胆碱受体激动剂

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完全拟胆碱药
胆碱受体激动剂
M胆碱受体激动剂 N胆碱受体激动剂 可逆性胆碱酯酶抑制剂
胆碱酯酶抑制剂
不可逆性胆碱酯酶抑制剂
一、乙酰胆碱的结构修饰
O O N+
H3C
O N(CH3)3 O
乙酰氧基
乙撑基桥
季胺盐
季胺盐:与内在活性和与受体的亲和力有关 三乙基:则呈现抗胆碱作用
“五原子规则”: 即在季铵氮原子和乙酰基末端氢原子之间, 亚乙基桥:
乙酰胆碱酯酶抑制剂
酯结合位点
Ser O H 酯结合位点 Glu 离子结合位点
离子结合位点
-O
O His d+
+
N
O
O d-
H N N
乙酰胆碱的水解: Glu327,His440,Ser200 构成催化三连体, 催化 底物ACh的水解。 His440的咪唑环上H质 子与ACh的羰基氧形成 氢键; Ser200的-OH进攻ACh 的羰基碳,形成过渡态, 不稳定,分解为胆碱和 乙酰化酶,乙酰化酶迅 速水解,重新生成 AChE和乙酸
性好。
Physostigmine的性质不稳定:
依色林 红
临床用于治疗青光眼,近年来也用于治疗抗胆碱 药阿托品及三环类抗抑郁药过量中毒的解救。
溴新斯的明
Neostigmine Bromide
O H3C N H 3 C CH 3
+
O
N
CH 3
. Br
溴化-N,N,N-三甲基-3-[(二甲氨基)甲酰氧基]苯铵
治疗心动徐缓 性心率失常 散瞳, 平滑肌 痉挛所致的内 脏绞痛, 治疗 消化道溃疡
M3
M4 M5
腺体和平滑肌 大脑 神经节 神经肌肉接头
N
N1 N2
治疗高血压 松弛骨骼肌
乙酰胆碱 (ACh) 作为一种化学神经递
质,在调节自主神经系统功能上起重 要作用。
但是乙酰胆碱不能成为治疗药物,为
什么?
对乙酰氧基部分的修饰
1)应符合5原子原则,即若为甲酰、丙酰、丁酰则活性
下降。
2)若为芳香酸或更大基团的酸取代时,转变为抗胆碱
活性。
3)以不易水解的基团氨甲酰取代乙酰氧基,不易水解。 如卡巴胆碱(Carbachol):可口服,作用时间吃持久。
具M样和N样作用,但毒副作用大,临床仅用于治疗青 光眼。
Neostigmine Bromide的合成
用途:可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂 1. 口服,用于重症肌无力,手术后腹气胀
及尿潴留等 2.副作用可用于阿托品对抗
氢溴酸加兰他敏
H O H 3 CO
OH
石蒜科植物石蒜中 提取的生物碱
. HBr N CH 3
1、胆碱酯酶抑制剂,脂溶性强。 2、治疗范围广,毒性较小,病人较易耐受
酶的老化
上述反应中,如果AChE被一些比羧酸酯更稳
定的酰化基团,如氨基甲酰基酰化或生成磷酸 酯,酶将保持较长时间的失活,利用这一原理 设计并发现了可逆性和不可逆性的AChEI。
可逆性AChEI: 酰化的AChE可水解复活
不可逆性AChEI: 酰化的AChE水解非常缓慢,
造成AChE全部抑制,导致体内ACh浓度异常 增高,引起支气管收缩,呼吸抑制,最终导致 死亡。
O
OR O R`
用途:为M胆碱受体激动剂。具缩瞳、降低 眼内压作用,治疗原发性青光眼(M1,M3)
H 3C N N H 3C
二、选择性作用于M受体亚型的激动剂
M受体有5种亚型,分布于不同的组织中,
药理活性有差异,其选择性激动剂临床 治疗作用不同。
是目前胆碱能受体激动剂的研究方向。
–开发治疗AD症; –开发治疗其他认知障碍疾病药物。 • M1受体激动作用,M2、M4受体拮抗作用
水解反应
+ N+ O O N+ OH O Ser AChE + O N+ O HO O Ser AChE
AChE Ser OH
A
O AChE Ser OH + OH
B
O
AchE
酶的复活
可逆性抑制剂
Ser O
P OR OR
O O
不可逆性抑制剂
AchE
Ser O
P O OR
AchE
Ser O
P O O
末梢释放的药物。
乙酰胆碱与M受体结合时,产生多种生理效应:
心收缩力减弱,心率减慢;
气管、胃肠道及其他器脏(如括约肌、睫状肌)
平滑肌收缩;
动脉血管平滑肌松弛,血管舒张; 腺体分泌增强。
乙酰胆碱与N受体结合时, 可产生一定的生理
效应
能够对抗乙酰胆碱药理作用的药物称为抗胆碱药。
M受体拮抗剂
临床治疗消化性溃疡、散瞳、平滑肌痉挛导致 的内脏绞痛
N受体拮抗剂
N1受体拮抗剂 (神经节阻断剂);降低血压, 用于 治疗重症高血压
N2受体拮抗剂 (神经肌肉阻断剂);骨骼肌 松弛,用于麻醉辅助药
受体
M M1
分布
生理功能
激动剂药物
治疗早老性痴 呆
拮抗剂药物
治疗消化道溃 疡
大脑皮质、海马、 与传递神经元的 纹状体、周围神 兴奋冲动有关、 经节和分泌腺体 调节大脑的各种 功能,并增加汗 腺和消化腺体的 分泌 中枢神经系统较 低脑区和心脏等 周围效应器组织 腺体和平滑肌
M受体亚型的选择性激动剂
O
O
OCH3
H3C O
N(CH3)3
N CH3
槟榔碱 Arecoline
N
N
S
N O
呫诺美林 Xanomeline
第二节
乙酰胆碱酯酶抑制剂
乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEI)能抑制 AChE,使乙酰胆碱在突触处的浓度 增高、增强, 并延长乙酰胆碱的作用, 是一类间接的拟胆碱药。
乙酰胆碱(acetylcholine, ACh)
交感神经节前纤维、全部副交感神经、运动神经
的神经也称胆碱能神经。
乙酰胆碱(Ach)是胆碱能神经的递质,是内源性生物 活性物质,具重要广泛的生理作用。
乙酰胆碱的生物合成:
丝氨酸
HO COOH NH2 N+ 3 1
Serine decarboxylase HO Choline acetyltransferase O
+ + P (CH3)3 、 N (CH ) 1、季胺基部分的修饰 3 3 被 + + S (CH3)2 、Se+(CH3)2 取代 ——活性降低 、 As (CH3)3 说明 :带正电的季铵氮是必须的,且氮上取代基以甲基活性 最好。若为乙基则呈现抗胆碱活性。
2、乙撑基链部分的修饰:主链长度影响活性,3个原子活 性显著降低,4个原子活性也很低,5个原子活性最高。 既主链为 H-C-C-O-C-C-N 时M样作用最好。
存在两种不同类型的乙酰胆碱受体 毒覃碱样胆碱受体(M受体) 烟碱样胆碱受体(N受体)
能够产生乙酰胆碱药理作用的药物称为拟
胆碱药。覃毒碱和烟碱都是拟胆碱药。
分为三类:
直接作用于胆碱受体的药物——M受体激
动剂和N受体激动剂;
抗乙酰胆碱酯酶药——抑制ACh酯酶,减
少 ACh的降解;
间接作用的拟胆碱药——促进ACh从神经
NH2
Choline 2 N-methyltransferase
E
HO
O Acetylcholine
N+
乙酰 胆碱
胆碱
1. 丝氨酸脱羧酶; 2. 胆碱N-甲基转移酶; 3. 胆碱乙酰基转移酶
HO N+ O 毒蕈碱 Muscarine 烟碱 Nicotine N
Muscarine、Nicotine作用于乙酰胆碱受体产生不同的生理活性。
O H3C
O N
N
CH3
硝酸毛果云香碱
性质: 1.两个手性碳原子,3S-cis 2.酯键:水解和差向异构,失活
O O
O O
CH 3 N N H
CH 3 H * * O
O ONa HO
O
. HNO 3
H 3C
epimerization
H 3C
NaOH
N
H 3C N N H 3C
N N H 3C
N H 3C
3、临床上可用于治疗脊髓灰质炎后遗症,肌肉 萎缩及重症肌无力等,也可用于儿童脑型麻 痹,老年痴呆症
自中草药千 层塔中分离
石杉碱甲
H N O
NH 2 H3C
不可逆性AChEI多做杀虫剂和战争毒气(如有
机磷农药和芥子气)
二、可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂 毒扁豆碱(Physostigmine), 别名依色林
最早发现并用于临床的可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂,
从西非出产的豆科植物Physostigma veneosum的种子 毒扁豆中提取的生物碱。
化学结构属氨基甲酸芳酯类, 不具季铵阳离子,脂溶
性质:1 肠道破坏,口服剂量远大于注射剂量
N AChE-Ser-OH + O O N+ . BrN O O Ser AChE +
CH 3
HO
N+ . Br-
C
乙酰胆 碱酯酶
H2O
O AChE-Ser-OH + N OH
释放速度慢,延长 并增强乙酰胆碱的 作用
2. 酯:碱水解 再碱性溶液中不稳定, 其NaOH水溶 液加热水解生成间二甲氨基酚钠盐, 加入重氮苯磺酸 试液生成红色的偶氮化合物.
M2
引起心肌收缩力 有可能用于治 减弱、心率降低、 疗冠心病和心 传导减慢 动过速 血管平滑肌舒张、 胃肠道和膀胱平 滑肌收缩、括约 肌松弛、瞳孔缩 小、腺体分泌增 加 抑制钙离子通道 孤儿受体 释放乙酰胆碱 治疗痉挛性血 管病、手术后 腹气胀、尿潴 溜,降低眼内压, 治疗青光眼 缺乏特异性配基 缺乏特异性配基 治疗早老性痴呆
一、乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱水解的机理
AChE的3个活性点位: 1、酯解部位; 2、阴离子部位; 3、疏水性区域。 1 含Ser、His,能与 ACh的羰基碳原子结合; 2 含Glu,有羧基,能和ACh的季铵阳离子结合; 3 含Trp或Tyr,ACh的季铵阳离子基团可能与芳香氨基酸残基 的π电子作用结合。
药物化学
第九章 胆碱受体激动剂(拟胆碱药) 和胆碱受体拮抗剂(抗胆碱药)
中枢神经系统
人体神经系统
传入神经系统
植物神经系统
传出神经系统
运动神经系统
交感神经系统
植物神经系统 (自主神经) 副交感神经系统 运动神经系统
交感神经节前纤维、全部副交感神经、运动神经
_ 传出神经系统
的神经递质主要是:
H-C-C-O-C-C-N 中有取代时,若甲基取代在α位 H-C-C-O-C-C-N CH3 整体活性下降,但N样作用大于M样作用. H-C-C-O-C-C-N 若甲基取代在β位,则M样作用等同 CH3 ACh,但N样作用大大减弱,选择性为 M受体激动剂 如:氯醋甲胆碱,(S)-(+)-isomer 对胆碱受体的亲和力比 (R)-(-)-isomer 大240倍。
以不超过五个原子的距离(H-C-C-O-C-C-N),才 能获得最大拟胆碱活性
乙酰氧基:易于水解 ---- 若增加位阻,水解减慢, 活性增加,
O H 2N O CH 3 N(CH3)3
氯贝胆碱 Bethanechol Chloride
氨甲酰基,氨基给电子,羰基碳亲电性较乙酰基降低
O CH3 O
N+(CH3)3

2. 合成
CH 3 Cl HO
COCl2
O Cl O
CH 3
CH3 Cl
O
NH3
CH3 Cl O
H2N
N(CH3)3
O H 2N O
N(CH3)3
3.对胃肠道和膀胱平滑肌选择性较 高(M3),对心血管系统的作用 几乎无影响
性状:无色或白色吸湿性结晶或白色结晶性粉末,有 轻
微氨样气味极易溶于水(1:1),易溶于乙醇(1: 10),几乎不溶于氯仿和乙醚。
ACh对所有的胆碱能受体部位无选择性,
导致产生副作用。
Ach为季铵结构,不易透过生物膜,因此生
物利用度极低。
Ach化学稳定性差,在水溶液中,在胃肠道
和在血液中易被酯酶水解,失去活性。 所以临床应用的胆碱受体激动剂是依据乙酰 胆碱化学结构,研究构效关系,设计开发 的合成药物。
第一节 M胆碱受体激动剂 (拟胆碱药Cholinergic Agents)
O H2N O
N+(CH3)3
氯贝胆碱
( Bethanechol Chloride)
H 2N
O O
CH 3 N(CH3)3
氯化2-[(氨基甲酰)氧基〕-N,N,N-三甲基-1-丙胺 H 性质: CH N(CH ) 1. S(+)>R(-) HC
3 3 3
N(CH3)3
H O H2 N O
3
O H2N O
化学稳定性: 0.5%水溶液pH为5.5-6.5。其水溶液于
120℃。
代谢:不易被乙酰胆碱酯酶水解,口服有效,但胃肠
道中吸收慢。
临床应用:术后腹气胀、尿潴留,其他原因导致的胃
肠道和膀胱功能异常。
毛果芸香碱(pilocarpine)
Pilocarpine 芸香科植物
毛果芸香 (pilocarpus jaborandi)叶子中分离出 的生物碱。 别名:匹鲁卡品 化学名: (3S-cis)-3-乙基二氢-4-[(1-甲基-1H-5-咪 唑基)甲基)-2-(3H)呋喃酮 体内的活性形式:季铵 阳离子。
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