Аннотация:В рамках работы по созданию молекулярных инструментов для изучения рибосомного туннеля осуществлен дизайн и синтез серии аминокислотных производных хлорамфеникола. Антибиотическое действие хлорамфеникола основано на его взаимодействии с А-сайтом пептидилтрансферазного центра бактериальных рибосом. При связывании хлорамфеникола дихлорацетильный остаток направлен в сторону рибосомного туннеля. Дизайн аминокислотных производных хлорамфеникола включал замену этого остатка на аминокислоту. Такого рода соединения представляют интерес как зонды для изучения функционирования рибосомы, в частности, позволяют выявлять химическую природу специфических сайтов, локализованных в рибосомном туннеле и отвечающих за взаимодействие с аминокислотными остатками растущей полипептидной цепи.
Ранее в нашей лаборатории был проведен виртуальный скрининг всех аминокислотных, ди- и трипептидных производных хлорамфеникола на основе рентгеноструктурных данных комплексов рибосомы E. coli с хлорамфениколом с помощью молекулярного докинга. По результатам этого скрининга были выбраны соединения, которые имеют наибольшую расчетную энергию связывания и при этом связываются в сайте хлорамфеникола таким образом, что пептидный заместитель направлен в рибосомный туннель, в том числе, глициновые производные хлорамфеникола.
Осуществлен синтез ряда аминокислотных производных хлорамфеникола, содержащих в структуре остатки глицина, формил-, ацетил- и трет-бутилоксикарбонилглицина. Схема синтеза включала гидролиз хлорамфеникола с образованием хлорамфениколамина с последующим ацилированием свободной аминогруппы последнего защищенными по аминогруппе производными глицина. Очистку соединений проводили с помощью колоночной хроматографии на силикагеле, строение доказывали методами ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии.
Изучение связывания полученных производных с бактериальными рибосомами проводилось по вытеснению ими флуоресцентно меченного эритромицина (BODIPY-Ery) из комплексов с рибосомами E.coli. Эффективные константы диссоциации комплексов рибосом с производными хлорамфеникола определяли с использованием метода поляризации флуоресценции. Была также проведена оценка степени ингибирования трансляции полученными производными хлорамфеникола в системе биосинтеза люциферазы светлячков in vitro. Показано, что ингибирующая активнось коррелирует с данными, полученными при определении способности аминокислотных производных хлорамфеникола связываться с бактериальными рибосомами.