ИСТИНА

Проект предусматривает разработку новой стратегии создания гибридных физиологически активных комплексов металлов с лигандами, в состав которых входят фармакофорные группы индола, пролина и пирролидина, и включает этапы направленного синтеза, систематического исследования их физико-химических свойств, редокс-активности, а также первичного биоскрининга. Целью проекта является молекулярная сборка новых комплексов металлов общей формулы R(pharm)LМ, состоящих из нескольких функциональных центров: (1) фармакофорной органической группы R(pharm), связанной с координирующим центром напрямую или (2) с помощью линкера L, (3) атома биогенного металла М (M = Zn, Co, Fe, Mn, Cu), либо экзогенного металла (M = Sn). Принцип получения гибридных структур заключается в сочетании в одной молекуле фармакофорных групп R(pharm) (индол, пролин, пирролидин) с известной активностью и атома металла М, что должно обеспечить синергический эффект действия. В качестве методов для комплексного изучения физико-химичесих свойств и редокс-реакций с участием данных соединений будут использованы ИК, ЯМР спектроскопия, электронная спектроскопия поглощения, электрохимия (ЦВА, ВДЭК), ЭПР, а также РСА, будут установлены маршруты взаимодействия гибридных систем с биомишенями. Результатом исследований будет являться установление общих закономерностей влияния природы металла и фармакофорной группы на физико-химические свойства и антибактериальную активность комплексов металлов по отношению к штаммам грамположительных и грамотрицательных бактерий.

Оригинальность и новизна подхода для создания субстанций фармакологически активных комплексов металлов по отношению к грамположительным и грамотрицательным бактериям заключается в предлагаемом приеме конструирования новых молекулярных систем, каждый фрагмент которых может взаимодействовать с биомишенями по различным механизмам (образование водородных или координационных связей, перенос электрона и образование активных метаболитов кислорода, ингибирование ключевых ферментов, запуск апоптоза и др.). Настоящий проект предполагает не только синтетическую часть, ориентированную на формальное получение новых систем, но и проведение первичного анализа их биологической активности с использованием модельных химических и биохимических реакций. Это, в свою очередь, позволит отобрать наиболее перспективные из полученных соединений и установить закономерности для прогнозирования свойств и модификации структуры. Результатами исследований будут являться (1) установление общих закономерностей влияния природы металла, фармакофорной группы, наличия или отсутствия связи металл-углерод, геометрии, величин редокс-потенциалов, возможности дополнительной координации атома металла и др. на физико-химические свойства и реакционную способность, а также биохимические свойства и физиологическую активность комплексов металлов по отношению к штаммам грамположительных и грамотрицательных бактерий; (2) наработка экспериментальных образцов новых соединений для расширенных испытаний. В соответствии с планом работ к концу 2015 года планируется получить следующие результаты: (1) Синтез Будут получены новые производные индола и пролина, а также новые комплексы Zn, Fe, Sn с модифицированными индольными и пролиновыми лигандами. (2) Спектральные и электрохимические исследования Для синтезированных соединений будут изучены редокс-превращения в растворах (определены редокс-потенциалы, обратимость процесса переноса электрона, реакционная способность по отношению к кислороду и его активным метаболитам, возможность дополнительной координации, условия гидролиза и др.). (3) Кинетические исследования Для изучаемых соединений будут выполнены предварительные кинетические исследования простейших модельных процессов с целью получения информации о предпочтительном направлении реакций предложенных соединений. (4) Биотестирование Для синтезированных соединений будут проведены исследования активности в модельных биохимических процессах с использованием спектральных и ферментативных методов.

В течение последних лет нами были впервые разработаны синтетические подходы к получению ряда комплексов металлов (Zn, Co, Fe, Mn, Cu, Ni, Pt, Pd, Sn, Sb, Hg, Au) [1,2,7,10] и металлоорганических соединений [1,4,5,9], содержащих фенолы, тионы, тиопиримидины, фофонаты, производные никотиновой кислоты и др. в качестве фармакофорных лигандов, и изучена их физиологическая активность на примере моделей биохимических процессов окислительной деструкции мембран, в ингибировании ферментов, а также редокс-свойства и реакционная способность [7]. Для перспективных физиологически активных соединений впервые выявлены сайты связывания с биомишенями, определяемые реакционной способностью комплексов металлов, а также продемонстрирована высокая противовоспалительная и противоопухолевая активность. В работах исследовательской группы большое внимание было уделено изучению редокс-свойств как органических лигандов, так и комплексов металлов на их основе, а также соединениям, содержащим в одной молекуле биологически активные гетероциклические лиганды и металлоорганические фрагменты. Кроме того, были разработаны оригинальные методы синтеза данных систем. Впервые продемонстрирована биохимическая активность комплексов металлов в процессе переноса электрона, обусловленная изменением редокс-состояния как органического лиганда, так и иона металла. Эти исследования позволили установить маршруты радикальных и редокс-реакций, обусловленные полифункциональным характером соединений.

Осуществлен синтез целевых соединений с различными заместителями при атоме азота, доказательство стереохимии полученных соединений на основании современных физико-химических методов, а также синтез гетероциклических - лигандов, необходимых для синтеза целевых соединений. Производные изоксазола, содержащие адамантановый фрагмент были изучены как структурные аналоги лекарственного препарата Зилеутона (Zileuton), селективного ингибитора липоксигеназы. Синтезированы производные октагидроциклогепта[b]пиррола и изучена их противовирусная активность по отношению к репликонам вируса гепатита С (ВГС). Также получены производные 2-аминотиофен-3-карбоксилатов, прототипы новых туберкулезных препаратов. Полученные соединения охрактеризованы и идентифицированы с помощью 1Н и 13С, ЯМР и элементного анализа. Изучена биологическая активность соединений. Показано, что производные изоксазола, содержащие адамантановый фрагмент являются эффективными ингибиторами фермента липоксигеназа (IC50 = 0,4 ?М). На примере Fe2+ и Fe3+ индуцированного пероксидного окисления липидов гомогенатов мозга крыс показано, что производные изоксазола проявляют высокую антиоксидантную активность в сравнении с Зилеутоном (IC50 от 0,3 до 35 ?М). Установлено, что все они максимально стимулируют дыхательную активность митохондрий. По данным МТТ-теста не выявлено какой-либо токсичности у производных изоксазола по отношению к первичной культуре нейронов коры головного мозга крыс. Установлено, что производные октагидроциклогепта[b]пиррола проявляют высокую активность (в концентрациях 5?М) по отношению к репликонам вируса гепатита С двух подтипов (1В и 2А). Производные 2-аминотиофен-3-карбоксилатов были изучены на противотуберкулезную активность. Ряд соединений проявил высокую активность (МИК?5мкг/л) по отношению к Н37Rv M.Tuberculosis и также к целому ряду резистентных штаммов. Показно, что соединения ингибируют Pks13 – ключевой фермент для синтеза миколовой кислоты, важного компонента клеточной стенки M.Tuberculosis.