望阐明亲脂亲水平衡修饰对胆酸二聚体的阴离子转运活性的影响,为今后具有更高阴离子转运活性的功能化胆酸二聚体的合理设计提供一定的参考。第一系列是以具有阴离子识别能力的方酰胺作为附加功能团的胆酸二聚体1-6,而第二系列是将胆酸单元的7-位和12-位羟基转换成氨基后得到的二氨基胆酸二聚体7及衍生物8-12。两个系列均通过引入不同长度的烷基链,改变化合物整体的亲脂性。化合物1-6以胆酸为原料,首先与L-lys(Boc)-OH发生酰化反应,再与对苯二甲胺进行酰化反应,并用浓盐酸脱去Boc保护基,得到氨基修饰的胆酸二聚体。然后在三乙胺催化下,与过量的方酸二乙酯反应,再分别与甲胺至正己胺反应,得到目标化合物1-6。化合物7-12则以胆酸为原料,首先经过酯化、氧化、成肟、氢化还原、Boc基团保护和水解等系列反应,得到7-位和12-位Boc基团保护的二氨基胆酸。然后,分别与对苯二甲胺及其甲基至正戊基不同烷基取代的衍生物进行酰化反应,并脱去Boc保护基,得到目标化合物7-12。化合物1-12的结构经过 ESI-MS,HR-ESI-MS,1H-NMR 和 13C-NMR 确证。然后以卵磷脂(EYPC)脂质体为模型,用氯离子选择性电极法和荧光分光光谱法系统地研究了化合物1-12的阴离子跨膜转运性能。结果表明,化合物1-12均具有阴离子转运活性,并以运载体机制发挥作用。化合物1主要是阴离子与质子的同向转运机制,而化合物2-12则为阴离子间的交换机制。此外,化合物1-12对不同一价阴离子有一定的选择性,尤其对碘离子选择性较高。详细的动力学数据分析表明,化合物1-6的亲脂性改变对离子转运活性的影响与测试浓度有关,在低浓度时影响不显著,而在高浓度时影响明显。亲脂亲水平衡修饰对化合物1-6转运效能的影响不显著。这可能是该系列化合物的转运活性较低,不足以凸显亲脂性改变所带来的影响。与化合物1-6相比,化合物7-12的转运效能提高了 20-25倍。同时,亲脂亲水平衡修饰对化合物7-12的转运效能具有显著的影响,呈现先上升后下降的趋势。这主要是因为亲脂性增加有利于化合物在磷脂膜中的分配,提高转运活性;但是,亲脂性过强则影响了化合物在磷脂双分子层中的移动速度,降低离子转运速度。上述研究结果表明,阴离子转运活性越高,亲脂亲水平衡修饰对功能化胆酸二聚体的阴离子跨膜转运活性的影响越明显。此外,保持胆酸二聚体整体的亲脂亲水平衡,有利于实现最佳的阴离子跨膜转运。今后,将在此研究结果的基础上,拟对其他骨架类型的人工阴离子转运体进行亲脂亲水平衡修饰,并系统分析其对离子转运活性的影响,期望为优良的有机小分子阴离子转运体的合理设计提供一定的参考。