У нас уже
176407
рефератов, курсовых и дипломных работ
Сделать закладку на сайт
Главная
Сделать заказ
Готовые работы
Почему именно мы?
Ценовая политика
Как оплатить?
Подбор персонала
О нас
Творчество авторов
Быстрый переход к готовым работам
Контрольные
Рефераты
Отчеты
Курсовые
Дипломы
Диссертации
Мнение посетителей:
Понравилось
Не понравилось
Книга жалоб
и предложений
Название
Синтетический дизайн потенциальный промоторов полимеризации Ь-ту5улина на основе каркасный структур адамантанового и Бицикло[3.3.1]нонанового типа
Количество страниц
128
ВУЗ
МГИУ
Год сдачи
2010
Бесплатно Скачать
23313.doc
Содержание
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1. Физиологическая активность молекулы таксола 5
1.2. Полусинтетическое получение таксола 6
1.3. Биологически активные конформации таксола 8
1.4. Взаимосвязь структуры и активности для аналогов таксола 11
1.4.1. Таксотер 11
1.4.2. Вариации заместителей в таксановом ядре 12
1.4.3. Модификации в боковой цепи и одновременные модификации в таксановом ядре и боковой цепи 29
1.4.4. Скелетные аналоги таксола 38
2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 44
2.1. Создание обобщенных моделей потенциальных лигандов тубулина на основе каркасных структур 48
2.2. Синтез эфиров N-бензоилфенилизосерина с каркасными спиртами 48
2.2.1. Препаративный синтез (2/?,35)-Ы-бензоилфенилизосерина
2.2.2. Реакция эгерификации циклических и каркасных спиртов с модельной 51 аминокислотой
2.2.3. Синтезы адамаптановых производных, соответствующих обобщенной 58 Модели II
2.2.3.1. Введение защитных групп в молекулу фспилизосерина 58
2.2.3.2. Синтез адамантилового эфира (2#Д9)-Ы-бензоилфенилизосерипа 60
2.2.3.3. Синтез 1 -((2R,5Л>Ы-бснзоилфенилизосерилокси)-4-бснзоилокси-адамантана 62 2.2.4. Синтезы бицикло[3.3.1]нонановых производных, соответствующих
обобщенной Модели I 64 2.2АЛ. Синтез 7-эш)о-((2/?,ЗЛ>Ы-бензоилфенилизосерилокси)-3-:ж:?о-
мстоксикарбонилбицикло[3.3.1]нонана 66 2.2.4.2. Синтез У-^Я.ЗЛ'Э^-бензоилфенилизосерилоксиН-гидроксибицикло-
[3.3.1]нонана 68
2.2.4.3. Синтез 7-э/к)о-((2Л,ЗЛ>Ы-бензоилфенилизосерилокси)-2-бензоилоксибицикло[3.3.1]нонана 69
2.2.4.4. Синтез 7-((2Я,5.У)-Ы-бензоилфеиилизосерилокси)-2-бензоилокси-3-мстоксикарбонилбицикло[3.3.1]нонана 71
2.2.4.5. Синтез 7-э//()о-((2#,55)-М-бензоилфенилизосерилокси)-2-бснзилокеи-Зооо-метоксикарбопилбицикло[3.3.1 ]нонана 78
2.2.4.6. Синтез 7-э//()о-((2/?,5Лг)-Ы-бсг13оилфенилизосерилокси)-1-гидрокс11-3-э/озо-метоксикарбонилбицикло[3.3.1]нонана 80
2.3. Тестирование эфиров (2/?,3«.9)-Ы-бензоилфепилизосерина с каркасными спиртами
на биологическую активность 81
2.4. Изучение роли структурных фрагментов (2/г,55)-К-бснзоилфснилизоссрилокси-адамантана для проявления тубулин-агрегирующей активное! и 83
2.4.1. Роль адамантанового фрагмента в обеспечении тубулин-агрегирующей активности 83
2.4.1.1. Синтез ((2/?,^5)^-бензоилфенилизосерилокси)-циклогексаиа 83
2.4.1.2. Синтез 1-((2/?,5Л>Ы-бензоилфенилизосерилокси)-4,4-димстил-2-пиклогексена 84
2.4.1.3. Синтез 1-((2ЛД^^-бснзоилфенилизосерилокси)-/?7/?а//с>дскалина 85
2.4.1.4. Синтез 3-((2Л,35)-Ы-бспзоилфенилизосерилокси)-бицикло[3.3.1 ]нонапа 86
2.4.2. Изучение влияния небольших заместителей в адамантаповом каркасе
на тубулин-агрегирующую'активность 86
2.4.2.1. Синтез 1 -((2R,55)-Ы-бензоилфенилизосерилокси)-4-оксоадамантапа 86
2.4.2.2. Синтез 1-((2Л,35)-Ы-бензоилфенилизоссрилокси)-4-мстил-адамаитаиа
и 1-((2/?,5Л)-К-бензоилфенилизосерилокси)-4,4-димстил-адамаитана 86
2.4.3. Изучение роли (2R,^-Ы-бензоилфенилизосерина в обеспечении тубулин -агрегирующей активности 89
3. ВЫВОДЫ 90
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 92 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 128
ВВЕДЕНИЕ
Во второй половине XX века из природных источников — экстрактов коры Tuxus brevifolia ~ было выделено химическое соединение таксол (паклитакссл), 1, которое обладало высокой аффинностью к клеточному белку р-тубулину и проявляло противоопухолевую активность [1-3]. Сложная и необычная структура этого дитсриенового алкалоида, а также уникальный механизм его действия, стимулировали появление огромного количества работ (химических, биологических, фармакологических и медицинских) по изучению его молекулы [см. обзоры 4-11],
N11 В/ О
ЛсО О
В/О
ЛсО
В настоящее время таксол используется в клинической практике как противоопухолевое средство, однако его применение существенно ограничивается сложностью его структуры и вытекающей из этого необходимостью получения таксола полусинтетическим путем из природных источников. Именно поэтому в последние годы возник интерес к решению важной проблемы создания структурно более простых соединений, обладающих подобной таксолу активностью. Хотя подавляющее большинство описанных в литературе аналогов таксола по своей структуре очень близко природной молекуле и представляет собой лишь незначительные модификации последней, тем не менее, в последние годы появились работы но созданию новых классов чисто синтетических, «структурно упрощенных» соединений с похожей физиологической активностью. Дизайн подобных аналогов таксола базируется па идее о возможности замены дитерпенового фрагмента в структуре 1 на другой, менее сложный фрагмент.
В русле этой научной тенденции и находится настоящая работа. Не задачей явилось изучение возможности создания новых классов потенциальных лигандов Р-тубулипа па основе каркасных структур адамантанового и бицикло[3.3.1]нонапового тина. Выполнение этой работы включало в себя осуществление классической для медицинской химии логической цепи исследований: 1) компьютерное моделирование и предсказание структур; 2) их синтетическая реализация и 3) тестирование на биологическую активность.
4
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В настоящем обзоре суммирована информация о физиологической активности и основных синтетических стратегиях получения таксола, систематизированы факты о его биологически активных конформациях и проанализированы данные по зависимости активности аналогов таксола от их структуры на основе как общепринятых, так и новейших данных о его биоактивных конформациях.
1.1. Биологическая активность таксола.
Клеточной мишенью действия таксола является белок тубулип, способный к полимеризации с образованием микротрубочек. В живых организмах микротрубочки играют важную роль в формировании цитоскелета и в процессе клеточного деления, для нормального протекания которого важны как процессы их образования (полимеризации) из белка тубулина, так и деполимеризации. Таксол вызывает полимеризацию тубулииа и стабилизацию микротрубочек [3], нарушая, таким образом, процесс быстрого деления раковых клеток.
Ряд известных противоопухолевых веществ, например, алкалоиды семейства У'тса rosea, также способны к взаимодействию с тубулином, однако в отличие от таксола они иигибируют процесс сборки микротрубочек. Уникальность же таксола заключается и том, что он стимулирует образование микротрубочек и иигибирует процесс их деполимеризации, в результате чего хромосомы делящейся клетки не способны разделяться на два равноценных набора. Это приводит к остановке процесса деления, и, в дальнейшем, к гибели клетки. Отметим, что для нормальных (здоровых) клеток существует механизм контроля деления, который не функционирует у раковых клеток, продолжающих бесконтрольно размножаться с образованием опухолевой ткани. Поэтому раковые клетки чаще находятся па стадиях клеточного цикла, при которых в клетке содержится много тубулина, в связи с чем действие таксола на них оказывается существенно более губительным, чем для нормальных клеток.
В ранних экспериментах ш vivo таксол проявил высокую активность против экспериментальных опухолей мышей (L1210, Р388 и Р1534 и др.), а также против раковых опухолей человека, пересаженных экспериментальным животным [1]'. Результаты этих
При этом в качестве солюбилизатора таксола (плохо растворимого и воле) исмольюиаюсь иолиоксиэтили ровапнос касторовое масло.
исследований явились достаточным основанием для проведения клинических испытаний, которые закончились только в 1995 году. В 1998 году таксол был разрешен для лечения опухолевых заболеваний как самостоятельный лекарственный препарат.
1.2. Полусинтетическое получение таксола.
В настоящее время известно шесть вариантов полного синтеза соединения (1), имеющего сложную полициклическую систему и большое количество асимметрических атомов углерода. В синтезах Холтопа [12-16], Вендора [15,17-25] и Мукаияма [26-481 использован «линейный» подход, предполагающий последовательное формирование таксольного скелета. Три других синтеза (Николао [49-65], Данишевского [65-68] и Куваджима [69-79]) основаны на конвергентной стратегии, предполагающем предварительное получение основных молекулярных фрагментов и их последующую сшивку. Параллельно с разработкой схем полного синтеза проводились исследования по получению отдельных фрагментов молекулы таксола и его аналогов [80-88]. Однако, несмотря на эти и другие разработки, направленные на уменьшение количества стадий и использование доступных реагентов, выполнение каждой из полных схем синтеза таксола требует огромных затрат времени при конечном выходе продукта 1-5%.
Для коммерческих целей таксол получают полусиптетичееким путем и? природного 10-дезацетилбаккатина 111 (2), к которому на одной из стадий присоединяют боковую цепь — остаток (2/?Д*>)-М-бснзоилфенилизосерина [89]. Аналогичным образом синтезируют и большинство аналогов таксола с модифицированной боковой цепью (см. ниже).
НО
НО
2
Основные пути синтеза (2Л,35Г)-Ы-бензоилфенилизосерина включают: 1) последовательную модификацию производных коричной кислоты 190-93), например, по схеме 1 [94]:
Схема 1. ,CO2Et Ph C02Et NH2
NiJ Л. .CONH2
NtiL PITY
BzCI NHBz
ph" y ' ** Ph-^Y002'1
он 6n
2) реакции, приводящие к удлинению углеродной цепи исходных соединений [95-97], например, по схеме 2 [98]:
Схема 2.
NH3+C1 nh,
! „ NaCN ?
CN Пекарские NH2
СО2СН3 ОН
3) реакции с промежуточным образованием хиральных замещенных р-лактамо» [99-107], например, по схеме 3 [101,102]:
Схема 3. О H2N4 .ph Ph
X + У —~ ^ \ -
Г^\\ Clb Ph-^N^...СМ3
Ph" ОЛс
2) КОН o/
сн3 Он
Разработка эффективных катализаторов и реагентов [108-112|, использование специальных носителей [ИЗ] и ферментативных систем [114,115] позволили проводин, ряд ключевых стадий в синтезе боковой цепи с высоким химическим и эпантиомерным выходами [116,117].
Присоединение боковой цени к гидроксильной группе при С 3 в соединении (2) осуществляют с помощью реакции этерификации. Так как из-за стерически затрудненного
подхода к этой группе этерификация обычным образом защищенным (2RJS)-N-бензоилфенилизосерином и его аналогами протекает с небольшим выходом [118J, часто используются циклические защищенные формы: [клактамы (3) [71,119] (этот способ применяют в коммерческом синтезе таксола), оксазолидины (4) 1120,121], оксазолины (5) [122] и другие [11,117]. Эффективные методики получения соответствующих соединений разработаны в последние годы [11,94,123].
RO Ph Ph CO2H Ph rCO2H
О К" К"1 R
3 4 5
В заключение этого раздела отметим, что разработка схем получения (2R,3S)-фенилизосерина и его присоединения к таксановому скелету, сыграла важную роль в создании методов синтеза широкого круга аналогов таксола.
1.3. Биологически активные конформации таксола.
Противоопухолевое действие таксола, как указывалось выше, обусловлено его связыванием с тубулином. Хотя таксол взаимодействует также с белком I3cl-2 и вызывает гиперфосфорилирование последнего [124,125], недавно было показано, что 'лот процесс, по-видимому, является результатом образования комплекса таксола с тубулином |126]. Область (сайт) связывания молекулы таксола с тубулином - сф-димерпым белком -находится на р-субъединице. В общих чертах пространственное строение указанного сайта, представляющего собой глубокий гидрофобный карман вблизи поверхности белка, было определено кристаллографическими методами [127,128] и с помощью фотоаффинных меток [129,130]. Тем не менее, до настоящего момента не существует единой точки зрения относительно коиформации, которую принимает таксол в биоактивной форме. Очевидно, что из-за наличия нескольких свободно вращающихся связей в четырех подвижных цепях, присоединенных к жесткому таксановому скелету, возможно множество различных конформациониых состояний. Попытки выявления из них биоактивных конформеров были сделаны с помощью кристаллографических и ЯМР исследований.
Первая предложенная биоактивная копформация таксола и некоторых его аналогов получила название «неполярной формы»*, так как наблюдалась в ЯМР экспериментах с соединением (1) в неполярных растворителях. Эта коиформация характеризуется наличием водородных связей между эфирным карбонилом при С7, гидроксилом при С" и NH группой боковой цени, а также гидрофобными взаимодействиями бснзоила при С" и бензамидной группы при С* (рис.1а). При этом З'-фенильная группа удалена от таксанового ядра [131-135]. В более поздних исследованиях, однако, было показано, что в полярных растворителях конформация молекулы таксола изменяется. Основными характеристиками эгой конформации, получившей название «полярная форма» или «гидрофобный коллапс», являются гидрофобные взаимодействия бензоила при С2, фенила при С3 и ацетила при С'Л причем заместитель у амидной группы (Ph для таксола) не участвует в этом взаимодействии (рис. 16) [132,136-138]. Через несколько лет после выявления указанной
Отметим, что в некоторых работах эта конформация называется «открытой» формой, чю неудачно, с нашей точки зрения.
конформации появилось первое кристаллографическое исследование димера оф-тубулипа (выполненное с небольшим разрешением) [127,137], что позволило создать его пространственную модель, координаты которой находятся в настоящее время в банке данных белковых кристаллических структур (PDB). Ряд работ по результатам докиига* таксола в указанную модель и другим исследованиям [129,138,139] свидетельствуют в пользу того, что таксол связывается с биомишенью именно в конформации гидрофобного коллапса.
Тем не менее, в работах последних лет высказываются предположения о существовании других возможных биоактивных конформеров таксола. Так, в работе [140| с помощью метода NAMFIS (NMR analysis of molecular flexibility in solution), были выявлены восемь оптимизированных конформеров, в том числе «открытые формы» (например, на рис. 1в), в которых гидрофобные взаимодействия бензоила при С2 с каким-либо из фенилов боковой цепи отсутствовали. Было сделано интересное предположение, что заместители вытянутой таксольиой цепи в этих конформациях взаимодействуют с аминокислотными остатками тубулииа, а не друг с другом.
В 1999 г. был проведен докинг тубулина в карту электронной плотности фрагмента микротрубочки, что позволило уточнить пространственное строение этого белка [130,138]. Результаты докинга ряда наиболее вероятных биоактивных конформеров таксола в экспериментальную карту электронной плотности уточненной модели тубулина показали, что у большинства исследованных конформеров, в том числе у полярной, неполярной и некоторых «открытых» форм, бензольные кольца боковой цепи оказались в области, практически лишенной электронной плотности [137]. Оптимальный же конформер, по результатам этого исследования, характеризовался практически равной удаленностью бензольного кольца бензоила при С2 от обоих бензольных колец заместителей при С (рис. 1г) [137]. Докинг указанного конформера, названного «Т-формой» или «бабочкой» в уточненную модель тубулина показывает, что в этом случае имидазольное кольцо одного из остатков гистидина (Ilis229) встраивается между фенилами при С5 и С2 таксола, предотвращая гидрофобный коллапс. Рассматриваемая модель комплекса «тубулин-таксол в Т-конформации» хорошо согласуется с данными исследований р-тубулина с помощью аффинных меток, но с ее помощью удается объяснить не все случаи мутаций в структуре этого белка в устойчивых к гаксолу опухолях [137].
Докинг представляет собой исследование с помощью метода молекулярного моделирования, которое имеет целью нахождение оптимального соответствия между лигандом и связывающим его центром (сайтом).
Однозначное установление биоактивных конформаций все еще остается чрезвычайно важной задачей в создании аналогов таксола. Хотя некоторые из вышеуказанных моделей хорошо согласуются с данными исследований структура-активность, ни одна модель не объясняет всех полученных закономерностей (см. ниже).
1.4. Взаимосвязь структуры и активности для аналогов таксола.
При рассмотрении зависимости структура-активность в качестве меры последней нами принята способность аналога таксола промотировать полимеризацию тубулина и образование микротрубочек*, так как именно эта величина обусловлена связыванием с тубулином, и эффективность этого связывания может быть предсказана па основе компьютерного моделирования. В некоторых случаях (для сравнения или из-за отсутствия соответствующих данных в статье) приводится значение цитотоксичности соединения. Необходимо, однако, иметь в виду, что эти две величины не обязательно коррелируют между собой, поскольку цитотоксичность определяется не только сродством аналога к тубулину, но и его способностью проникать через клеточную мембрану, устойчивостью к метаболическим ферментам и др. факторами.
1.4.1. Таксотер
При разработке способа получения таксола из соедипепия (2) было обнаружено, что одно из промежуточных соединений - таксотер (6) - имеет несколько большую (в 1.5—1.7 раза) активность, а также большую цитотоксичность по отношению к ряду раковых клеток, чем природная молекула [141]. К настоящему моменту таксотер является единственным аналогом таксола, вошедшим в клиническую практику. Именно поэтому он также используется в качестве базового соединения для различных структурных модификаций.
НО о
АсО
Или ингибировать деполимеризацию микротрубочек.
1.4.2. Вариации заместителей в таксановом ядре
Вариации по положению I. Синтез 1-дезокситаксола к настоящему моменту ис описан в литературе, хотя имеется указание на трехкратное уменьшение цитотоксичпости этого соединения, выделенного в качестве побочного продукта при выделении таксола in природных источников [142]. Результаты тестирования ряда 1-дезокси аналогов таксола с различными заместителями при С7 и С9 (см. ниже) также позволяют сделать вывод о весьма полезной, хотя и не слишком существенной роли гидроксильиой группы при С7 и связывании с р-тубулином [11].
Вариации по положению 2. Удаление заместителя при С2 или «сдвиг» его в соседнее положение (с образованием 1-бензоил-2-дебензоилокситаксола) приводит к полной потере активности [143,144]. К такому же результату или к снижению активности обычно приводит деароматизация заместителей при карбоксильной группе. Гак, у соединений (7, R=CH=C(CH3)2, С(СН3)=СН(СН3), С112С(СН3)2СП=СН2, СН2С(СПз)2СНгСНз) активность снижается приблизительно на порядок, а замена бензоила на ацетил, валсрил или изовалерил (7, R= Me, Bu, СНгРг-/) приводит к полной ее потере [145-148]. Приведенные факты указывают на важную роль фенилыюй группы в заместителе при С2 для связывания с тубулином. В ряде работ это обстоятельство объясняется участием рассматриваемой группы в образовании конфирмации «гидрофобный коллапс». Например, в работе [149] было показано, что эта копформаиия наблюдалась в кристаллической структуре таксола и не наблюдалась в случае неактивного аналога 2-дебензоил-2-ацетокситаксола (7, R= Me).
В литературе, однако, описаны примеры, показывающие, что наличие фенила в заместителе при С2 не является абсолютно обязательным условием для эффективного связывания с белком. Так, замещение бензоильной группы в таксоле и таксотере на циклогексилкарбонильную (7, R= ииклогсксил) практически ис изменяет активность, хотя примерно на порядок уменьшает цитотоксичность in vitro по отношению к некоторым видам раковых клеток [145,150,151]. Факт сохранения высокой активности циклогексильными аналогами был использован как аргумент в пользу модели, предложенной в работе [137], г. к. в этой модели бензольное кольцо при С2 находится в гидрофобной области, но не участвует в гидрофобном коллапсе (см. выше).
Попытки замены бензоильной группы в таксоле па небензоильпые ароматические аналоги привели к ограниченному успеху. Активность и цитотоксичность соединений (7. , 2-фурил, 3-ииридиниумил тозилат, 1-нафгил, ClbCIhPh, CII~CMPh,), либо существенно снижались, либо исчезали совсем. Из изученных гетероциклических производных только соединение (7, R= 3-тиеиил) оказалось примерно равным таксолу по активности. Азот-содержащие аналоги (7, R= Ы-Мс-пиррол-2-ил, 2-пиридил, 3-пиридил, 4-ииридил) были соответственно в 2.6, 2.8, 4 и 7.3 раза менее активны, чем таксол, при этом заметную цитотоксичность сохраняли только первые два соединения [152]. Относительно фурановых производных (7, R= 2-фурил, 3-фурил) и тиофеиового аналога (7, R= 2-тиенил) в литературе существуют противоречивые данные [152-154], однако в любом случае, эти соединения оказались менее активными, чем таксол.
О
Значительно большего успеха удалось достичь вариациями заместителей в бензольном кольце бензоильной группировки [153-157]. При этом были обнаружены следующие интересные закономерности. Введение небольших л/с/ж/-заместитслей часто приводит к заметному увеличению (3-ОМс, З-Ыз, 3-С1, 3-CN), а в некоторых случаях к сохранению (3-F) или к небольшому (в 1.1-2.7 раза) уменьшению активности и цитотоксичности по сравнению с природной молекулой (3-OUt, 3-SMe, 3-CF-?, 3-NO2, 3-Ме). Аналоги с .weww-заместителями большого объема (3-ОРг, 3-ОРг-/, 3-OCIbPh, 3-OPh) практически не связываются с тубулииом. Важно отметить, однако, что помимо размера л/елю-заместителя, важную роль играют и другие факторы (возможно, электронные), так-как некоторые аналоги с относительно небольшими группами (3-ОП, 3-СОМе) малоактивны, а галоген замещенные соединения имеют большую (3-Вг) или равную (3-F) таксолу полимеризующую способность и цитотоксичность [153, 155]. Таким образом, наблюдаемая в ряду аналогов с лгеяш-алкоксильными заместителями сгерическая закономерность (3-ОМе > З-OEt > 3-ОРг) не выполняется в галоидной серии [153, 155].
Довольно высокой оказалась активность аналогов с двумя л/е/ш-заместитслями -несколько большая, чем у таксола для соединений с 3,5-(Ыз)2, 3,5-1:2 3,5-СЬ, и и 3-4 раза меньшая у производных с 3,5-(ОМе)г и 3,5-(NO2)2-
Из изученных производных с заместителями в орто-позюжепш бензольного кольца при С* сравнимую с таксолом активность наблюдали только для 2-Ыз аналога, в то время как у других она уменьшалась (2-Ме, 2-ОМе) или существенно уменьшалась (2-F, 2-C1). Введение помимо о/?то-заместителей дополнительных групп в л/еша-положепис
положительно влияло на полимеризационную способность (соединения 2,3-1;2-> 2,5-1;2, 2,5-(ОМе)2 более активны, чем таксол), за исключением практически неактивного аналога 2.3-(ОМс)г. Цитотоксичность двух изученных 2,5-дизамещенных выше, чем у аналогичных 2,3- производных [153,155].
Введение заместителей в /ш/м-ноложснис рассматриваемого бензольного кольца для всех изученных соединений (4-ОМе, 4-OCH2Ph, 4-F, 4-C1,4-CN, 4-OH, 4-N3,4-CII3, 4-NO2) приводило либо к существенному снижению активности и питогоксичности, либо к полному их исчезновению [153-155]. Более того, введение ш/ю-заместителей в очень эффективные аналоги с мета- (и орто-) заместителями ухудшало их связывание с тубулином (2,4,5-F3, 3,4,5-(ОМе)з, 3,4-F2, 3,4,5-Рз менее активны, чем природная молекула), за исключением соединения 3,4-СЬ, активность которого остается выше, чем у таксола.
То, что заместители в л/еяш-положении рассматриваемого бензольного кольца повышают активность, рассматривается [129] как подтверждение модели связывания таксола в форме "гидрофобный коллапс" и близких конформациях. В этой модели атом азота в 2-(л/-азидобензоил)таксоле находится вблизи имидазольного кольца His 229, что согласуется с экспериментальными данными [129]. Важно отметить, однако, что повышение активности при введении .ш?#ш-заместитслсй и ее снижение при введении ««/-•«-заместителей в фенил С*-бензоила согласуется и с моделью "тубулип-таксол в Т-конформации" [137], так как гидрофобная подобласть, содержащая этот фрагмент, ограничена с трех сторон кольца, но открыта вблизи одного из л/е/ж/-замести гелей. В последнее время был получен ряд 2-амидиых аналогов такеотера (8). Замена эфирной группировки при С* на бензамидную (8, R=Ph) или бензилоксикарбамндную (8, R=OCH2Ph) приводит к уменьшению цитогоксичпости в 15-30 раз [158,159]. Аналогично данным для таксолыюй серии (см. выше) при введении иоря-заместителей в бензольное кольцо амидных производных (8, К.=СбН4ОМе-и, 11=СбН4С1-/?, Я=Сб1 ЦМОг-и) их цитотоксичность практически исчезает, а при введении л/стна-заместитслсй (8, R—Сб1 ЦОМе-л/, Я=СбН4С1-л/) - увеличивается [примерно вдвое по сравнению с незамещенным производным (8, R= Ph)], хотя все равно оказывается на порядок меньше цитотоксичности таксола и такеотера [158].
Таким образом, все фрагменты бензоильной группы при С* играют важную роль в связывании с белком, а введение л*ета-заместителей в ароматическое кольцо этой группы часто приводит к получению высоко активных аналогов.
14
Вариации по положению 4. 4-Дезацетилтаксол [160] и 4-дсзацстокситаксол [161| проявляют активность на 2-3 порядка меньшую, чем таксол, что свидетельствует о важной роли карбонильной группы при С4 для связывания с тубулином [162,163|. Нецитотоксичные соединения (активность не измерялась) получаются и при замене
ацетила при С*- на Р-аланил или глутарил [164].
О он
В настоящее время изучен довольно большой ряд аналогов, содержащих различные еложиоэфирные группировки в положении 4. Большинство из них имеют примерно такой же уровень активности, как в таксоле - несколько меньший (в 1.04-3.4 раза) в соединениях (9, R=CH2F, Fit, Bu, C5II11, циклопентил) и несколько больший (в 1.5-4 раза) в соединениях [9, R=CH=CH2, Рг-#, СС13, СН=СНСН3, Рг; С(СН3)=СН2, циклобутил, циклоироиил]. Последнее соединение имело максимальную активность и цитотокеичность в указанной серии [162] и было примерно вдвое более активно но сравнению со своим нециклическим аналогом (9, R= Pr-/), что свидетельствует о важной роли даже "незначительных" гидрофобных взаимодействий при связывании с белком. Соединения с объемистыми ароматическими группировками (9, R^QJ^F-w, Ph) существенно менее активны (па два и более порядков), чем таксол.
Из представленных результатов следует, что метальный радикал is 4-ацстоксигруние может быть заменен на более длинные алкильные заместители без потери активности [162]. Отметим, что в модели "тубулин-Т-форма такеола" С4 метильпая группа расположена над глубокой гидрофобной щелью (образуемой десятью гидрофобными аминокислотными остатками), что объясняет вышеуказанный факт (137].
Введение в положение 4 молекулы такеола карбонатных и карбоксамидных групп привело к повышению активности в 1.5-2.4 раза для соединений (9, R— OPr, OMc, Olit, NIIBu) или к небольшому понижению (в 2.8 раза) (9, R= азиридинил) [162,163,165]. Последнее свидетельствует о важной роли электронных характеристик терминальной группировки в заместителе при С^, поскольку соединение (9, R= азиридинил) на порядок менее активно, чем его алициклический аналог (9, R= циклопропил). Однако активность азиридинового аналога может быть повышена а пять раз с помощью небольшой модификации в боковой цепи такеола - при замене фенила при С на 2-фурил [166], хотя
в случае других С'-аналогов такая модификация практически не изменяет активность (или повышает ее не существенно) [162J (см. также аналоги цепи).
С7-Аналог таксола (9, R= имидазолил) практически неактивен, что скорее всего связано не с объемом имидазолыюй группировки (ср. 9, R= циклоиентил), а с се электроноакцепторным характером и с ослаблением взаимодействия карбонильной группы и соответствующего аминокислотного остатка в белке.
Отметим, что соединение (9, R= OMe) в настоящее время проходит клинические испытания [164].
Одновременные вариации заместителей в положениях 2 и 4. СчАцстокси-С7-бензоат-таксол (изотаксол, 10) не обладает активностью и цитотоксичностыо, что соответствует закономерностям, полученным при вариациях каждого заместителя п отдельности [167J.
Основываясь на данных о высокой активности аналогов таксола с метокси- или циклопроиилкарбонилом нри С^ и замещенной в л/е/идг-иоложении бензоилыюй группой при С* (см. выше), в работе [165] была сделана интересная попытка одновременного введения указанных заместителей в положения 2 и 4. Метоксикарбонильиые аналоги (11. R'= OMe, Я=СбН4ОМе-.1/; CelLjMe-.w; C^IUCI-m) оказались более активными, чем таксол. Цитотоксичность этих соединений, а также их аналогов (11, R'= OMe, R^Cr.lIiNi-.u; СН=СМс2) равна или несколько меньше (не более чем в три раза) таковой для природной молекулы. Отметим, что по сравнению с аналогичными мстоксикарбонильпыми соединениями S-мстилксантильные производные (12, R=Q,HjN3-.i/, C^lUCl-.u, Q,I ЦОМе-.и) приблизительно на порядок менее активны, что, вероятно, связано с увеличением объема группы при С*, так как 2,4-дизамещенные аналоги с объемистыми заместителями при С (11, R=R'=C6II4Cl-u; R'=OBu-/, R=C6H4OMe-.w) практически неактивны [165]. (Эти факты также подтверждают выводы относительно размеров заместителей при С7, см. выше).
АсО
АсО
ОН
АсО
ОН
R О
R О
Наиболее интересные результаты были получены в серии 4-циклопроимлкарбонильных производных (11, R'=u.HfoionponRn, R= C6H4N3-.W; СбЬ^Ски и др.), для многих \\\ которых наблюдалась довольно явная аддитивность вкладов каждого замести геля (при С"
и С ) в значение активности. Так, по сравнению с таксолом активность С*-аналога смета-азидиым заместителем увеличивается в три раза, С^-производного (9, R= циклоиропил) - и четыре раза, а «комбинированного» С2-С^-аналога (11, R'= циклопропил, R=C6I I4N3-.1/) - п 12 раз. Отметим, что несмотря на высокую тубулин-полимеризующую способность всех изученных 4-циклопропилкарбонильных производных [максимальная у соединения (11, К'=циклопропил, RKyUCl-.vf - в 16 раз больше, чем у таксола], их цитотоксичность сравнима с таковой для природной молекулы [165].
Вариации по положению 6. Основной метаболической реакцией таксола в человеческом организме является гидроксилировапие атома углерода С6 [с образованием 6-а-гидрокситаксола (13, R= ОН) в 30 раз менее активного, чем исходное соединение] [168]. Введение других заместителей при С6 имеет целью блокирование этой реакции и улучшение фармакокинетических характеристик препарата. Замещение атома водорода при С6 в таксоле на галоген (13, R= F, C1 или Вг) не вызывает значительного изменения активности и иитотоксичности и до некоторой степени блокирует основное направление метаболизма in vivo (в экспериментах с фракцией клеток печени, способных к гидроксилированию таксола, для указанных аналогов не было зафиксировано образование 6-а-гидроксилированных метаболитов) [169]. 6-Фтор-10-ацетилтаксотср оказался на порядок более цитотоксичным, чем таксол и 10-ацстилтаксотср и имел по сравнению с ними большую продолжительность действия в экспериментах in vivo [169].
О
R=oe(CII2)2NIICO(C:il,),'*V
Вариации по положению 7. 7-Дезокситаксол по активности лишь немного уступает таксолу, хотя имеет равную ему цитотоксичность (или несколько большую в зависимости от типа клеток). Это указывает на небольшой вклад группы 7-011 в связывание с тубулином [170-173]. 7-Дезокси-10-дегидрокси-10-ацетилтаксотср также примерно равен по активности и цитотоксичности таксотеру [173]. Группа 7-011 может быть как удалена, так и эпимеризована и эгерифицирована без существенной потери активности. Например, тубулин-полимеризующая способность С7 эиитаксола (14, R= Oil) примерно вдвое меньше таксольной, но цитотоксичность ею в два раза больше [173,174].
Список литературы
Цена, в рублях:
(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)
1425
Скачать бесплатно
23313.doc
Найти готовую работу
ЗАКАЗАТЬ
Обратная
связь:
Связаться
Вход для партнеров
Регистрация
Восстановить доступ
Материал для курсовых и дипломных работ
29.04.24
Результаты оценки психологических детерминант гражданской идентичности учащихся старших классов
29.04.24
Программа формирования гражданской идентичности старшеклассников
29.04.24
Психологические основания для разработки программы формирования гражданской идентичности старшеклассников
Архив материала для курсовых и дипломных работ
Ссылки:
Счетчики:
© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.