Докінгові дослідження (програмні пакети Glide та Fred) проведені до PPARг-рецептора (коди 1FM6 та 1NYX), білкового комплексу Bcl-XL-BH3 (1BXL) та тубуліну (1SA1), дозволили одержати ряд значень скорингових функцій, які оцінюють якість та енергію зв'язування лігандів з молекулою біомішені. QSAR-аналіз параметру протипухлинної активності lgGI50 (мультиваріативний регресійний аналіз методом часткових найменших квадратів, алгоритм «simulated annealing» для відбору змінних) з використанням значень скорингових функцій та 8 молекулярних дескрипторів (Mr, LogP, TPSA, HOMO та LUMO, , qmin, та qmax) для навчальної вибірки з сполук 2.21-2.23, 2.35-2.42 дозволив одержати достовірні QSAR моделі 1-4.

lgGI50 (Breast Cancer / T-47D) = 34,787*LUMO + 0,002*ZB(tubuline) (1)

(N=11, r2=0,91, S=0,13, F=43, q2=0,82)

lgGI50 (Breast Cancer / T-47D) = 35,259*LUMO - 0,015*PLP(1BLX) - 0,029*CS(1BLX) (2)

(N=11, r2=0,93, S=0,11, F=33, q2=0,88)

lgGI50 (Colon Cancer / HCT-116) = 0,611* -2,294*qmin + 0,046*CS(1FM6) (3)

(N=10, r2=0,93, S=0,07, F=32, q2=0,81)

lgGI50 (CNS Cancer / SNB-19) = -0,388*LogP - 5,008*qmin - 0,035*PLP(1BLX) (4)

(N=11, r2=0,91, S=0,09, F=24, q2=0,81)

Одержані моделі вказують на найвищу кореляцію lgGI50 ліній раку молочної залози, простати та ЦНС з енергією найнижчої незайнятої молекулярної орбіталі (LUMO) та значеннями скорингових функцій докінгу до молекул тубуліну та білкового комплексу Bcl-XL-ВН3, які можна використовувати як основні потенційні мішені для дизайну сполук з протипухлинною активністю та віртуального скринінгу похідних тіопірано[2,3-d]тіазол-2-онів.

Експериментальне дослідження ліпофільності 3,7-дитіа-5-азатетрацикло-[9.2.1.02,10.04,8]тетрадецен-4(8)-онів-6 2.21-2.23, 2.35-2.42 методом зворотньофазової тонкошарової хроматографії (пластини Merck RP-18F254S, рухома фаза - водно-ацетонові суміші) дозволило встановити ряд експериментальних показників ліпофільності Rm0 та показати, що найдостовірніше ліпофільність прогнозують програми ACD Labs та ChemOffice, про що свідчать моделі залежностей між експериментальною ліпофільністю Rm0 та розрахованими значеннями LogP цими програмами (r=0,901-0.934; q2= 0,691-0,721).

Вивчення антиоксидантної активності (АОА) проводили в модельній системі in vitro при неферментативному Fe2+-індукованому перекисному окисленні ліпідів (ПОЛ) на субстраті яєчних ліпопротеїдів у порівнянні з б-токоферолу ацетатом за стандартною методикою (проф. В.Д. Лук'янчук, ЛугДМУ). У результаті експерименту встановлено, що найбільш виразну АОА реалізують сполуки 2.98, 2.122, 2.102 і 2.111, які вже до 15-ої хвилини досліду зменшують рівень ТБК-реактантів на 81,58%, 48,79%, 39,83% та 26,29% відповідно, у порівнянні з контролем, причому 9-(3-етокси-4-оксифеніл)-14-(4-фторфеніл)-3,7-дитіа-5,14-діазапентацикло[9.5.1.02,10.04,8.012,16]гептадецен-4(8)-тріон 2.98 протягом усього періоду дослідження має найвищу здатність протидіяти розвитку ПОЛ.

Дослідження протигіпоксичної активності поліциклічних тіопіранотіазолів in vivo проведено на 104 білих безпородних щурах обох статей з використанням моделі гострої гіпоксичної гіпоксії на фоні гіпертермії (проф. В.Д. Лук'янчук, ЛугДМУ). У результаті експерименту встановлено, що 10 сполук з 15 проявляють протигіпоксичну активність з термопротекторними властивостями, а максимальний протекторний ефект характерний для сполуки 2.98, про виразну протигіпоксичну активність якої свідчить здатність збільшувати виживання тварин в умовах досліджуваного патологічного стану на 83,3% в порівнянні з контролем (пентоксифілін).

Враховуючи перспективні фармакологічні характеристики потенційного антиоксидантна та антигіпоксанта 2.98, опрацьовано режим його дозування методом двофакторного експерименту на моделі гіпоксії in vivo. Методом математичного моделювання з наступним аналізом одержаних систем залежностей виживання тварин від дози встановлено, що оптимальна доза 2.98 становить 166,42 мг/кг, при часі введення 49,93 хв до початку дії подразнюючих факторів.

На основі встановленого високого антиоксидантного потенціалу 9-(4'-флуорофеніл)-3,7-дитіа-5-азатетрацикло[9.2.1.02,10.04,8]тетрадецен-4(8)-ону-6 2.23 проведено вивчення гастропротекторного ефекту сполуки на моделі імобілізаційного стресу. На основі аналізу стану системи ПОЛ-АОЗ та морфологічних змін слизової оболонки шлунка дослідних тварин встановлено здатність сполуки 2.23 запобігати розвитку оксидаційного стресу та забезпечувати гастропротекторну дію.

У результаті дослідження протитуберкульозної активності, проведеної на штамі Mycobacterium tuberculosis H37Rv (АТСС 27294) в Національному інституті алергійних та інфекційних хворіб (Бетезда, США) за програмою TAACF, виділено 6 сполук-лідерів (2.27, 2.118, 2.145, 2.147, 2.151, 2.152) з виразною протитуберкульозною активністю (MIC90<6,25 мкг/мл). Слід відзначити високу групову активність 3,5,10,11-тетрагідро-2H-бензо[6,7]тіохромено[2,3-d]тіазол-2,5,10-тріонів 2.145, 2.147, 2.151, 2.152 (MIC90=0,677ч2,654 мкг/мл), проте певним обмеженням для їх поглибленого вивчення може стати висока цитотоксичність на VERO клітинах ссавців (IC50=0,440ч1,575 мкг/мл).

Протисудомна активність in vivo (Національний інститут неврологічних порушень, Бетезда, США) вивчалась на основі максимального електрошокового тесту (MES-тест), коразолового судомного тесту та моделі гострої токсичності за рахунок мінімального рухового погіршення. Імідопохідні 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти 2.44, 2.48 та 2.53 виявили протекторний ефект в дозі 100 мг/кг в MES-тесті на мишах, а 2.56 - у MES- та коразоловому тестах.

Скринінг противірусної активності, проведений в Національному інституті алергічних та інфекційних хворіб (Бетезда, США) програмою AACF, не виділив активних сполук проти вірусу SARS та вірусів групи «біологічної зброї». Проте 2-оксо-7-(4-метоксифеніл)-3,5,6,7-тетрагідро-2Н-тіопірано[2,3-d]тіазол-6-карбальдегід 2.2 виявив суттєву активність до групи герпес-вірусів з високими значеннями індексу селективності (SI = CC50/EC50) - 3279, 34 та 31 для вірусів EBV (вірус Эпштейна-Барра), VZV (вірус варіцелла-зостер) та HSV-1 відповідно, що важливо для подальшого розвитку противірусної тематики конденсованих похідних на основі 4-тіазолідонів.

ВИСНОВКИ

1. Показано, що взаємодія акролеїну, диметилацетилендикарбоксилату, N-карбоксиметилмалеїніміду, ароїлакрилових кислот, 2-норборнену, імідів 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти та 1,4-нафтохінону в реакції гетеро-Дільса-Альдера з 5-(R-метиліден)ізороданінами селективно призводить до утворення функціонально заміщених тіопірано[2,3-d]тіазолів, що дозволило одержати 199 конденсованих похідних на основі 4-тіазолідонів, встановити їх будову, вивчити фізико-хімічні параметри та біологічну активність. Комплексними дослідженнями кореляції «структура-активність» виділено 34 високоактивні сполуки з протираковою (11), протитуберкульозною (6), антиоксидантною (8), протигіпоксичною (2), протисудомною (4), гастропротекторною (1) та противірусною (1) активностями для поглибленого вивчення. Пріоритет дослідження підтверджено 3 патентами України на корисну модель.

2. Вперше встановлено, що взаємодія 5-(R-метиліден)-4-тіоксо-2-тіазолідонів з ароїлакриловими кислотами селективно проходить з утворенням виключно 6-ароїл-2-оксо-7-арил(гетерил)-3,5,6,7-тетрагідро-2Н-тіопірано[2,3-d]тіазол-5-карбонових кислот, що дозволяє реалізувати ряд синтетичних схем в ряду б,в-ненасичених тіокарбонільних сполук.

3. Показано, що [4+2]-аддукти реакції 5-(R-метиліден)ізороданінів з 1,4-нафтохіноном зазнають спонтанного оксидування, що дозволило одержати неописані в хімічній літературі 3,5,10,11-тетрагідро-2H-бензо[6,7]тіохромено[2,3-d]тіазол-2,5,10-тріони, які містять у своїй структурі біофорні фрагменти протиракових лікарських засобів - адріаміцину, даунорубіцину, мітоксантрону та мітоміцину С.

4. Вперше встановлено, що 5-алкіліден-4-тіоксо-2-тіазолідони є активними гетеродієнами у реакції гетеро-Дільса-Альдера, що дозволило при їх взаємодії з N-заміщеними малеїнімідами, ароїлакриловими кислотами, 2-норборненом, імідами 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти та 1,4-нафтохіноном одержати серії нових тіопірано[2,3-d]тіазолів.

5. Показано, що взаємодія 5-етоксиметиліденізороданіну з ацетилендикарбоновою кислотою та її метиловим естром, ароїлакриловими кислотами та 1,4-нафтохіноном проходить із спонтанними перетвореннями аддукту [4+2]-циклоприєднання, які включають не тільки встановлену раніше елімінацію молекули етанолу, а й декарбоксилювання та перегрупування подвійних зв'язків в залежності від природи дієнофілу.

6. Обґрунтовано, що взаємодія 5-(2-оксифенілметиліден)ізороданінів з акролеїном є новим варіантом «доміно»-реакції (гетеродієновий синтез / утворення напівацеталю), що дозволило вперше одержати 6-гідрокси-3,5a,6,11b-тетрагідро-2Н,5Н-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-2-они.

7. Показано, що при взаємодії з амінопохідними в жорстких умовах 2-(2,6-діоксо-3,5а,6,11b-тетрагідро-2Н,5Н-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-5а-іл)оцтові кислоти зазнають рециклізації, що дозволило реалізувати синтетичний підхід до одержання 7'-(2-гідроксифеніл)-3',7'-дигідро-2H,2'H,5H-спіро[піролідин-3,6'-тіопірано[2,3-d]тіазол]-2,2',5-тріонів.

8. Вперше ідентифіковано значний протираковий потенціал поліциклічних тіопірано[2,3-d]тіазолів, які проявляють високий протимітотичний ефект на 60 лініях ракових клітин людини з відносною специфічністю дії на лейкемію, меланому та рак молочної залози, що дозволило запропонувати 11 «структур-лідерів» для поглиблених фармакологічних досліджень. На основі комп'ютерного COMPARE аналізу, поєднаного з докінговими дослідженнями та QSAR-аналізом, висунуто гіпотезу про тубулін та білковий комплекс Bcl-XL-ВН3 як біологічні молекулярні мішені протипухлинної активності поліциклічних тіопірано[2,3-d]тіазолів.

9. Для похідних тіопірано[2,3-d]тіазолу характерна висока антиоксидантна, протигіпоксична та противірусна активності, які спостерігаються вперше і можуть розглядатись як нові напрямки дослідження фармакологічного потенціалу зазначеного класу гетероциклічних систем.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Anticancer thiopyrano[2,3-d]thiazol-2-ones with norbornane moiety. Synthesis, cytotoxicity, physico-chemical properties, and computational studies / Roman Lesyk, Borys Zimenkovsky, Dmytro Atamanyuk, Frank Jensen, Katarzhyna Kiec-Kononowicz, Andrzej Gzella // Bioorganic & Medicinal Chemistry. - 2006. - №14. - P.5230-5240. Особистий внесок автора: експериментальна частина робота, проведення докінгових та QSAR досліджень, узагальнення результатів.

2. Синтез нових конденсованих гетероциклів з норборнановим фрагментом на основі 4-тіоксо-2-тіазолідону як потенційних біологічно активних сполук / Р.Б. Лесик, Д.В. Атаманюк, О.М. Роман, О.Д. Туркевич // Актуальні питання фармацевтичної та медичної науки та практики: Зб. наук. ст. - Вип. XIІ, т.1, - Запоріжжя, 2004. - С.39-42. Особистий внесок автора: експериментальна частина роботи.

3. Віртуальний скринінг як методологія наукомістких технологій пошуку нових лікарських засобів / Р.Б. Лесик, Б.П. Громовик, Д.В. Атаманюк, В.М. Ябчанка // Фармацевтичний журнал. - 2004. - №6. - С.66-75. Особистий внесок автора: опрацювання методології та тактики віртуального скринінгу.

4. Синтез та фармакологічне дослідження нових похідних тіопірано[2.3-d]тіазол-2-онів з антиоксидантною дією / Д.В. Атаманюк, В.Д. Лук'янчук, Р.Б. Лесик, С.Я. Рензяк // Актуальні питання фармацевтичної та медичної науки та практики: Зб. наук. ст. - Вип. XV, т.1. -Запоріжжя, 2006. - С.19-24. Особистий внесок автора: виконання синтетичної частини роботи, узагальнення фармакологічних даних.

5. Скринінгове дослідження поліконденсованих тіазолотіопіранів як потенційних антигіпоксантів з термопротекторними властивостями / В.Д. Лук'янчук, С.Я. Рензяк, Д.В. Атаманюк, Р.Б. Лесик // Ліки. - 2006. - №3-4. - С.56-62. Особистий внесок автора: синтез поліциклічних тіазолотіопіранів, обґрунтування кореляції «структура - активність».

6. 3,7-Дитіа-5,14-діазапентацикло[9.5.1.02,10.04,8.012,16]-гептадецен-4(8)-тріони-6,13,15 та їх антиоксидантна активність на модельних дослідах / Б.С. Зіменковський, В.Д. Лук'янчук, Д.В. Атаманюк, С.Я. Рензяк, Р.Б. Лесик // Фармацевтичний журнал. - 2007. - №3. - С.78-88. Особистий внесок автора: синтетична частина, інтерпретація спектрів, обґрунтування кореляції «структура - антиоксидантна активність».

7. Використання розрахункових методів для прогнозування ліпофільності 3,7-дитіа-5-азатетрацикло[9.2.1.02,10.04,8]тетрадецен-4(8)-онів-6 / В.В. Огурцов, І.І. Олійник, Д.В. Атама-нюк, Р.Б. Лесик // Фармацевтичний журнал. - 2007. - №4. - С.57-63. Особистий внесок автора: експериментальне визначення ліпофільності методом зворотньофазової ТШХ.

8. Synthesis and anticonvulsant activity of a series N-substituted bicycle[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicaboximides / J. Obniska, R. Lesyk, D. Atamanyuk, K. Kaminski // Acta Poloniae Pharmaceutica - Drug Research. - 2005. - №3. - P.213-219. Особистий внесок автора: виконання синтетичної частини роботи, узагальнення фармакологічних даних.

Страницы: 1, 2, 3, 4