稀土及其配合物在生物医药上的研究进展

研究进展

２００９年８月

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８—９６３２，２００９．０４．０６５

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＢ１０ＬＯＧＹ

Ａｕｇ，２００９

稀土及其配合物在生物医药上的研究进展

项楠１，张雪梅２，田莉瑛２，边艳青１，赵宝华１

（１．河北师范大学生命科学学院，石家庄０５００１６；２．河北化工医药职业技术学院，石家庄０５００２６）

摘要：稀土属于化学周期表中镧系元素，具有独特生物活性，能与具有特定生理活性的配体形成稀土配合物。简要归纳了稀土配合物的种类及特点，并阐述了稀土及其配合物在细菌，真菌，癌细胞，正常细胞和病毒方面的生物效应，指出稀土及其配合物在生物医药领域方面有很大的应用前景。关键词：稀土；稀土配合物；生物效应；机制

中图分类号：ＴＱ４６２＋６

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００８—９６３２（２００９）０４—００６５—０４

稀土，在自然界中广泛分布，其中中国的储量就占世界储量的８０％左右。随着稀土分离技术的迅速发展以及对其生物活性的不断深入研究，稀土在生物医

药领域方面的作用是一个被广泛涉猎的重要研究课题。随着配位化学的发展，稀土配合物不断被合成，其

设计等方面有着广泛的应用，而且形成配合物的生物

活性较配体有不同程度的提高。

１．２

喹喏酮类稀土配合物

目前，喹诺酮类化合物已经作为一大类抗菌药，被广泛应用于临床的抗感染治疗中，如：西诺沙星、诺氟

沙星、氧氟沙星等。因此，此类物质也成为稀土配合物

活性研究也成为人们的研究重点。大量实验结果表

明，稀土配合物可以在很大程度上改变、修饰和增强稀土的生物活性，但是确属于毒性较低的物质，比许多有机合成物或过渡金属配合物的毒性低。如何有效地利

的理想配体，其中对氧氟沙星的研究表明。１１，稀土离子

对氧氟沙星的抗菌能力无抑制作用，且能稳定细胞膜及溶酶体膜，调节肾上腺，减轻创面炎症，加速愈合。

用稀土及其配合物对生物细胞和病毒的作用，并应用到生物医学领域中，是人们研究的主要目标之一。本

文简要概括了稀土及其配合物对细胞、病毒的生物学效应。

１

形成配合物后，能够弥补氧氟沙星脂溶性差的弱点，提

高生物的利用度和药效。稀土氧氟沙星配合物有望成

为具有收敛、抗菌、消炎价值的药物。

１．３

嘧啶和吡啶类稀土配合物

稀土配合物的种类及特点嘧啶和吡啶及其衍生物具有一定的抗菌、抗炎和

抗肿瘤等生物活性，它们与稀土形成的配合物已受到人们的广泛重视。嘧啶类稀土化合物的研究主要集中

稀土配合物的合成主要是集中在将具有特定生理

活性的配体与稀土离子配位。在合成过程中，有机配

体起着关键作用，既直接影响到配合物的合成，又直接

涉及到配合物的空间结构和生物活性。其中参与合成的配体主要以杂环化合物为主，根据其在抗肿瘤、抗病

在硫代嘧啶、氟尿嘧啶、磺胺嘧啶及其衍生物的稀土配合物。其中一定量的铈离子与磺胺嘧啶配合，抑菌能力远高于磺胺嘧啶，但稍低于磺胺嘧啶银，而与磺胺嘧

啶银配合，在医治烧烫伤方面比磺胺嘧啶银的效果更

毒以及抗菌方面的作用，可以大致分以下几类。

１．１

Ｓｅｈｉｆｆ碱类稀土配合物

希夫碱（ＳｈｃｆｆｉＢａｓｅ）是一类含有Ｃ＝Ｎ基团的有

好。在吡啶类稀土配合物的研究中，吡啶酰胺类分子作为配体，其吡啶氮可软化稀土离子，以达到与ＤＮＡ的多位点结合，增强与ＤＮＡ的结合能力；同时配体中

存在亲脂基团和亲水基团，使药物分子易跨膜达到靶

机化合物。其中腙类、含Ｎ、０、Ｓ缩氨基脲、氨基硫脲

类和氨基酸类希夫碱配体具有很好的抗结核、抗麻风病、抗细菌和抗病毒传染等作用，深受医学界的重视。

分子而提高抗癌活性，并可降低其毒性，这为预期筛选

出一类高效、低毒的抗癌药物提供了结构上的依据。２１。

它们与稀土离子形成的配合物，在生物活性、药物分子

收稿日期：２００８—１０—１５；修回日期：２００８—１１—１５

作者简介：项楠（１９８５一），女，天津人，硕士研究生，专业方向，环境微生物学，Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｉａｎｇｎａｎ２０２＠ｓｉｎａ．ＧＯＩｌｌ通讯作者：赵宝华，男，教授，博士生导师，Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈａｏｂａｏｈｕａ８６１７８＠ｓｏｈｕ．（３０１１１。基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０７７３０３４）

万方数据

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１．４

杂多化合物（ＨＰＣ）稀土配合物许多ＨＰＣ具有抗肿瘤、抗病毒和抗病毒潜伏的生

物活性，是细胞、细菌以及病毒ＤＮＡ和ＲＮＡ聚合酶的有效抑制剂。所以其形成的稀土配合物存在明显的生

物效应，报道主要集中在病毒方面，其中Ｋｅｇｇｉｎ型杂

多稀土配合物研究比较多。

１．５

其它类稀土配合物

吡哌酸（ＰＰＡ）、四环素（ＴＣ）、双香豆素类配体因具有抗癌、抗病毒、抗菌和抗凝血等多种生物活性，其

与稀土形成的配合物引起了人们的注意。其中双香豆素类与镧的配合物（Ｈ，Ｌ１）对人类白血病细胞（ＨＬ一６０和ＢＶ一１７３）有较明显的细胞毒效应口。。

稀土及其配合物的细胞效应

稀土元素虽不是生命必需元素，但具有多种生物

活性，如杀菌、抗肿瘤和抗癌等作用。通过改变细胞膜的流动性、通透性、细胞膜表面ＡＴＰ酶活性、细胞内外离子交换以及细胞有丝分裂、ＤＮＡ合成等多种途径，细胞有“两阶段”作用：低剂量对细胞生长、ＤＮＡ及

ＲＮＡ合成有轻微促进作用；高剂量影响ＤＮＡ的复制与

转录，使细胞遗传物质钝化而产生中毒症状，对细胞的

生长起抑制作用。但是人工合成的稀土配合物既可以

降低稀土的毒性，又可以提高它们的生理活性，对了解稀土的生物效应，寻找高效低毒的新药有重要意义。

稀土及其配合物对病原菌的生物效应

自然界的有害细菌、真菌是诱发生物体疾病感染

的主要原因之一，研制出杀菌速度快、抑菌范围广、耐热性能高、价格低廉的抑菌剂是一项亟待解决的任务。

由于一定浓度稀土离子可使菌类的代谢过程停止，所以抗菌作用强，这很早就引起了人们的关注，如１９０６

年在市场上出售的硫酸铈钾是可外用于伤口的抗菌剂。吴士筠。５１研究了镧离子对具有代表性的革兰氏阴性菌（大肠杆菌），革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）和芽孢菌（枯草芽孢杆菌）的作用，结果显示当镧离子的浓度为１．０×１０

～１．０×１０“ｍｏｌ／Ｌ时抑制作用最明

显，且随着镧离子浓度增大，抑菌作用趋势增强，尤其对金黄色葡萄球菌最为敏感，这可能是稀土离子可以与菌（金黄色葡萄球菌）的转移核糖核酸（ｔＲＮＡ）中的

菌的生长受到抑制，但是浓度过高会出现副作用。有取代了与其离子半径很接近的钙离子的结合位点，致使革兰氏阴性菌的脂多糖结构变得不稳定，影响了细

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万方数据外一。，对生命力极强的芽孢菌的抑菌作用，有研究认为稀土离子是通过直接破坏芽孢鞘和壁的结构，引起芽孢鞘 …… 此处隐藏：8398字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……