胆碱能药物(1)教学提纲.ppt
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1、胆碱能药物(1)第一节第一节 M受体激动剂受体激动剂muscarinic receptor agonists nM受体的结构及功能受体的结构及功能 nM受体激动剂的临床应用受体激动剂的临床应用 n胆碱酯类胆碱酯类M受体激动剂受体激动剂 n生物碱类生物碱类M受体激动剂受体激动剂n选择性选择性M受体亚型激动剂受体亚型激动剂 乙酰胆碱受体的分类乙酰胆碱受体的分类nM受体:受体:M1,M2,M3,M4,M5n N受体:受体:N1,N2M受体的结构受体的结构-G蛋白偶联受体蛋白偶联受体 人类人类M1受体演绎序列受体演绎序列 2000年发表视紫红质三维结构年发表视紫红质三维结构 Palczewski K,
2、et al.Crystal Structure of Rhodopsin:A G Protein-coupled Receptor.Science 2000;289:739745.ACh与与M1受体相互作用模式俯视图受体相互作用模式俯视图 M受体上与乙酰胆碱季铵阳离子结合的负离子位点受体上与乙酰胆碱季铵阳离子结合的负离子位点Asp105位于第三跨膜区,与酰基相互作用的位于第三跨膜区,与酰基相互作用的Thr189位于第五跨膜位于第五跨膜区,与乙基桥相互作用的区,与乙基桥相互作用的Tyr381位于第六跨膜区。位于第六跨膜区。M受体激活后的信号转导受体激活后的信号转导 M受体激动剂的临床应用受体激动
3、剂的临床应用nM样作用:引起心肌收缩力减弱,心率减慢;样作用:引起心肌收缩力减弱,心率减慢;消化道、呼吸道及其他脏器平滑肌收缩;动消化道、呼吸道及其他脏器平滑肌收缩;动脉血管平滑肌松弛,血管舒张,但大剂量又脉血管平滑肌松弛,血管舒张,但大剂量又可使静脉血管收缩;腺体分泌增加。可使静脉血管收缩;腺体分泌增加。nM受体激动剂属于直接作用于胆碱受体的拟胆受体激动剂属于直接作用于胆碱受体的拟胆碱药。碱药。nM受体激动剂主要用于手术后腹气涨、尿潴留;受体激动剂主要用于手术后腹气涨、尿潴留;降低眼内压,治疗青光眼;治疗阿尔茨海默降低眼内压,治疗青光眼;治疗阿尔茨海默症;大部分胆碱受体激动剂还具有吗啡样镇症
4、;大部分胆碱受体激动剂还具有吗啡样镇痛作用,可用于止痛。痛作用,可用于止痛。胆碱酯类胆碱酯类M受体激动剂受体激动剂 氯贝胆碱氯贝胆碱Bethanechol Chloride()-2-(Aminocarbonyl)oxy-N,N,N-trimethyl-1-propanaminium chloride 乙酰胆碱结构改造乙酰胆碱结构改造 nACh对所有胆碱能受体部位无选择性,导致产生对所有胆碱能受体部位无选择性,导致产生副作用。副作用。nACh为季铵结构,不易透过生物膜,因此生物利为季铵结构,不易透过生物膜,因此生物利用度极低。用度极低。nACh化学稳定性较差,在水溶液、胃肠道和血液化学稳定性较差
5、,在水溶液、胃肠道和血液中均易被水解或胆碱酯酶催化水解,失去活性。中均易被水解或胆碱酯酶催化水解,失去活性。胆碱酯类胆碱酯类M受体激动剂的构效关系受体激动剂的构效关系 五原子规则五原子规则氨甲酰基取代使酯键稳定氨甲酰基取代使酯键稳定胆碱酯类胆碱酯类M受体激动剂受体激动剂名称名称 结构式结构式 临床应用临床应用 乙酰胆碱乙酰胆碱Acetylcholine 醋甲胆碱醋甲胆碱Methacholine 口腔粘膜干燥症;口腔粘膜干燥症;支气管哮喘诊断剂支气管哮喘诊断剂 卡巴胆碱卡巴胆碱Carbachol 青光眼;缩瞳青光眼;缩瞳 氯贝胆碱氯贝胆碱Bethanechol 腹气胀;尿潴留腹气胀;尿潴留 Be
6、thanechol的手性的手性S-异构体的活性大大高于异构体的活性大大高于R-异构体异构体 生物碱类生物碱类M受体激动剂受体激动剂名称名称 结构式结构式 临床应用临床应用 毒蕈碱毒蕈碱Muscarine 毛果芸香碱毛果芸香碱Pilocarpine 青光眼青光眼 槟槟榔碱榔碱Arecoline驱绦驱绦虫虫药药,泻药泻药生物碱类生物碱类M受体激动剂受体激动剂 毛果芸香碱毛果芸香碱 Pilocarpine 叔胺类化合物。但在体内仍以质叔胺类化合物。但在体内仍以质子化的季铵正离子为活性形式。子化的季铵正离子为活性形式。Pilocarpine的稳定性的稳定性Pilocarpine的衍生药物的衍生药物前药
7、:生物利用度,化学稳定性前药:生物利用度,化学稳定性氨甲酸酯类似物氨甲酸酯类似物:长效:长效选择性选择性M受体亚型激动剂受体亚型激动剂n西维美林西维美林 Cevimeline(M1/M3)2000年上市,口腔干燥症年上市,口腔干燥症 n呫诺美林呫诺美林 Xanomeline(M1)阿尔茨海默病阿尔茨海默病 第二节第二节 乙酰胆碱酯酶抑制剂乙酰胆碱酯酶抑制剂Acetylcholinesterase Inhibitors n乙酰胆碱酯酶的结构及其水解乙酰胆乙酰胆碱酯酶的结构及其水解乙酰胆碱的机理碱的机理n可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂n不可(难)逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂不可(难)逆
8、性乙酰胆碱酯酶抑制剂n乙酰胆碱酯酶复活剂乙酰胆碱酯酶复活剂ACh的生物合成、贮存、释放和摄取的生物合成、贮存、释放和摄取 乙酰胆碱的生物合成及降解乙酰胆碱的生物合成及降解 乙酰胆碱酯酶的结构乙酰胆碱酯酶的结构 n蛇毒素蛇毒素Fasciculin与鼠乙酰胆碱酯与鼠乙酰胆碱酯酶复合物二聚体酶复合物二聚体的条带结构的条带结构 乙酰胆碱酯酶的结构乙酰胆碱酯酶的结构 n乙酰胆碱酯酶单体为椭球型分子,其分子结构最乙酰胆碱酯酶单体为椭球型分子,其分子结构最显著的特点是在表面有一向内凹陷的深而窄的峡显著的特点是在表面有一向内凹陷的深而窄的峡谷。谷。n其催化三联体的构成(其催化三联体的构成(Ser-His-Gl
9、u)与通常丝)与通常丝氨酸蛋白酶(氨酸蛋白酶(Ser-His-Asp)有所不同。)有所不同。n AChE活性中心位于谷底,由三个主要区域组成:活性中心位于谷底,由三个主要区域组成:n酯解部位酯解部位n阴离子部位阴离子部位n疏水性区域疏水性区域乙酰胆碱结合于鼠乙酰胆碱酯酶活性中心峡谷乙酰胆碱结合于鼠乙酰胆碱酯酶活性中心峡谷 乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱水解机制乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱水解机制 ACh-AChE可逆复合物可逆复合物 乙酰化酶乙酰化酶 广义碱催化乙广义碱催化乙酰化酶的水解酰化酶的水解 游离酶游离酶 乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱水解机制乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱水解机制 可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂
10、可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂n生物碱类:毒扁豆碱生物碱类:毒扁豆碱 n季铵类:季铵类:溴新斯的明溴新斯的明n叔胺类:盐酸多奈哌齐叔胺类:盐酸多奈哌齐 n其他类其他类可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂 溴新斯的明溴新斯的明Neostigmine Bromiden3-(Dimethylamino)carbonyloxy-N,N,N-trimethyl-benzenaminium bromide n用于重症肌无力和术后腹气胀及尿潴留。用于重症肌无力和术后腹气胀及尿潴留。Neostigmine Bromide的结构特点的结构特点Neostigmine Bromide的代谢的代谢 主要代谢物是
11、酯水解产物溴化主要代谢物是酯水解产物溴化3-羟基苯基三甲羟基苯基三甲铵,具有与铵,具有与Neostigmine相似但较弱的活性相似但较弱的活性 Neostigmine与乙酰胆碱酯酶的相互作用过程与乙酰胆碱酯酶的相互作用过程 Neostigmine Bromide的发现的发现Neostigmine Bromide同型药物同型药物溴新斯的明溴新斯的明 Neostigmine Bromide 溴吡斯的明溴吡斯的明 Pyridostigmine Bromide 苄吡溴铵苄吡溴铵 Benzpyrinium Bromide 地美溴铵地美溴铵 Demecarium Bromide 非经典的抗胆碱酯酶药非经典
12、的抗胆碱酯酶药-抗抗AD药药(不是胆碱酯酶的底物)(不是胆碱酯酶的底物)他克林他克林 Tacrine 多奈哌齐多奈哌齐 Donepezil 卡巴拉汀卡巴拉汀 Rivastigmine 非经典的抗胆碱酯酶药非经典的抗胆碱酯酶药-抗抗AD药药加兰他敏加兰他敏 Galantamine 石杉碱甲石杉碱甲 Huperzine A 美曲膦酯美曲膦酯 Metrifonate 敌敌畏敌敌畏 Dichlorvos,DDVP 第三节第三节 M受体拮抗剂受体拮抗剂 muscarinic receptor antagonists n可逆性阻断节后胆碱能神经支配的效可逆性阻断节后胆碱能神经支配的效应器上的应器上的M受体
13、,呈现抑制腺体(唾受体,呈现抑制腺体(唾液腺、汗腺、胃液)分泌,散大瞳孔,液腺、汗腺、胃液)分泌,散大瞳孔,加速心律,松弛支气管和胃肠道平滑加速心律,松弛支气管和胃肠道平滑肌等作用。临床用于治疗消化性溃疡、肌等作用。临床用于治疗消化性溃疡、散瞳、平滑肌痉挛导致的内脏绞痛等。散瞳、平滑肌痉挛导致的内脏绞痛等。n天然茄科生物碱类及其半合成类似物天然茄科生物碱类及其半合成类似物 n合成合成M受体拮抗剂受体拮抗剂 茄科生物碱类茄科生物碱类M受体拮抗剂受体拮抗剂 阿托品阿托品Atropine 东莨菪碱东莨菪碱Scopolamine 山莨菪碱山莨菪碱Anisodamine 樟柳碱樟柳碱Anisodine
14、硫酸阿托品硫酸阿托品Atropine Sulphate 托品(莨菪醇)托品(莨菪醇)托品酸(莨菪酸)托品酸(莨菪酸)酯酯稳定性(碱性易水解)稳定性(碱性易水解)代谢代谢鉴别反应(托品酸鉴别反应(托品酸Vitali反应)反应)托品托品Tropine的立体化学的立体化学椅式构象椅式构象船式构象船式构象托烷(莨菪烷)托烷(莨菪烷)Tropane有两个手性碳原子有两个手性碳原子C-1和和C-5,但由于内消旋而无旋光性。但由于内消旋而无旋光性。托品有托品有3个手性碳原子个手性碳原子C-1、C-3和和C-5,由于内消旋也无旋光性。,由于内消旋也无旋光性。托品酸的立体化学托品酸的立体化学 天然:天然:S-(
15、-)-托品酸托品酸 托品酸在分离提取过程中极易发生托品酸在分离提取过程中极易发生 消旋化,消旋化,故故Atropine为外消旋体。为外消旋体。左旋体抗左旋体抗M胆碱作用比消旋体强胆碱作用比消旋体强2倍倍 左旋体的中枢兴奋作用比右旋体左旋体的中枢兴奋作用比右旋体 强强850倍,毒性更大倍,毒性更大 所以临床用更安全、也更易制备的所以临床用更安全、也更易制备的 外消旋体。外消旋体。茄科生物碱类的中枢作用:氧桥茄科生物碱类的中枢作用:氧桥,羟基,羟基 阿托品阿托品Atropine 东莨菪碱东莨菪碱Scopolamine 山莨菪碱山莨菪碱Anisodamine 樟柳碱樟柳碱Anisodine Atro
16、pine的半合成类似物的半合成类似物Scopolamine的半合成类似物的半合成类似物支气管支气管胃肠道胃肠道M1,M3,长效吸入剂,长效吸入剂合成合成M受体拮抗剂受体拮抗剂药效基本结构:氨基乙醇酯药效基本结构:氨基乙醇酯 酰基上的大基团:阻断酰基上的大基团:阻断M受体功能受体功能 合成合成M受体拮抗剂的结构通式受体拮抗剂的结构通式合成合成M受体拮抗剂的构效关系受体拮抗剂的构效关系1、R1和和R2部分为较大基团,通过疏水性力或范德部分为较大基团,通过疏水性力或范德华力与华力与M受体结合,阻碍乙酰胆碱与受体的接近受体结合,阻碍乙酰胆碱与受体的接近和结合。当和结合。当R1和和R2为碳环或杂环时,可
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