Новые биологически активные эфиры гидроксиламина и С-метилированные аналоги полиаминов

Хомутов, Максим Алексеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Новые биологически активные эфиры гидроксиламина и С-метилированные аналоги полиаминов
ВАК РФ 03.01.03, Молекулярная биология

Автореферат диссертации по теме "Новые биологически активные эфиры гидроксиламина и С-метилированные аналоги полиаминов"

На правах рукописи

Хомутов Максим Алексеевич

Новые биологически активные эфиры гидроксиламина и С-метилированные аналоги полиаминов

03.01.03 - Молекулярная биология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

6 ДЕК 2012

Москва 2012

005056795

Работа выполнена в Лаборатории молекулярных основ действия физиологически активных соединений Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Научный руководитель:

Заведующий Лабораторией молекулярных основ действия физиологически активных соединений Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук, доктор химических наук, профессор, член-корреспондент РАН С.Н.Кочетков

Официальные оппоненты:

Заведующий Лабораторией органического синтеза Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук, доктор химических наук А.А.Формановский

Заведующий Лабораторией стереохимии ферментативных реакций Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук, доктор химических наук, профессор С.Н.Михайлов

Ведущая организация:

Научно-исследовательский Институт физико-химической биологии им А.Н. Белозерского Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Яо >у ^ушР)^ 2012 г

Защита диссертации состоится « » ¡.К/Л 2012 г. в 11 часов на заседании

диссертационного Совета Д 002.235.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте молекулярной биологии им.В.А.Энгельгардта Российской академии наук по адресу: 119991, Москва, ул. Вавилова, д. 32.

! -1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института молекулярной биологии им.В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Автореферат разослан « ^ » ^УУ/КХ 2012 г. Ученый секретарь Диссертационного совета //

кандидат химических наук ¿У ~~~~--------А.М. Крицын

Актуальность проблемы. Выбор метаболизма биогенных полиаминов в качестве биохимической мишени обусловлен участием спермина и спермидина в регуляции роста нормальных и опухолевых клеток - последние имеют повышенное содержание полиаминов, а также необходимостью спермидина для размножения многих болезнетворных трипаносоматидов. Соответственно поиск новых подходов к регуляции метаболизма полиаминов, в том числе и создание новых химических соединений, позволяющих избирательно снижать уровень спермина и спермидина в клетке, представляется весьма актуальным.

Среди О-замещенных гидроксиламинов найдены высокоэффективные необратимые ингибиторы карбонил-зависимых декарбоксилаз 5-аденозилметионина и орнитина, являющихся скорость-определяющими ферментами на путях биосинтеза спермина и спермидина. Избирательность действия этих соединений обусловлена структурным соответствием фермент-ингибитор-ного комплекса (оксим фермента) и промежуточного соединения ферментативной реакции (основание Шиффа), что было прямо показано рентгеноструктурными исследованиями как для декарбоксилазы 5-аденозилметионина (McCloskey D.E., et al. 2009. J.Med. Chem., 52, 1388-1407), так и декарбоксилазы орнитина (Dufe V.T., et al. 2007. Biochem.J., 405. 261-268). Широкое применение О-замещенных гидроксиламинов для получения разнообразных конъюгатов (см. обзор: Iha R.K., et al. 2009. Chem.Rev., 109, 5620-5686), аминооксиадсорбентов (Nishimura Sh-I., et al, 2005. Angew. Chem.Int.Ed., 44, 91-96) и аминооксинаночастиц (Nagahori N., et al. 2009. Biochemistry, 48, 583-594) также требует создания спектра функционально-замещенных эфиров гидроксиламина. Все это делает поиск новых методов синтеза таких структур, включая и новые гидроксиламин-содержа-щие регуляторы метаболизма полиаминов, весьма актуальным.

Аналоги спермина и спермидина, в основном их антиметаболиты, находят широкое применение в изучении клеточных функций полиаминов, а также ферментов их биосинтеза и деградации (см.обзор: Casero R.A. & Marton L.J. 2007. Nat.Rev.Drug Discov. 6, 373-390). Соответственно расширение семейства биологически-активных производных полиаминов и, в особенности, создание оригинальной системы аналогов, способных частично или полностью выполнять клеточные функции спермина и спермидина, представляется весьма актульным.

Цели и задачи работы.

Целью работы являлось создание новых биологически активных эфиров гидроксиламина, а также неизвестных ранее С-метилированных аналогов полиаминов. Для достижения поставленной цели были сформулированы и реализованы следующие задачи: разработка удобного синтеза функционально-замещенных эфиров гидроксиламинов, исходя из соответствующих спиртов, и получение неизвестного ранее С-метилированного производного 1-гуанидиноокси-З-аминопропана, являющегося эффективным ингибитором размножения L.donovani\ синтез системы не описанных ранее С-метилированных аналогов спермидина, а также их N1 -ацетильных производных; синтез неизвестных ранее 2-метилированных аналогов спермина; получение 2,11-бис-метилиден-спермина - потенциального фермент-активируемого ингибитора сперминокси-дазы; синтез неизвестных ранее (Л)- и (5)-изомеров 3-метилспермидина.

Научная новизна. Предложен удобный метод синтеза функционально-замещенных эфиров гидроксиламина, исходя из мезилатов соответствующих спиртов и этилового эфира ацетгид-гидроксимовой кислоты. Синтезирована система новых С-метилированных аналогов спермиди-

на, спермина, а также JV1-Ас-спермидина, биохимические свойства которых определяются положением метальной группы. Использование этих соединений открывает новые возможности для исследования клеточных функций легко взаимопревращающихся и частично взаимозаменяемых спермина и спермидина, а также антизим-зависимых путей регуляции гомеостаза полиаминов в клетке.

Получены неизвестные ранее (R)- и (5)-изомеры 3-метилспермидина, позволяющие регулировать биохимические свойства этого аналога, изменяя конфигурацию хирального центра.

Практическая ценность работы. Жизненная необходимость спермидина для возбудителей малярии, сонной болезни и лейшманиоза формируют одну из прикладных составляющих исследования клеточных функций полиаминов и поиска новых регуляторов их метаболизма. Правомерность подобного подхода подтверждается, например, успешным использованием а-ди-фторметилорнитина для лечения поздних стадий сонной болезни (Buni С.С., et al. 2003. Parasitol. Res., 90, 49-52). Существенным для практической полиаминотерапии является создание ингибиторов биосинтеза полиаминов, избирательно действующих на ферменты трипаносоматидов или избирательно доставляемых в организмы этих болезнетворных паразитов. Однако, лишь для T.brucei известен эффективно действующий in vitro ингибитор декарбоксилазы 5-аденозилме-тионина, аминооксианалог декарбоксилированного 5-аденозилметионина, проникающий в этот паразит при помощи специального пуринового транспортера, отсутствующего в клетках млекопитающих (Guo J.Q., et al. 1995. J.Med.Chem., 38, 1770-1777). Одной из альтернатив подобного подхода могут быть вещества, защищающие клетки больного от негативных последствий полиаминотерапии в системе хозяин-патоген. В настоящей работе на примере L.donovani впервые показана возможность создания антидота полиаминной природы - 1-метилспермидина, который полностью заменяет спермидин in vivo и in vitro, но, в отличие от 2-ме-тилспермидина, не способен поддерживать рост L.donovani с истощенным пулом спермидина и путресцина.

Апробация работы. Отдельные части работы докладывались на: International Conference "Polyamines: Forty Years of Mammalian Ornithine Decarboxylase" (Kuopio, Finland, June 2008); XI International Congress on Amino Acids, Peptides and Proteins (Vienna, Austria, August 2009); 2nd International Conference on the Role of Polyamines and their Analogs in Cancer and other Diseases (Tivoli-Rome, Italy, December 2010); Polyamine Gordon Research Conference (Waterville Valley, New Hampshire, USA, June 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи и 3 тезиса докладов на международных конференциях.

Объем диссертации. Диссертация изложена на_стр. машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, обсуждения полученных результатов, экспериментальной

части и выводов. Материал иллюстрирован_таблицами,_рисунками и_схемами.

Список цитированной литературы включает_наименования.

Работа выполнена при финансовой поддержке грантами РФФИ: 09-04-01272, 10-04-92661-Инд; а также Федеральной целевой программой "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" (Госконтракт № 02.740.11.5134 от 09 марта 2010 г.) и Программой Президиума РАН "Молекулярная и клеточная биология".

Список использованных сокращений:

AdoMetDC -S'-аденозилметиониндекарбоксилаза (КФ 4.1.1.50); AG -аминогуанидин;

Agm- агматин (1-гуанидино-4-аминобутан); АРА - 1-аминоокси-З-аминопропан; АРАО - ацетилполиаминоксидаза (КФ 1.5.3.13); ArgDC - аргининдекарбоксилаза (КФ 4.1.1.17); AZ - антизим;

DFMO - а-дифторметилорнитин;

DHS - дезоксигипузинсинтаза (КФ 2.5.1.46);

eIF5A - фактор инициации трансляции 5А;

GAPA - 1-гуанидиноокси-З-аминопропан;

Me-Agm - метилагматин (1-гуанидино-4-аминопентан);

Me-GAPA - 1-гуанидиноокси-З-аминобуган;

1-MeSpd- 1-метилспермидин (1,8-диамино-5-азанонан);

2-MeSpd - 2-метилспермидин (1,8-диамино-2-метил-4-азаоктан);

3-MeSpd- 3-метилспермидин (1,8-диамино-3-метил-4-азаоктан); 8-MeSpd - 8-метилспермидин (1,8-диаминсМ-азанонан); l,8-Me2Spd- 1,8-диметилспермидин (2,9-диамино-5-азадекан); 2,2-Me2Spd - 2,2-диметилспермидин (1,8-диамино-2,2-диметил-4-азаоктан); 2-MeSpm - 2-метилспермин (1,12-диамино-2-метил-4,9-диазадодекан); 2,2-Me2Spm - 2,2-диметилспермин (1,12-диамино-2,2-диметил-4,9-диазадодекан); 2,10-Me2Spm- 2,10-диметилспермин (1,12-диамино-2,11-диметил-4,9-диазадодекан); 7V'-Ac-2-MeSpd - Л^'-ацетил-2-метилспермидин (Л^-(ацетил)-1,8-диамино-2-метил-4-азаоктан); TV'-Ac-S-MeSpd - iV'-ацстил-З-метилспсрмидим (Аг'-(ацетил)-1,8-диамино-3-метил^1-азаоктан); 7V'-Ac-8-McSpd - Л^'-ацетил-в-метилспермидин (^'-(ацетил)-1,8-диамино-4-азанонан);

Ns - о-нитрофенилсульфонил;

ODC - орнитиндекарбоксилаза (КФ 4.1.1.17)

Pht - фталоил;

Put - путресцин (1,4-диаминобутан);

SMO - сперминоксидаза (КФ 1.5.3.16);

Spd - спермидин (1,8-диамино-4-азаоктан);

Spin - спермин (1,12-диамино-4,9-диазадодекан);

SSAT - спермидин/спермин-ТУ'-ацетилтрансфераза (КФ 2.3.1.57).

ВВЕДЕНИЕ

Полиамины спермин (Spm) и спермидин (Spd) присутствуют в значительных количествах в клетках всех типов и необходимы для их нормального роста. Ключевыми ферментами биосинтеза полиаминов (Рис.1) являются пиридоксаль-5'-фосфат зависимая орнитиндекарбок-силаза (ODC), обеспечивающая образование путресцина (Put) у эукариот, и пируват-зависимая декарбоксилаза 5-аденозилметионина (AdoMetDC), ответственная за образование универсального донора трехуглеродного остатка. При этом у бактерий широко растространен альтернативный путь биосинтеза Put через агматин (Рис. 1). Ацетилирование Spd и Spm, катализируемое спермин/спермидин-Л^-ацетилтрансферазой (SSAT), является скорость лимитирующей стадией катаболизма полиаминов и обеспечивает, наряду со сперминоксидазой (SMO), превращение Spm в Spd (Рис. 1). Биосинтез этих ферментов тонко регулируется на транскрипционном и

трансляционном уровнях, причем основные принципы регуляции установлены как для нормальных, так и опухолевых клеток (см.обзор: Casero R.A. & Marton L.J. 2007. Nat.Rev.Drug Discov., 6, 373-390).

Рис. 1. Метаболизм полиаминов. 1- Аргиназа; 2- Аргининдекарбоксилаза; 3- Агматиназа; 4- декарбоксилаза 5-аденозилметионина; 5- Орнитин декарбоксилаза; 6- Спермидинсинтаза; 7- Сперминсинтаза; 8-Спермин/спермидии Л^'-ацетилтрансфераза; 9- Полиаминоксидаза; 10- Спермииоксидаза; 11-Дезоксигипузинсинтаза; 12- Гипузинсинтаза (дезоксигипузинмонооксигеназа); 13-Глутатионилспермидинсинтетаза; 14- Трипанотинсинтетаза. Превращения, характерные для млекопитающих (—>), бактерий (—>) и болезие-творных трипаиосоматидов (=>).

Создание избирательно действующих химических регуляторов активности ферментов метаболизма полиаминов представляет собой сложную, но перспективную задачу, поскольку

опухолевые клетки, в отличие от нормальных, имеют повышенный уровень полиаминов, и возможность получения препаратов, действующих на путях метаболизма полиаминов, служит хорошим стимулом для подобных исследований (Wallace Н.М. 2007. Expert.Opin.Pharmacother., 8, 2109-2116). Традиционно различают две фазы истощения пула полиаминов в клетке. Острый дефицит Spm и Spd обусловлен частичным снижением их внутриклеточной концентрации, что, в основном, сказывается на функциях, обусловленных взаимодействиями протонированных при физиологических значениях рН полиаминов с отрицательно заряженными макромолекулами и специфическими сайтами связывания. В этих условиях достаточно разнообразные аналоги Spm и Spd способны восстанавливать рост клеток. При хроническом дефиците полиаминов наблюю-дается практически полное истощение пула Spd, что делает невозможным жизненно важные превращения, происходящие с его участием. У эукариот выделяют, затрагиваемую в самую последнюю очередь, постгрансляционную модификацию фактора инициации трансляции 5А (eIF5A) (Рис. 1), а у трипаносоматидов - биосинтез трипанотиона (Рис. 1). Дезоксигипузинсин-таза обладает высокой субстратной специфичностью и в литературе описаны лишь два аналога Spd, которые являются донорами аминобутильного остатка - (5)-изомер 1-MeSpd (Hyvonen М.Т. et al. 2007. J.Biol.Chem., 282, 34700-34706) и 1/ис-1,8-диамино-5-азаокген-2 (Chattopadhyay М.К. et al. 2008. Proc.Nat.Acad.Sci.USA, 105. 6554-6559). Соответственно, использование этих соединений позволяет преодолевать хронический дефицит полиаминов в клетках млекопитающих, хотя возможность гидроксилирования Л^-0(«е-1-амипобутенил-2)-Л-лизина в третье положение химически совсем не очевидна.

Развитие и совершенствование методов избирательного регулирования внутриклеточного уровня полиаминов тесно связано с исследованием индивидуальных клеточных функций Spm и Spd. Относительно простым решением, позволяющим дискриминировать клеточные эффекты частично взаимозаменяемых Spm и Spd, может быть истощение внутриклеточного пула полиаминов и использование функционально-активных миметиков Spm и Spd неспособных к взаимопревращениям. Однако, такая достаточно очевидная задача требует неординарных решений, так как аналоги Spm/Spd в полной мере соответствующие вышеуказанным критериям неизвестны.

Мы предположили, что такие вещества могут быть найдены среди С-монометилирован-ных аналогов Spd, причем положение метальной группы, будет влиять на взаимодействие аналогов с ферментами метаболизма полиаминов, а также определять активность этих соединений в культуре клеток. В соответствии с этим, большая часть диссертационной работы посвящена синтезу не описанных ранее С-монометилированных аналогов Spd и Spm, включая и изомеры З-MeSpd, а также изучению биохимических свойств полученных производных - последнее выполнено совместно с зарубежными коллегами.

Гидроксиламин-содержащие ингибиторы ODC и AdoMetDC весьма эффективны in vitro по отношению к болезнетворным паразитам, вызывающих сонную болезнь, малярию и лейшма-

ниоз. Так 5-(5'-дезокси-5'-аденозил)-1-аминоокси-4-метансульфонилциклопентен-2 (IC50 0.9 мкМ) подавлял размножение T.brucei (Guo J.Q., et al. 1995. J.Med.Chem., 38, 1770-1777); 1-амиоок-си-3-аминопропан (АРА) в случае P.falciparum имел IC50 1 мкМ (DasGupta R., et al. 2005. Antimicrob.Agents Chemother., 49,2857-2864) и IC5o 5 мкМ в случае амастигот L.donovani (Singh S., et al. 2007. Antimicrob.Agents Chemother. 51, 528-534). Дважды протонированный при физиологических значениях pH 1-гуанидиноокси-З-аминопропан (GAPА) проникал в L.donovani, используя систему транспорта Put, (Singh S. et al. 2008. Biochem.Biophys.Res.Commun., 375, 168-172) и, в противоположность АРА, был активен (IC50 9 мкМ) даже в отношении форм паразита, устойчивых к широко используемому антилейшманиозному препарату Солюсурьмин®. Однако аминогруппа при первичном атоме углерода a priori предопределяет возможность легкого расщепления GAPA аминооксидазами. Поэтому в настоящей работе GAPA был трансформирован в 1-гуани-диноокси-3-аминобутан (Me-GAPA), который, подобно 1-метилированным полиаминам (Laka-nen J.R., et al. 1992. J.Med.Chem., 35. 724-734), должен обладать катаболической устойчивостью. Соответственно, одной из задач этого раздела работы был синтез неизвестных ранее Me-GAPA и изостерного ему 1-гуанидино-4-аминопентана (Me-Agm), что привело к необходимости разработки нового способа получения О-замещенных гидроксиламинов.

I. Новый метод синтеза функционально-замещенных эфиров гидроксиламина

Классические методы синтеза О-замещенных гидроксиламинов предусматривают алки-лирование jV-защищенных производных гидроксиламина алкилгалогенидами (Zeeh В. et al. 1971. In: Houben-Weyl. Methoden der Org.Chemie, 10/1. 1181-1201), но в ряде случаев для получения функционально-замещенных эфиров гидроксиламина удобнее исходить не из алкилгалогенидов, а из соответствующих спиртов, которые, как правило, более доступны. Использование фталоксима в реакции Мицунобу является наиболее распространенным способом получения эфиров гидроксиламина, исходя из спиртов (Hughes D.L. 1992. In: Organic Reactions, 42, 337-636). Однако, фталок-симная защита оптимальна лишь в тех случаях, когда защищенная аминооксигруппа вводится на одной из последних стадий синтеза и "функционализация" радикала не предусматривается. Такие ограничения связаны с легкостью раскрытия JV-алкоксифталимидного цикла, что делает невозможным даже замену галоида на меркаптогруппу (Bauer L. et al. 1963. J.Org.Chem., 28, 16041608) и позволяет удалять защиту алкиламинами и аммиаком (Maillard L.T., et al. 2005. J.Org.Chem. 70,6303-6312).

Алкилирование TV-защищенных производных гидроксиламина алкилсульфонатами является хорошей альтернативой реакции Мицунобу для получении эфиров гидроксиламинов. Однако такие примеры весьма немногочисленны- алкилирование фталоксима 2'-трифлатом 5',3'-защищенных нуклеозидов (Karpeisky A., et al. 1998. Tetrahedron Lett., 39, 1131-1134) и алкилирование jV-Вос-гидроксиламина незамещенными алкиловыми и аралкиловыми эфирами метансуль-фокислоты (Albrecht S., et al. 2006. Synthesis, 1635-1638).

Сравнение свойств фталильной, /ире/и-бутилоксикарбонильной и этоксиэтилиденовой защит аминооксигруппы показывает, что последняя из них позволяет проводить ши-рокий спектр превращений в радикале (РоШагс! Б., е1 а1. 2008. Ц.О^.СИет., 73, 983-991), а условия ее удаления мягким кислотным гидролизом таковы, что кислотолабильные ЛЛВос-аминогруппы не затрагиваются (Симонян А.Р. и соавт. 2006. Биоорган.Химия, 32, 643-650). Таким образом, по совокупности свойств этоксиэтилиденовая защита является оптимальной для синтеза эфиров гидроксиламина. Однако для получения О-замещенных гидроксиламинов, исходя из спиртов, этиловый эфир ацетгидроксимовой кислоты (оксииминоэфир) ранее не использовался. Поэтому представлялось вполне оправданным использовать алкилирование оксииминоэфира мезилатами спиртов для получения функционально-замещенных эфиров гидроксиламина.

На первом этапе работы методом 'Н-ЯМР-спектроскопии была проведена оценка скоростей реакций алкилирования Иа-соли оксииминоэфира (1) мезилатом н-бутанола (2) и мезилатом изопропанола (3) в сравнении с алкилированием оксииминоэфира н-бутилбромидом (4) (Схема 1). Все три реакции гладко приводили к искомым О-замещенным гидроксиламинам (5) и (6).

Схема 1.

^ ОН СН3(Жа/СН,ОН

(1)

+ а—х

Я- п-Ви; Х= ОМб Я= /*-Рг; Х=ОМэ 11= п-Ви; Х= Вг

N Я

(5): Я=я-Ви;

(6): 11= ;-Рг

Для определения скорости образования этоксиэтилиденового производного (5) (г'А 4 ч 30 мин) было использовано изменяющееся во времени соотношение хорошо разрешенных сигналов протонов =КОСН2-фуппы продукта реакции (5) и суммы частично перекрывающихся сигналов СНг-протонов этоксигрупп оксииминоэфира (1) и 1-(этоксиэтилиденаминоокси)-бутана (5) (Рис. 2А).

сд 13сцр-с(с11;>=!\он

сн3сц,о-с<сн5)=ыон +

<л1зсц20-асн,|-ь'0с,11, А

6 ч

«ФЮШСЦ,

С11)с11/)-с(сн1)-моа «СИЛ

=МОСЦ!СН)),

2 ч

20 ч

-I ч 45 мин 2 ч 15 мин

нсходныП оксишшноэфнр. и*«

4.30 «.'5 «ДО АМ «Д» ррга

Рис. 2. Накопление продуктов реакций алкилирования (фрагмент ЯМР-спектра) оксииминоэфира мезилатом н-бутанола (А) и мезилатом изопропанола (Б). Реакционная смесь (20°С) содержала 1 М С2Н5ОС(СНз)=М(Жа и 1 М н-ВиО-Мв (А) или 1 М /-РЮ-Мв (Б) в С0300.

Аналогично, изменение величины сигнала протона -С7/-группы 2-(этоксиэтилиденами-

ноокси)пропана (6) во времени (Рис. 2Б) было использовано для оценки скорости образования соединения (6). В этом случае г'Л составляет 22 ч. Таким образом, даже мезилат изопропанола алкилировал оксииминоэфир быстрее, чем н-бутилбромид (х'А 48 ч) - в последнем случае для завершения реакции требовалось нагревание.

На следующем этапе в реакцию с оксииминоэфиром были введены стерически затруднен-ненный мезилат циклогексанола и мезилаты ряда функционально-замещенных спиртов (Схема 2) В качестве исходных спиртов использовались коммерчески доступные 6-хлоргексанол-1, диэти-ловый эфир оксиметилфосфоновой кислоты и З-аминопропанол-1. З-Аминобутанол-1 был синтезирован восстановлением этилового эфира З-аминомасляной кислоты LÍAIH4/THF, а не описанный ранее 6-(этоксиэтилиденаминоокси)-гексанол-1 был получен алкилированием Na-co-ли оксииминоэфира 6-хлоргексанолом-1 в кипящем спирте с выходом 68%. Образование мезила-тов (7)-(12) проходило в стандартных условиях (Truce W.E. et al. 1968. J.Org.Chem., 33, 2261-2266) с выходами, близкими к количественным, что позволило использовать высококипящие производные (9) и (12)*' без выделения.

Схема 2.

R-O-Ms ---► -—- R-0-NH2-HCI

(7): R= Cyclohexyl; (13): R= Cyclohexyl; (19): R= Cyclohexyl;

(8): R= CbzNHCH2CH2CH2-; (14): R= CbzNHCH2CH2CH2-; (20): R= CbzNHCH2CH2CH2-;

(9): R= C2H5OC(CH3)=NO(CH2)5CH2-;(15): R= C2H5OC(CH3)=NO(CH2)5CH2-;(21): R= HCI'H2NO(CH2)5CH2-;

(10): R= BocNHCH(CH3)CH2CH2-; (16): R= BocNHCH(CH3)CH2CH2-; (22): R= HCI*H2NCH(CH3)CH2CH2-;

(11):R=CI(CH2)5CH2-; (17): R= CI(CH2)5CH2-; (23): R= CI(CH2)5CH2-

(12): R= (C2H5)2P(0)CH2 (18): R= (C2H5)2P(0)CH2

i- C2H5OC(CH3)=NONa/CH3OH; ¡i- HCl/H20

Алкилирование Na-соли оксииминоэфира (2 M раствор в МеОН или /-РЮН) мезилатами (7)-(12) проходило гладко и, в основном, заканчивалось за 16-48 ч (для мезилата (7) - за 7 сут) при 20°С. Промежуточные этоксиэтилиденовые производные (13)-(18) были выделены перегонкой или кристаллизацией, выходы составляли 70-95% (в случае соединения (13) - 58%, а для соединения (18) - 49%). Удаление этоксиэтилиденовой защиты мягким кислотным гидролизом привело к кристаллическим хлоргидратам (19)-(23) с выходами 85-95%.

Исходя из этоксиэтилиденового производного (16), был синтезирован неизвестный ранее 1-гуанидиноокси-З-аминобутан (Me-GAPA), представляющий собой a-метилированное производное GAPA (Схема 3), являющийся in vitro эффективным ингибитором размножения L.dono-vani. Ключевой стадией синтеза Me-GAPA (26) было избирательное удаление этоксиэтилиденовой защиты в присутствии ./V-Вос-аминогруппы, что достигалось обработкой соединения (16) 1.2 экв NaHSOí или, что удобнее, 0.75 экв H2SO4 в водном спирте в течение 3-5 мин.

1 Мезилат (12), в противоположность тозилату диэтилового эфира оксиметилфосфоновой кислоты, неустойчив во влажных бензоле и хлористом метилене.

Схема 3.

н н /у I Н

<27) " <28> Me-Agm (29) NH

H (10) H (16) I H (24)

H (25) N.Bqc NH Me-GAPA(26)

i- C2H5OC(CH3)=NONa/MeOH; iV- H2S04/H20/Me0H; Hi- Tf-Boc2-Guanidine; (V- HBr/AcOH; v- NaCN/DMSC)/40°C vi- LiAlH4/Et20/0°C.

Гидроксиламин (24) образовывался с количественным выходом и без выделения вводился в реакцию с трифлатом ди-Вос-гуанидина, что после удаления защитных групп привело к Ме-GAPA (26) с суммарным выходом 35%, считая на Вос-производное (16). Неизвестный ранее Me-Agm (29), представляющий собой изостер Me-GAPA (26), был приготовлен, исходя из мези-лата (10), который сначала был превращен в нитрил (27) (Схема 3). Восстановление цианогруп-пы LiAl[[4/Et20 при 0°С и гуанидинилирование образовавщегося Вос-диамина привело к три-Вос-производному (28). Последующее удаление Вос-защитных групп позволило получить Me-Agm (29) с суммарным выходом 48.5%, считая на мезилат (10).

Таким образом, было впервые показано, что алкилирование оксииминоэфира мезилатами разнообразных спиртов является удобным способом синтеза функционально-замещенных эфиров гидроксиламина, позволяющих получать данные соединения в препаративных количествах. Неизвестные ранее Me-GAPA и изостерный ему Me-Agm были синтезированы "мезилатным способом" с высокими суммарными выходами, исходя из метансульфоната N-(трет-бутилоксикарбонйл)-3-аминобутанола-1.

II. Синтез С-метилированных аналогов спермидина и их Д'-моноацетильных производных

Среди аналогов полиаминов особое место занимают гел/-диметильные производные Spm и Spd, а также 1-метилированные производные Spm и Spd. Некоторые из них представляют собой достаточно удачные миметики полиаминов. Так 1-MeSpd способен выполнять основные функции Spd in vitro и in vivo и эффективно предотвращает развитие острого панкреатита у SSAT-трансгенных крыс (Rasanen T.L., et al. 2002. J.Bioi.Chem., 277, 39867-39872). При этом эффективность взаимодействия 1-метилированных аналогов полиаминов с ферментами их метаболизма зависит от конфигурации хирального центра, поскольку ацетилполиаминооксидаза (АРАО), SMO и дезоксигипузинсинтаза (DHS) обладают стереоспецифичностью (Jarvinen A.J., et al. 2006. J.Med.Chem., 49, 399-406; Jarvinen A., et al. 2006. J.Bioi.Chem., 281(8), 4589-4595; Hyvonen M.T., et al. 2007. J.Bioi.Chem., 282. 34700-34706). (5)-изомер 1-MeSpd оказался способен преодолевать как

острый, так и хронической дефицит полиаминов в клетке, вызванный инкубацией клеток с ингибиторами биосинтеза полиаминов (Hyvonen М.Т., et al. 2007. J.Biol.Chem., 282. 34700-34706). Введение второй метальной группы в а-положение аналогов приводит к тому, что l,l-Me2Spd не является субстратом ферментов метаболизма полиаминов и способен восстанавливать рост клеток лишь с острым дефицитом полиаминов, т.е. выполняет лишь те функции Spd, для которых доминантной является правильное расположение трех протонированных при физиологическом значении рН аминогрупп. Подобными биохимическими свойствами обладают и другие гаи-диметильные производные Spd (Nagarajan S., et al. 1988. BiochemJ., 254.373-378).

Соответственно, можно было предположить, что и среди С-монометильных производных Spd, отличных от 1-Me-Spd, будут найдены субстраты ферментов метаболизма полиаминов, а биохимические свойства этих соединений будут определяться еще и положением метальной группы. Основываясь на этих соображений был осуществлен синтез системы неизвестных ранее С-метилированных аналогов Spd и их //'-Ас-производных (Рис 5). Rj R3

R2 R4

2-MeSpd: R2-CH3; R,=R3=R4=H

3-MeSpd: R3-CH3; Ri=R2=R4=II 8-MeSpd: R4CH3; R,=R2-R3=H

1,8-MeSpd: R|=R4-CH3; R2=R3=H

Рис. 5. Новые С-метилированные аналоги Spd и .V'-Ac-Spd.

Исходным соединением для получения 8-Me-Spd (37) и l,8-Me2Spd (38) (Схема 4) был Вос-нит-рил (27), промежуточное соединение в синтезе Me-Agm (29), описанный в предыдущем разделе. Для создания C-N-связи использовали нозилатный метод, хорошо зарекомендовавший себя в синтезах (R)- и (5)-изомеров 1-MeSpd и 1-MeSpm (Grigorenko N.A. et al, 2007, Tetrahedron, 63, 22572262). Соответственно, Вос-диамин (30) был превращен в Вос-нозилат (31), который в DMF реа-

Схема 4

(30)

VI Mil vilt I Н

NH2 « ЗНС1

Лг-Ас-2-MeSpd: Ri=CH3; R2-R3=H Л''-Ас-З-MeSpd: R2=CH3; R,-R3=H JV'-Ac-8-MeSpd: R3-CH3; R!=R2=H

/- LiAlH4/Et20/0°C;«- NsO/CH2Cl2/Et3N; Hi- (33)/DMF/K2COj/45°C или (34)/DMF/K2COj/45°C; /V PhSH/DMF/K2C03; v- LiBr/THF; vi- HCVEtOH; vii- H2/Pd/MeOH/AcOH; viii- HCl/MeOH.

гировал с Л'-СЬг-аминопропилбромидом (33), полученным из описанного в предыдущем разделе метансульфоната (18), или Лг-СЬг-аминобутилбромидом (34) (Схема 4). Затем, без выделения промежуточных тризащищенных 8-Ме5рс1 и 1,8-Мс2йрс1 нозильную защиту удаляли РЬЭН, а бис-защищенные 8-Ме8рс1 (35) и 1,8-Мв28рс1 (36) очищали колоночной хроматографией на ЭЮг. Последовательное удаление Вое- и СЬг-защитных групп НС1/ЕЮН и гидрогенолизом над Рс1-чернью привело к целевым 8-Мс8рс1 (37) и1,8-Ме25р(1 (38) с суммарными выходами 17% и 12%, соответственно на 8 стадий, считая на Вос-аминонитрил (27).

Первоначально мы планировали получать 2-Мс5р<1 и З-МсБрс! восстановлением легко доступных диаминонитрилов (41) и (42) водородом над №-Репея или РЮ2. Однако, в наших руках подобное превращение проходило неоднозначно, вследствие чего выделение 2-Ме8рс1 и 3-Ме8рс1, требовало многоэтапной очистки хроматографией на 8102 или АЬОз. Поэтому, основываясь на описанном выше успешном восстановлении Вос-нитрила (27) ЫА1Н4 в эфире при 0°С до Вос-диамина (30), нитрилы (41) и (42) были превращены в ди-Вос-нитрилы (43) и (44), которые и были гладко восстановлены до соответствующих аминов (45) и (46) (Схема 5). Ди-Вос-триамины (45) и (46) очищали колоночной хроматографией на и после удаления защитных групп искомые 2-Мс5рс1 (47) и З-МеБрс! (48) были получены с суммарными выходами 21%*' и 45%, соответственно.

1*1

Схема 5

Вое И,

Вос^

N Н

»2 Из

(39):Я, = СН3; Яг-Н (41):Я,= СН3;Я,=Н (43): Я, = СН,; Я2=Н

(40):Я,=Н;Я2=СН3 (42): Я,=Н; Я2=СН3 (44): Я,=Н; Я2=СН3

*ЗНС1

(45):КГ С1Ь;К2=11 ^ 2-МсХ[х1 (47); 1!|=С11,;К2=Н

(46): Я,=Н; Я2-С113 3-.Mt.Spd (48): Я, =Н; Я2=СН3

I- ЫН2(СН2)4ЫН2/ЕЮН/20°С->80°С; Й- Вос2ОЯНР; Ш- - Ь1А1Н4/Е120/-5°С; /V НС1/ЕЮН

Таким образом, неизвестные ранее 2-Мс5рс1 и 3-Ме8рс1 бьши синтезированы восстановлением соответствующих нитрилов, а для получения не описанных 8-Ме8рс1 и 1,8-Мс28рс1 было использовано алкилирование нозильных производных.

Однако, 12-ти стадийный, считая на этиловый эфир 3-аминомаслянной кислоты, из которого в 4 стадии было получено соединение (27), синтез Я-МеБрё безусловно требовал упрощения. Поэтому на следующем этапе для построения скелета 8-Ме8р<1 было использовано ал-

*) Условия присоединения пугресцина к метакрилонитрилу не оптимизировались и 8-амино-2-мегил-4-азаоктанит-рил (41) был получен лишь с 47% выходом, тогда как в аналогичных условиях присоединение пугресцина к крото-нонитрилу проходило с 85% выходом.

килирование избытка 1,3-диаминопропаиа соответствующим метансульфонатом (Схема 6). Исходным соединением служил 4-аминопентанол-1 (49), который был получен присоединением нитроэтана к этилакрилату с последующим одновременным восстановлением нитро- и сложно-эфирной групп LiAlRt (Elderfield R.C., et al. 1955. J.Am.Chem.Soc., 77, 4819-4822) и который, в отличие от большинства низших алифатических аминоспиртов, оказался трудно растворим в THF. Аминоспирт (49) был превращен в соответствующий jV-Cbz-мстансульфонат, которым алкили-ровали избыток 1,3-диаминопропана, и Cbz-триамин (51) выделяли колоночной хроматографией на Si02. Последующее удаление Cbz-группы каталитическим гидрированием над Pd-чернью привело к 8-MeSpd с суммарным выходом 34.5%, считая на 4-аминопентанол-1 (49).

Схема 6

(49):R-CH3 (51):R=CH3;R,-H 8-MeSpd (53): R= СН3; R,-H

(50): R=H (52): R=H; R,-CH3 2-MeSpd (41): R-H; R,=CH3

«- СЬгС1Л120ЛМаНС03; и- М5С1/С,|НЙ/Е1,Ы; ш- Н2М(СН2)3№1/ГНР для (53) и Н;ЫСП2С[1(СН),СП2КН2ЛГНР для (41); (V- Н2/Р<ШеОН/АсОН; V- НСТМеОП.

Мезилатный способ создания С-Ы-связи оказался удобным и для получения 2-MeSpd в 4 стадии, исходя из 4-аминобутанола-1 (50). Промежуточный СЪг-триамин (52) был приготовлен алкилированием избытка 2-метил-1,3-диаминопропана (Схема 6) мезилатом Л'-СЬг-аминобута-нола с высоким выходом, а последующее удаление защиты аминогруппы привело к 2-MeSpd с суммарным выходом 41%, считая на аминоспирт (50).

Синтез 3-MeSpd (Схема 7) был осуществлен, исходя из 4-аминобутанола-2 (54), который был превращен в соответствующий Вос-защищенный мезилат (55). Последний без выделения был использован для алкилирования избытка путресцина, гладко проходившего при 20°С, что привело к Вос-триамину (56), из которого и был получен целевой 3-MeSpd с суммарным выходом 31 %, считая на аминоспирт (54).

Схема 7

/- Вос,ОЯПР; II- М5С1/С,,П(/Гл3ГЧ; Ш- Н2М(СН2)4МН/ГНР; ¡V- Н2/Ра

Показано, что мезилатный способ создания С-И связи является универсальным для получения препаративных количеств неизвестных ранее С-метилированных аналогов Spd.

Неизвестные ранее ацетильные производные С-метилированных аналогов Spd были получены, исходя из ортогонально-защищенных промежуточных соединений в синтезах 2-MeSpd,

З-МеЭрё и 8-Ме8рс1. Так, Л'|-Лс-2-Ме5р(1 и Лг'-Ас-З-МеЗрс! были приготовлены из Ы,И-ди-Вос-триамина (57) и Л'-Вос-триамина (59), соответственно (Схема 8). Первое из них обрабатывали АсС1 в ТНБ и после удаления Вос-защитных групп получили //-Ас^-МеЯрё (58) с 66.4 % выходом, считая на соединение (57).

Схема 8

... ___-МН2 «2НС1

Н w'-Ac-i-Me-Spd (58)

Н ,

Л -Лс-3-Me-Spd (61)

i- AcCI/EtjN/THF; й- НС1/ЕЮН; iii- CbzCi/Et3N7TIIF; iV- H2/Pd/MeOH/AcOH.

Для получения jV'-Ac-3-MeSpd (Схема 8) исходный jV-Boc-триамин (59) сначала карбо-бензоксилировали по первичной и вторичной аминогруппам, а затем избирательно удаляли Вос-защитную группу, что приводило к ди-СЬг-триамину (60). В результате последующего ацетили-рования первичной аминогруппы и удаления Cbz-защитных групп был получен Af'-Ac-3-MeSpd (61) с выходом 36.9 %, считая на соединение (59).

Для получения jV'-Ac-8-MeSpd из Л^-СЬг-триамина (62) на первой стадии синтеза необходимо было дискриминировать первичную и вторичную аминогруппы (Схема 9). Для этого был использован салициловый альдегид, который количественно реагировал с первичной аминогруппой с образованием желтого салицилиденого производного, что позволило избирательно ввести Вос-защиту по вторичной аминогруппе и затем, обработав СНзОМН2-основанием, получить промежуточный тИ-Вос-Л^-СЬг-триамин (63) с высоким выходом, проведя все 3 стадии "one pot" (Схема 9). Ацетилирование первичной аминогруппы и последующее удаление Вое- и Cbz-защитных групп привели к целевому iV'-Ac-8-MeSpd (64) с выходом 46%, считая на Cbz-триамин (62).

Схема 9

(63)

^КН2.ЗНС1

Л'I-Ac-8-MeSpd (64)

I- о-С6Н4(ОН)СНО/ТНР; й- Вос20/ТНР; ш- МеОКП/ГНР; (V АсС1/Е(,ЫАГНР; V- Н2/РсР; п- НС1/ЕЮН

Таким образом, в дополнение к неизвестным ранее 2-MeSpd, 3-MeSpd, 8-MeSpd, 1,8-Me2Spd, бьши синтезированы не описанные в литературе Л'1-Ас-2-Ме8рё, Л^'-Ас-З-МеЗрё и Л?1-

Ac-8-MeSpd, необходимые для исследования ферментов метаболизма полиаминов и активности аналогов в культуре клеток.

III. З-Метилспермидин - новый метаболически устойчивый функционально-активный миметик спермидина

Исследование биохимических свойств С-метилированных аналогов Spd было начато с изучения их взаимодействия с SSAT, так как именно невозможность N] -ацетилирования является одним из основных факторов, определяющих катаболическую устойчивость аналога полиамина в клетке. Оказалось, что З-MeSpd, подобно 1-MeSpd (Lakanen J.R., et al. 1992. J.Med.Chem., 35, 724-734), практически не проявляет субстратных свойств в спермин/спермидин-JV1-ацетил-трансферазной реакции. Включение [14С]-Ас-группы в З-MeSpd было лишь ~в 3 раза лучше, чем в случае 1-MeSpd (Рис.3). Следует отметить, что З-MeSpd оказался неплохим ингибитором SSAT (К,- 50 мкМ), а 2-MeSpd и 8-MeSpd были субстратами SSAT (данные не приведены). Следовательно, перемещение метальной группы даже на одно положение кардинально сказывается на взаимодействии аналога с ферментом.

Рис.3. Включение [иС]-ацетильной группы Ас-СоА в Spd, 1-MeSpd и З-MeSpd, катализируемое спер-мин/спермидин-Л'1-ацетилтрансферазой (SSAT) в зависимости от количества фермента.

Исследование взаимодействия З-MeSpd с клетками DU145 проводилось в присутствии аминогуанидина (AG) - ингибитора сывороточных аминоококсидаз, предотвращающего неспецифическую деградацию Spd в среде. З-MeSpd эффективно проникал в клетки, конкурируя за транспорт со Spd (данные не приведены), а его внутриклеточное содержание было сравнимо с таковым для 1-MeSpd и Spd (Табл. 1). Оба аналога снижали уровень Put и Spd в клетках DU145, а влияние З-MeSpd на уровень Spm сопоставимо с эффектом собственно Spd, но заметно слабее, чем у 1-MeSpd (Табл. 1). Последнее может быть связано с тем, что в клетках DU145 около 20% 1-MeSpd превращается в 1-MeSpm, являющийся метаболически компетентным аналогом Spm. Анализ внутриклеточного пула полиаминов показал, что в клетках DU145

*) совместно с Dr. M.Hyvonen, Dr. T.Keinancn и Prof. J.Vepsalainen (University of Eastern Finland, Kuopio)

1 9ÜOO-

3 7000-

5000-

3000-

0.25 / 0.5/1.0/2.0 2.0/10.0/20.0 . НГ SSAT

3-MeSpm не образовывался (Табл. 1), т.е. 3- MeSpd был метаболитически устойчив, тогда как 2-MeSpd и 8-MeSpd эффективно превращались в соответствующие аналоги Spm (данные не приведены). Более того, 3-MeSpd, подобно 1-MeSpd (этот аналог выполняет основные функции Spd не только in vitro, но и in vivó), восстанавливал рост клеток DU145 с пониженным в результате 72 ч инкубации с а-дифторметилорнитином (DFMO) содержанием Put и Spd (Табл. 1).

Табл. 1. Влияние аналогов на рост клеток ОШ45 и внутриклеточное содержание полиаминов.

Рост Содержание полиаминов в клетках

Клетки DU145 клеток Put Spd Spm MeSpd MeSpm

(%) (пклюлъ/106 клеток)

AG 100 ±4 93 ±25 1065 ±58 1513 + 78

AG+Spd 94 ±3 48 ±21 2416±103 976 ± 36

AG+1-MeSpd 97 ±3 34 ± 14 115 ± 12 549 ± 20 3053 ±47 858 ±95

AG+3-MeSpd 101 ±4 20 ±4 136 ± 14 1026 ±59 3030±160 n.d.

AG+DFMO 49 ±2 59 ±25 55 ±6 1197 ±57

AG+DFMO+Spd 89 ±4 35 ±3 2567±196 831 ±21

AG+DFMO+1-MeSpd 86 ±4 21 ±2 47 ±5 246 ± 26 4223 ± 509 959±119

AG+DFMO+3-MeSpd 91 ±5 18 ± 1 n.d. 486 ±36 5131±159 n.d.

Клетки выращивали 72 ч в присутствии I мМ АО, 0.1 мМ Эрс1, или 0.1 мМ 1 -Ярс1, или 0.1 мМ 3-Яр(1 в присутствии 5 мМ ПКМО, или без него. п.с]. - не детектируется

Таким образом, З-MeSpd представляет собой первый метаболически устойчивый функционально-активный миметик Spd, что делает его весьма перспективным инструментом для исследования индивидуальных клеточных функций легко взаимопревращающихся Spm и Spd.

IV. L.donovani: структурные аспекты узнавания метилированных аналогов спермидина в качестве природного полиамииа *'

Вызываемые болезнетворными трипаносоматидами заболевания, такие как лейшманиоз, малярия, сонная болезнь и т.п. весьма широко распространены в странах "третьего мира", а наиболее крупные очаги лейшманиоза расположены преимущественно на территории Индии и Пакистана. Солюсурьмин® (сурьмяная кислота, этерифицированная двумя молекулами глюконата натрия) является одним из основных средств терапии лейшманиоза. Од-нако, многолетнее и успешное использование этого препарата привело к возникновению резистентных форм L.donovani, что сделало поиск новых метаболических мишеней, перспективных для создания лекарственных средств еще более актуальным (Croft S.L., et al. 2006. Clin.Microbiol. Rev., 19, 111-126). Биогенные полиамины Put и Spd (Spm, как правило, отсутствует у протозой-ных паразитов) совершенно необходимы для жизненного цикла L.donovani, что послужило рациональной основой для изучения антилейшманиозной активности ингибиторов ферментов биосинтеза Put и Spd (см.обзор: Birkholtz L-M., et al. 2011. Biochem.J., 438, 229-244). Одним из недостатков большинства из этих ингибиторов является невысокая селективность, приводящая к истощению пула полиаминов не только в L.donovani, но и в клетках хозяина. Возможным реше-

*) совместно Prof. R.Madhubala (J.Nehru University of New Delhi, India)

этой проблемы может быть использование веществ, избирательно ингибирующих ферменты паразита и при этом малоактивных по отношению к соответствующим ферментам хозяина, или ингибиторов, избирательно доставляемых в L.donovani. Однако соединения, полностью соответствующие этим критериям, до настоящего времени неизвестны (см.обзор: Romero E.L. & Maria Jose Morilla M.J. 2008. Expert Opin.Drug Deliv., 5, 805-823). Одна из альтернатив состоит в создании аналогов Spd, способных выполнять основные функции полиаминов в организме хозяина, но при этом не поддерживающих рост L.donovani с истощенным пулом Put и Spd, т.е. получение оригинальных антидотов полиаминной природы.

Синтезированные в Разделе II С-метилированные аналоги Spd обладают весьма умеренной токсичностью в отношении L.donovani (Табл. 2). Так как a priori трудно предсказать, какие из четырех С-метилированных производных Spd окажутся субстратами ферментов биосинтеза трипанотиона (Л^',Л'8-бг(с(глутатионил)спермидин, см. Рис.1), обеспечивающего, в том числе, и защиту паразита от активных форм кислорода, то сначала мы исследовали возможность восстановления роста промастигот L.donovani, обработанных GAP А, т.е. в тех условиях, когда внутриклеточное содержание Spd понижено, а уровень трипанотиона мало отличается от контрольного (Singh S., et al. 2008. Biochem.Biophys.Res. Commun., 375. 168-172).

Табл. 2. Ингибирование роста промастигот L.donovani С-метилированными аналогами спермидина

С-метилированные аналоги Spd IC50, мМ

1-MeSpd 0.9 ±0.02

2-MeSpd 0.26 ± 0.03

3-MeSpd 0.7 ±0.07

8-MeSpd 0.6 ±0.05

Оказалось, что из всех аналогов Spd лишь 2-MeSpd восстанавливал рост L.donovani (Рис. 4). Восстановление роста было неполным, по-видимому, из-за того, что использованная концентрация 2-MeSpd составляла ~ Уг от IC50. Напротив, остальные аналоги Spd, включая и 1-MeSpd, взятые в концентрациях, соответствующих = у2 от их IC50, не восстанавливали рост L.donovani с пониженным уровнем Spd, но с практически нормальным содержанием трипанотиона (Рис. 4). Вызываемое АРА ингибирование роста промастигот L.donovani приводило к снижению не только уровня Put и Spd, но и к значительному падению внутриклеточного содержания трипанотиона (Singh S. et al. 2007. Antimicrob.Agents.Chemother. 51, 528-534). В этом случае 3-MeSpd, 8-MeSpd и (5)-изомер 1-MeSpd, как и в случае промастигот L.donovani, обработанных GAPA, не восстанавливали рост L.donovani, тогда как 2-MeSpd был весьма эффективен (данные не приведены). Таким образом, возникли косвенные указания на возможность биосинтеза функционально-активного аналога трипанотиона из 2-MeSpd.

Рис. 4. Восстановление роста промастигот L.donovani С-метилированными аналогами спермидина. Внутриклеточное содержание Put и Spd снижено при помощи GAPA. -*- контроль (1); —GAPA 40 мкМ + 2-MeSpd (0.1 мМ) (2); GAPA 40 мкМ (3); * GAPA 40 мкМ + 1-MeSpd (0.45 мМ) (4); GAPA 40 мкМ + 3-MeSpd (0.35 мМ) (5); — GAPA 40 мкМ + 8-MeSpd (0.3 мМ) (6).

Поскольку (5)-изомер 1 -MeSpd заменяет Spd in vivo и in vitro, но не поддерживает рост L.donovani с истощенным пулом Spd, то этот аналог можно рассматривать в качестве первого антидота полиаминной природы, пригодного для совместного использования с ингибиторами биосинтеза полиаминов при терапии лейшманиоза в системе хозяин-патоген.

V. Синтез R- и ^-изомеров 3-метилспермидина

Рацемические С-метилированные аналоги Spd восстанавливали рост клеток DU145 с острым дефицитом полиаминов, вызванным инкубацией клеток с DFMO в течение 3 сут (Рис. 5). Однако при хроническом дефиците Spd, т.е. при инкубации клеток с DFMO в течение 12 сут и более, З-MeSpd, в противоположность 1- и 2-MeSpd, был неактивен (Рис. 5), хотя in vitro все три аналога были субстратами дезоксигипузинсинтазы (DHS) (Табл. 3).

□ 3 сут Шбсут ■ 12 сут ■ 18 сут

+ + 4-

О а а

Рис. 5. Способность С-метилированных аналогов Spd (100 мкМ) поддерживать рост клеток ОШ45 с истощенным в результате инкубации с ЭРМО (5 мМ) пулом полиаминов. «Э» - ОРМО.

Возможное объяснение подобных различий может быть связано с тем, что лишь один из стереоизомеров З-МеБрс! является субстратом дезоксигипузинсинтазы, но этот стереоизомер не проникает в клетки ОШ45. Подобное предположение основано на стереоспецифичности фермента, показанной для (Я)- и (5)-изомеров 1-Ме8р<1 (Табл. 3), а также на способности системы транспорта полиаминов дискриминировать стереоизомеры 1-МеЗр(1 (Нууопеп М.Т. е1 а1. 2009. ВюсИетЛ, 422(2). 321-328). Однако (Л)- и (5)-изомеры З-МеБрс! неизвестны и поэтому для проверки этой гипотезы мы осуществили их синтез.

Табл. 3 Субстратные свойства метилированных аналогов Эре! в дезоксигипузинсинтазной реакции

вра (Я)-1-Ме8р(1 СУМ-мевра 2-Ме8р<1 З-Меврс!

Активность ОН8 100% 16.66% 87.5% 40% 30%

Исходными соединениями в синтезе (К)- и (5)-изомеров З-МеБрё служили коммерчески доступные (Я)- и (ф-аланинолы, из которых через метансульфонаты ЛГ-(третя-бутилоксикарбо-нил)-2-аминопропанола-1 с высоким выходом были приготовлены нитрилы Л'-(т/>ет-бутилок-сикарбонил)-3-аминомасляной кислоты (65) и (66), соответственно (Схема 10). Восстановление нитрилов (65) и (66) 1лА1Н4 в эфире при 0°С гладко приводило к Л^3-Вос-1,3-диаминобутанам (67) и (68).

Схема 10

Вое- -- Вос^ , ______ _

(65): (А)-изомер Н (67): (Д>нзомер

(66): (5)-изомер (68): (5)-нзомер

Н2Ы — N -' N N --

(69): (Я)-изомер Н Н Н

(70): (£)-изомер (71): («)-из<шер

(72): (5)-нзомер

-д- ^ "н------

(73): (Д)-изомер (75): №)-изомер

(74): (5>изомер (76): ОЧ-изомер

/- Вос20/ТНР; II- Мва/СбН^зЫ;!'«- НаС№ОМ50/40°С; IV- иА1Н4/Е120/-5°С; СЬгСШзКЯНР; п- НС1/ЕЮН/Н20; га- №С1'СН2С12/Е(,Ы; ий- 1(СН2)4ЫРМ)МР/К2С03; Ы- РЬ8Н/ВМР/К2С03;л:- ЫгН^ЮН/Д; XI- Н2/РЛ'МеОШЛсОН; хи- НС1/МеОН

Последующее карбобензоксилирование свободной аминогруппы и избирательное удаление Вос-группы действием НС1/ЕЮН позволило получить ключевые интермедиаты - №'-СЬг-1,3-диаминобутаны (69) и (70), из которых были синтезированы соответствующие нозилаты (71) и (72). Алкилирование соединений (71) и (72) Л'-(4-йодбутил)-фталимидом в БМР и последующее удаление нозильной защиты без выделения промежуточного тризащищенного Эре! с высоким выходом привело к ТУ'-СЬг-Л^-фталоил-триаминам (73) и (74), которые очищали хроматографи-

ей на БЮг. Последовательным удалением РЫ- и СЬг-групп гидразинолизом и каталитическим гидрированием над РсЬчернью были получены целевые неизвестные ранее (Я)- и (5)-изомеры 3-МеБрс! (75) и (76) с суммарными выходами 30 % и 25 %, считая на (/?)- и (5)-аданинолы.

VI. Синтез 2-метилспермина, 2,2-диметилспермина и 2,11-диметилспермина

Полиамин-опосредованная индукция биосинтеза небольшого белка антизима (А2) является одним из основных механизмов поддержания гомеостаза Брт и Брё в клетке. КЪ регулирует транспорт полиаминов в клетки, а также, имея высокое сродство к СЮС, вызывает диссоциацию фермента на субъединицы и обеспечивает их доставку в 26Б протеосомы. Соответственно, инкубация клеток с полиаминами и подавляющим большинством их аналогов и производных*' приводит к снижению внутриклеточной активности СЮС. Однако, инкубация клеток ЬЬ' 145 с 2-Ме5р<1, в противоположность Брс1 и другим его С-метилированным аналогам, практически не вызывала снижения активности ОИС (Табл. 4), что было совершенно неожиданным.

Табл. 4. Влияние С-метилированными аналогами Эре! (100 мкМ) на активность орнитиндекарбоксилазы в клетках ЭШ45 (24 ч инкубации с аналогами).

Контроль 1-MeSpd 2-MeSpd 3-MeSpd 8-MeSpd

Активность ODC (пмоль/мкг ДНК) 29.3±1.4 4.3±0.3 21.7±1.4 8.8±0.3 4.7±0.5

Оказалось, что эти свойства 2-MeSpd связаны с его неспособностью (по данным Western blotting) индуцировать биосинтез AZ в клетке, причем аналогично действовал и 2,2-Me2Spd (данные любезно предоставлены Dr. М. Hyvonen, University of Eastern Finland, Kuopio). Образование активного AZ возможно лишь после Spm/Spd индуцированного +1 сдвига рамки считывания мРНК AZ (Kurain L., et al. 2011. Nature, 477, 490-494). Для исследования влияния 2-MeSpd на собственно сдвиг рамки считывания были использованы мутанты Saccharomices cerivisiae, в которых ген люциферазы находился под контролем промотора AZ. Оказалось, что 2-MeSpd, в отличие от 1-MeSpd, не индуцирует биосинтез люциферазы, т.е. не способен вызывать +1 сдвиг рамки считывания (данные любезно предоставлены Dr. H.M.Wallace, University of Aberdeen, Scotland, UK).

Соответственно, 2-MeSpd представляет собой первый функционально-активный миметик Spd, который, проникая в клетки, не способен индуцировать +1 сдвиг рамки считывания мРНК антизима, необходимый для биосинтеза функционально-активного белка.

Поэтому для выяснения вклада метальных заместителей во втором положении молекулы

*) Исключение составляют 1,2-бис-(2,6-диаза-1-октил)-циклопентан (Mitchell J.L. et al. 2002. Biochem.J., 366. 663671) и N1 J^l12-дпэткл-SpmTnen (Weisell J. et al. 2010. J.Med.Chem., 53(15), 5738-5748), которые в отличие от 2-MeSpd, не способны поддерживать рост клеток с истощенным пулом полиаминов, т.е. не являются функционально-активными мимегиками Spm.

полиамина в индукцию биосинтеза А2 в дополнение к 2-Мс5рс1 бьши получены неизвестные ранее 1,12-диамино-2-метил-4,9-диазадодекан (2-Ме5рш), 1,12-диамино-2,2-диметил-4,9-диаза-додекан (2,2-Ме28рт) и 1,12-диамино-2,11-диметил-4,9-диазадодекан (2,1 ЬМсгЗрт).

Целевые 2-МсЗрт и 2,2-Ме28рт были синтезированы последовательным наращиванием аминометиленовой цепи, алкилируя избыток аминов мезилатами соответствующих спиртов (Схема 11). Исходным соединением служил метансульфонат Лг-(бензилоксикарбонил)-3-амино-пропанола-1 (8), который использовался в Разделе I для алкилирования оксииминоэфира и в разделе II для синтеза 8-Ме8рс1. Взаимодействие избытка 4-аминобутанола-1 с метансульфона-том (8) в ТИБ гладко приводило к Л^-СЬг-диаминоспирту (77), который карбобензоксилировали по вторичной аминогруппе и затем превращали в метансульфонат (78), являющийся ключевым интермедиатом в синтезах и 2-Ме5рш, и 2,2-Ме2-8рт. Алкилирование избытка коммерчески доступных 2-метил-1,3-диаминопропана или 2,2-диметил-1,3-диаминопропанана мезилатом (78) в ЮТ гладко приводило к Дг/с-СЬг-тетраамипам (79) и (80), соответственно, которые выделяли колоночной хроматографией на 8Ю2. Последующее удаление СЬг-групп позволило получить искомые 2-Ме5рт (81) и 2,2-Ме28рт (82) в виде хорошо кристаллизующихся тетрагидрохлори-дов с суммарными выходами 39.4 и 30.4 %, соответственно, считая на мезилат (8).

Схема И

V, VI

4HCI»H2N

Cbz.

(8)

(77)

4НС1* H2N

i- NH2(CH2)30№THF; ii- CbzCL'NaHCOj/UjO.THF; iii- MsCVQHs/EtjN; iv- NH2CH2CH(CH3)CH2NH2^HF; v- H2/Pd/AcOH/MeOH; vi- HCI/MeOH; vil- NH2CH2C(CH3)2CH2NH2/THF.

Первоначально, для получения 2,1 l-Me2Spm мы планировали использовать восстановление достаточно легкодоступного 3,10-диметил-4,9-диазадодекадинитрила водородом над РЮ2 или Ni-Ренея. Однако, учитывая трудности, возникшие при выделении и очистке 2-MeSpd, полученного восстановлением 2-метил-8-амино-4-азаоктаннитрила (41) водородом над РЮ2 или Ni-Ренея (см. Раздел II), и основываясь на гладко протекающем восстановлении (шрет-бутилоксикарбонил)-2-метил-8-амино-4-азаоктанитрила (43) LÍAIH4 в эфире при 0+-5°С, (см. Раздел II) в качестве основного интермедиата для получения 2,ll-Me2Spm, был использован N*¿f-6uc-(mpem-6ymnoKCHKap6oiiwi)-2,l 1-диметил-4,9-диазадодекадинитрил (Схема 12). Оказалось, что ди-Вос-динитрил (83) плохо растворим в эфире, а проведение восстановления LÍAIH4 в THF при 0+-5°С сопровождалось элиминированием метакрилонитрила. Соответствен-

но, после удаления Вос-защитных групп и кристаллизации были получены в примерно равных количествах тетрахлоргидрат 2,1 [-Мег-Эрт (84) с суммарным выходом 3.5%, считая на метак-

Схема 12

¡- ЫН2(СН2)4МН2/ЕЮН/20°С-.80°С; и- СН2С(СНз)С№ЕЮН/20°С-.80°С; ш- Вос2ОЯНР; (V ЫА1Н4/ТНР/-5°С; у-НС1/ЕЮН/Н20.

рилонитрил*' и трихлоргидрат 2-Ме8рс1.

Синтезированные в этом разделе неизвестные ранее 2-МсЗрт, 2,2-Ме28рт и 2,11-МегБрт, в сочетании с 2-Мс5рс1 (см Раздел II) представляют собой ценные инструменты исследования молекулярных механизмов индукции биосинтеза антизима.

VII. Синтез нового ингибитора сперминоксидазы

Флавин-зависимая сперминоксидаза (SMO, см. Рис.1), которая наряду с SSAT является, ключевым ферментом катаболизма Spm, была обнаружена в животных клетках около 10 лет назад (Wang Y., et al. 2001. Canser.Res., 61, 5370-5373). Для этого фермента известен лишь один достаточно эффективный (IC50 10"7 М) ингибитор - г/ис-3,8,13,18,23,28,33,38,43,48-декаазапент-аконтен-25 (Devereux W., et al. 2003. Cancer.Chem.Pharm., 52, 383-390) механизм действия которого не исследован. Проведенное нами изучение взаимодействия С-метилированных аналогов Spd с

Табл. 5. Взаимодействие 2-MeSpd (100 мкМ) и Spd (100 мкМ) с АР АО в присутствии или без 5 мМ бенз-альдегида (БА)

Spd с БА 1-MeSpd + БА 2-MeSpd + БА 2-MeSpd без БА

Активность АРАО 100% 26.32% 268.43% 18.4%

ацетилполиаминооксидазой (АРАО) показало, что в присутствии бензальдегида**' фермент расщепляет 2-Me-Spd даже эффективнее, чем Spd (Табл. 5). Более того, даже в отсутствие бенз-альдегида 2-MeSpd проявлял слабые субстратные свойства, тогда как Spd вовсе не претерпевал окислительного расщепления (Табл. 5). Основываясь на этих данных и учитывая сходства SMO- и АРАО-оксидазных реакций, мы синтезировали неизвестный ранее 1,12-диамино-2,11-б«с-метилиден-4,9-диазадодекан (2,11-Met2Spm), который может оказаться фермент-активируе-мым ингибитором SMO или претерпевать субстратоподобное расщепление (Рис. 7). Исходным

*) См. примечание на стр. 13

**) В присутствии ароматических альдегидов АРАО эффективно расщепляет и неацетилированный Spd (Holtta Е., 1977, Biochemistry, 16, 91-100; Jarvinen A., et al. 2006. J.BiolChem., 281, 4589-4595).

Н2М

ПГи-

Н2И

Субстратоподобное расщепление

Ингцбирояание БМО

Рис. 7. Предполагаемый механизм взаимодействия 2,1 ЬМйгЭрт со сперминоксидазой

соединением в синтезе 2,1 ЬМ^гБрт (88) был 3-хлор-2-хлорметилпропен-1, из которого в условиях реакции Габриэля был приготовлен №(фталоил)-3-амино-2-хлорметилпропен-1 (85). Ал-килирование бис-№-Рт аллилхлоридом (85) и последующее удаления нозильной защиты РЬЭН привело к ^1гЛг12-бмс-(фталоил)-1,12-диамино-2,11-6ис-(метилиден)-4,9-диазадодекану (86), который вьщеляли колоночной хроматографией на БЮг (Схема 13). Затем соединение (86) превращали в ди-Вос-производное, что позволило после удаления фталильных защит гидразинолизом легко очистить ди-Вос-тетрамин (87) колоночной хроматографией на БЮг.

Схема 13

^2>4НС1

2,11-Мс|,Хрт(88)

I- РМЫКЛ5МН; й- №2РШ/ОМР/К2СОз; ш- РЬЗН/ОМР/К2СО,; IV- ЫгН^ЕЮН/Д; V- НС1/МеОН Последующая обработка соединения (87) НС1/ЕЮН привела к хорошо кристаллизующемуся тетрагидрохлориду 2,11 -М^гБрш (88), обладающего аномальной хроматографической подвижностю (Д/0.53 в системе диоксан-25% ЫП4ОП, 7:3) по сравнению с 2,11 -Ме25рт (Д/0.19 в той же системе). Неизвестный ранее 2,1 ЬМ^Эрт (88) был получен с суммарным выходом 18.8%, считая на исходный фталимид калия. Это производное Брт представляет безусловный интерес для изучения механизма действия и ингибирования сперминоксидазы.

Выводы

1. Предложен удобный способ синтеза биологически-активных О-замещенных гидроксилами-нов, заключающийся в апкилировании оксииминоэфира мезилатами спиртов. Синтезирован ряд функционально-замещенных эфиров гидроксиламина, включая неизвестный ранее 1-гуанидиноокси-3-аминобутан (Me-GAPA). Получен не описанный ранее 1-гуанидино-4-ами-нопентан, являющийся изостером Me-GAPA.

2. Для исследования клеточных функций Spd и ферментов его метаболизма предложено использовать систему не описанных ранее С-монометилированных производных Spd и JV'-Ac-Spd, для получения которых были разработаны оригинальные схемы синтезов. Синтезированы неизвестные ранее рацемические 2-MeSpd, 3-MeSpd, 8-MeSpd, l,8-Me2Spd, а также N1-Ac-2-MeSpd, У-Ас-3-MeSpd, Af'-Ac-8-McSpd.

3. Осуществлен синтез не описанных ранее (R)- и (5)-изомеров 3-MeSpd.

4. Впервые показано, что биохимические свойства С-монометилированных аналогов Spd определяются положением метильной группы. Так 3-MeSpd оказался новым метаболически-устойчивым функционально-активным миметиком Spd (2- и 8-MeSpd метаболизиро-вали в клетке до соответствующих аналогов Spm), что открывает новые возможности для исследования клеточных функций легко взаимопревращающихся Spm и Spd.

5. Показано, что из всех синтезированных монометильных аналогов Spd, лишь 2-MeSpd способен восстанавливать рост L.donovani с истощенным пулом полиаминов, что позволяет рассматривать 1-MeSpd, выполняющий функции Spd in vitro и in vivo, в качестве первого антидота полиаминной природы пригодного для совместного использования с ингибиторами биосинтеза полиаминов при терапии лейшманиоза в системе хозяин-паразит.

6. Для изучения механизмов Spm/Spd-опосредованной регуляции биосинтеза антизима, обеспечивающего поддержание гомеостаза полиаминов в клетке, синтезирован набор неизвестных ранее 2-метилированных производных Spm - 2-MeSpm, 2,2-Me2Spm и 2,1 l-Me2Spm.

7. Основываясь на результатах взаимодействия 2-MeSpd с ацетилполиаминооксидазой, синтезирован неизвестный ранее 2,11-бмс-метилиден-5рт - потенциальный фермент-активируе-мый ингибитор сперминоксидазы.

Основное содержание работы отражено в следующих статьях:

1. Khomutov М.А.. Mandal S., Weisell J., Saxena N., Simonian A.R., Vepsalainen J., Madhubala R., Kochetkov S.N. "Novel convenient synthesis of biologically active esters of hydroxylamine".

Amino Acids., Щ2), 509-517 (2010).

2. Хомутов M.A.. Хивонен M.T., Симонян A.P., Вепсалайнен И., Алхонен JI., Кочетков С.Н., Кейнанен Т.А. "Новый метаболически устойчивый функционально-активный миметик спер-мидина". Биоорган.хгтия, 37(2). 253-258 (2011).

3. Hyvonen М.Т., Keinanen Т.А. Khomutov М.. Simonian A., Weisell J., Kochetkov S.N., Vepsalainen J., Alhonen L., Khomutov A.R. "The use of novel C-methylated spermidine derivatives to investigate the regulation of polyamine metabolism". J.Med.Chem., 54(13), 4611-4618(2011).

4. Мандал С., Хомутов M.A.. Симонян А.Р., Кочетков С.Н., Мадхубала P. "Leishmania donovani: Структурные аспекты узнавания С-метилированных аналогов спермидина в качестве при-родного полиамина". Мол.биология, 45(4). 673-678 (2011).

Тезисы докладов:

5. Simonian A.R., Khomutov М.А.. Weisell J., Soininen P., Vepsalainen J. "Syntheses of novel hydroxylamine containing derivatives of agmatine and GC7". Abstracts of International Conference "Polyamines: Forty years of mammalian ornithine decarboxylase". June 26-30, 2008. Kuopio, Finland, p. 26.

6. Khomutov M.. Weisell J., Simonian A., Vepsalainen J. "Novel convenient synthesis of biologically active esters of hydroxylamine". Amino Acids, 37 (Suppl. 1), S52 (2009). Abstracts of 11th International Congress on Amino Acids, Peptides and Proteins. August, 03-07, 2009. Vienna, Austria.

7. Khomutov M.. Hyvonen M., Weisell J., Simonian A., Alhonen L., Vepsalainen J., and Keinanen T. "Novel methylated derivatives of spermidine and jV'-acctylspermidine". Abstracts of 2nd International Conference on the "Role of Polyamines and their Analogs in Cancer and other Diseases". December 01-06, 2010. Tivoli (Rome), Italy, p. 153.

8. Khomutov M.. Simonian A., Weisell J., Hyvonen M., Alhonen L., Keinanen Т., Vepsalainen J., Kochetkov S. "Novel C-methylated derivatives of spermine and JV'-acetylspermidine". Polyamine Gordon Research Conferences, June 18-24, 2011. Waterville Valley, NH, USA.

Заказ № 98-П/10/2012 Подписано в печать 10.10.2012 Тираж 100 экз. Усл. п.л.1,25

"Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 www.cfr.ru; е-таИ:info@cfr.ru

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Хомутов, Максим Алексеевич

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Зарядодефицитные аналоги декарбоксилированного-£-аденозилметионнна, спермина, спермидина и путрссцина для исследования ферментов метаболизма полиаминов

Гидроксиламин-содержащие аналоги декарбоксилированного 5-аденозилметионина

Гидроксиламин-содержащие аналоги путресцина

Гидроксиламин-содержащие аналоги спермина и спермидина

Взаимодействие аминооксианалогов путресцина, спермина и спермидина с ферментами метаболизма полиаминов

Ингибиторы спермин/спермидин уУ'-ацетилтрансферазы на основе стабильных аналогов бисубстратного комплекса

Окса-аналоги спермина и спремидина

Взаимодействие аминооксианалогов полиаминов с нуклеиновыми кислотами

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Применение О-замещенных гидроксиламинов в биоорганической химии и биохимии

Алкилирование оксииминоэфира метансульфонатами спиртов

Синтез неизвестных ранее 3-метилагматина и его гидроксиламин-содержащего аналога

Синтез С-метилированных аналогов спермидина и их ТУ1-моноацетильных производных

З-Метилспермидин - новый метаболически устойчивый функционально-активный миметик спермидина

Ь.с1опоуат: структурные аспекты узнавания метилированных аналогов спермидина в качестве природного полиамина

Синтез Я- и 5-изомеров 3-метилспермидина

Синтез 2-метилспермина, 2,2-диметилспермина и 2,11 - диметилспермина

Синтез нового ингибитора сперминоксидазы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

5. ВЫВОДЫ

Заключение Диссертация по теме "Молекулярная биология", Хомутов, Максим Алексеевич

Выводы

1. Предложен удобный способ синтеза биологически-активных 0-замещенных гидроксиламинов, заключающийся в алкилировании оксииминоофира мезилатами спиртов. Синтезирован ряд функционально-замещенных эфиров гидроксиламина, включая неизвестный ранее 1-гуанидиноокси-З-аминобутан (Me-GAPA). Получен не описанный ранее 1-гуанидино-4-аминопентан, являющийся изостером Me-GAPA.

2. Для исследования клеточных функций Spd и ферментов его метаболизма предложено использовать систему не описанных ранее С-монометилированных производных Spd и i^-Ac-Spd, для получения которых были разработаны оригинальные схемы синтезов. Синтезированы неизвестные ранее рацемические 2-MeSpd, 3-MeSpd, 8-MeSpd, 1,8-Me2Spd, а также iV'-Ac-2-MeSpd, V-Ac-3-MeSpd, yV'-Ac-8-MeSpd.

3. Осуществлен синтез не описанных ранее (R)- и (5)-изомеров 3-MeSpd.

4. Впервые показано, что биохимические свойства С-монометилированных аналогов Spd определяются положением метилыюй группы. Так 3-MeSpd оказался новым метаболически-устойчивым функционально-активным миметиком Spd (2- и 8-MeSpd метаболизировали в клетке до соответствующих аналогов Spm), что открывает новые возможности для исследования клеточных функций легко взаимопревращающихся Spm и Spd.

7. Основываясь на результатах взаимодействия 2-MeSpd с ацетилполиаминооксидазой, синтезирован неизвестный ранее 2,11-бнс-метилиден-8рт - потенциальный фермент-активируемый ингибитор сперминоксидазы.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Хомутов, Максим Алексеевич, Москва

1. Van Leeuwenhoek A. "Observationes D. Anthonii Leeuwenhoek. De Natis e semine genitali Animalculis". Philos. Trans.R.Soc.London, 12, 1040-1043 (1678).

2. Dudley H.W., Rosenheim M.C., Rosenheim O. "The chemical constitution of spermine. The isolation of spermine from animal tissues and the preparation of its salts". Biochem. J., 18, 1263-1272 (1924).

3. Russell D., Snyder S.H. "Amine synthesis in rapidly growing tissues: ornithine decarboxylase activity in regenerating rat liver, chick embryo, and various tumors". Proc.Natl.Acad.Scu USA, 60, 1420-1427 (1968).

4. Janne J., Raina A. "Stimulation of spermidine synthesis in the regenerating rat liver: relation to increased ornithine decarboxylase activity". Acta Chem.Scand., 22,1349-1351 (1968).

5. Russell D.H. (Ed.) "Polyamines in Normal and Neoplastic Growth", N.Y.: Raven Press, 395-403 (1973).

6. Cohen S.S. "A guide to the polyamines". N. Y.: Oxford Univers. Press. 1-565 (1998).

7. Pegg A.E., Casero R.A. "Current status of the polyamine research field". In: Polyamines: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology. Springer Science+Business Media, 720, 3-35(2011).

8. Rosenthal S.M., Tabor C.W. "The pharmacology of spermine and spermidine, distribution and excretion". J.PharnuExp.Ther., U6, 131-138 (1956).

9. Park M.H. "The post-translational synthesis of a polyamine-derived amino acid, hypusine, in the eukaryotic translation initiation factor 5A (eIF5A)". J.Biochenu(Tokyo), 139, 161-169 (2006).

10. Heby O., Persson L., Rentala M. "Targeting the polyamine biosynthetic enzymes: a promising approach to therapy of African sleeping sickness, Chagas' disease and leishmaniasis". Amino Acids, 33, 359-366 (2007).

11. Rash L.D., Hodgson W.C. "Pharmacology and biochemistry of spider venoms". Toxicon., 40, 225-254 (2002).

12. Casero R.A., Marton L.J. "Targeting polyamine metabolism and function in cancer and other hyperproliferative diseases". Nat.Rev.Drug Discov., 6, 373-390 (2007).

13. Kahana C. "Antizyme and antizyme inhibitor, a regulatory tango". Cell.Mol.Life Sci., 66, 2479-2488 (2009).

14. Coffino Ph. "Regulation of cellular polyamines by antizime". Nature Rev.Mol.Cell Biol., 2, 188-194(2001).

15. Kurian L., Palanimurugan R., Godderz D., Dohmen R.J. "Polyamine sensing by nascent ornithine decarboxylase antizyme stimulates decoding of its mRNA". Nature, 477, 490-494 (2011).

16. Seiler N. "Thirty years of polyamine-related approaches to cancer therapy. Retrospect and prospect. Part 1. Selective enzyme inhibitors". Curr.Drug Targets., 4, 537-564 (2003).

17. Wallace H.M., Fraser A.V., Hughes A. "A perspective of polyamine metabolism". BiochetruJ., 376, 1-14 (2003).

18. Wallace H.M., Fraser A.V. "Inhibitors of polyamine metabolism: Review article". Amino Acids, 26,353-365 (2004).

19. Qu N., Ignatenko N.A., Yamauchi P., Stringer D.E., Levenson C., Shannon P., Perrin S., Gerner E.W. "Inhibition of human ornithine decarboxylase activity by enantiomers of difluoromethylornithine". BiochenuJ., 375, 465-470 (2003).

20. Wallace H.M. "Targeting polyamine metabolism: a viable therapeutic/preventative solution for cancer?". Expert.Opin.Pharmacother., 8, 2109-2116 (2007).

21. Burri C.C., Brun R. "Eflornithine for the treatment of human african trypanosomiassis". ParasitoLRes., 90,49-52 (2003).

22. Singh S., Mukherjee A., Khomutov A.R., Persson L., Heby O., Chatterjee M., Madhubala R. "Antileishmanial effect of 3-aminooxy-l-aminopropane is due to polyamine depletion". Antimicrob.Agents Chemother., 5L 528-534 (2007).

23. Khomutov M.A., Mandal S., Weisell J., Saxena N., Simonian A.R., Vepsalainen J., Madhubala R., Kochetkov S.N. "Novel convenient synthesis of biologically active esters of hydroxylamine". Amino Acids., 38, 509-517 (2010).

24. Chattopadhyay M.K., Tabor C.W., Tabor H. "Polyamines are not required for aerobic growth of Escherichia coli: preparation of a strain with deletions in all of the genes for polyamine biosynthesis". J.BacterioL, 191, 5549-5552 (2009).

25. Janne J., Alhonen L., Pietila M., Keinanen T.A. "Genetic approaches to the cellular functions of polyamines in mammals". Eur.J.Biochem., 271, 877-894 (2004).

26. Wang X., Pegg A.E. "Use of (Gyro) Gy and spermine synthase transgenic mice to study functions of spermine". In: Polyamines: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology. Springer Science + Business Media, 720, 159-170 (2011).

27. Casero R.A., Woster P.M. "Recent advances in the development of polyamine analogues as antitumor agents". J.Med.Chem., 52, 4551-4573 (2009).

28. Birkholz L-M., Williams M., Niemand J., Louw A.I., Persson L., Heby O. "Polyamine homoeostasis as a drug target in pathogenic protozoa: peculiarities and possibilities". BiochenuJ438,229-244 (2011).

29. Pegg A.E., McCann P.P. "iS-Adenosylmethionine decarboxylase as an enzyme target for therapy". PharmacoLTher., 56, 359-377 (1992).

30. Tolbert W.D., Zhang Y., Cottet S.E., Bennett E.M., Ekstrom J.L., Pegg A.E., Ealick S.E. "Mechanism of human S-adenosylmethionine decarboxylase proenzyme processing as revealed by the structure of the S68A mutant". Biochemistry, 42, 2386-2395 (2003).

31. Reid J.D., Shepherd D.M. "Inhibition of histidine decarboxylases". Life Sci., 2, 5-8 (1963).

32. Baxter, C.F., Roberts, Е. "Elevation of gamma-aminobutyric acid in brain: selective inhibition of garnma-aminobutyric-alpha-ketoglutaric acid transaminase". J.BioLChem., 236,3287-3294(1961).

33. Хомутов P.M., Завалова JUL, Сырку В.И., Артамонова Е.Ю., Хомутов A.P. "Эффективный ингибитор декарбоксилазы 8-аденозилметионина". Биоорган.химия, 9, 130-131 (1983).

34. Артамонова Е.Ю., Хомутов А.Р., Завалова JUL, Хомутов P.M. "Необратимое торможение декарбоксилазы S-аденозилметионина аминооксианалогами продукта ферментативной реакции". Биоорган.химия, 12, 206-212 (1986).

35. Kitz R., Wilson I.B. "Esters of methanesulfonic acid as irreversible inhibitors of acetylcholinesterase". J.BioLChem., 237, 3245-3249 (1962).

36. Anton D.L., Kutney R. "Mechanism of substrate inactivation of Escherichia coli S-adenosylmethionine decarboxylase". Biochemistry, 26, 6444-6447 (1987).

37. Diaz E., Anton D.L. "Alkylation of an active-site cysteinyl residue during substrate-dependent inactivation of Escherichia coli S-adenosylmethionine decarboxylase". Biochemistry, 30, 4078-4081 (1991).

38. Li Y-F., Hess S., Pannell L.K., Tabor C.W., Tabor, H. "In vivo mechanism-based inactivation of S-adenosylmethionine decarboxylases from Escherichia coli, Salmonella typhimurium, and Saccharomyces cerevisiae". Proc.Nat.Acad.Sci., 98, 10578-10583 (2001).

39. Pankaskie M., Abdel-Monem M.M. "Inhibitors of polyamine biosynthesis. 8. Irreversible inhibition of mammalian S-adenosyl-L-methionine decarboxylase by substrate analogues". J.MetLChem., 23,121-127 (1980).

40. O'Leary M.Y., R. M. Herreid R.M. "Mechanism of inactivation of ornithine decarboxylase by alpha-methylornithine". Biochemistry, 17, 1004-1010 (1978).

41. O'Leary M.H., Banghin R.L. "Decarboxylation-dependent transamination catalyzed by mammalian 3,4-dihydroxyphenylalanine decarboxylase". J.Biol.Chem., 252, 7168-7173 (1977).

42. Kolb M, Barth J. "Synthesis of 5'-(3-aminooxypropyl)amino-5'-deoxyadenosine". Liebigs Ann.Chenu, 1035-1040(1985).

43. Pegg A.E., Jones D.B., Secrist III J.A. "Effect of inhibitors of S-adenosylmethionine decarboxylase on polyamine content and growth of L1210 cells". Biochemistry, 14081415 (1988).

44. Bale S., Brooks W., Hanes J.W., Mahesan A.M., Guida W.C., Ealick S.E. "Role of the sulfonium center in determining ligand specificity of human S-adenosylmethionine decarboxylase." Biochemistry, 48, 6423-6430 (2009).

45. Tolbert D.W., Ekstrom J.L., Mathews 1.1., Secrist J.A. Ill, Kapoor P., Pegg A.E., Ealick S.E. "The structural basis for substrate specificity and inhibition of human S-adenosylmethionine decarboxylase". Biochemistry, 40, 9484-9494 (2001).

46. Gani D., Johnson A.W. "The base-sugar conformation of certain derivatives of adenosine". J.ChenuSoc., Perkin Trans. 1,1197-1204 (1982).

47. Danzin C., Marchal P., Casara P. "Irreversible inhibition of rat S-adenosylmethionine decarboxylase by 5' -((Z)-4-amino-2-butenyl. methylamino)-5' -deoxyadenosine". BiochenuPharmacol., 40,1499-1503 (1990).

48. Wu Y., Woster P.M. "S-(5'-deoxy-5'-adenosyl)-l-ammonio-4-(methylsulfonio)-2-cyclopentene: A potent, enzyme-activated irreversible inhibitor of S-adenosylmethionine decarboxylase". J.Med.Chenu, 35, 3196-3201 (1992).

49. McCann P.P., Pegg A.E. "Ornithine decarboxylase as an enzyme target for therapy". PharmacoLTher., 54, 195-215 (1992).

50. Крицман М.Г., Браунштейн A.E. "Образование аминокислот путем интермолекулярного переноса аминогруппы". Биохимия, 2 (1937)

51. Harik S.I., Snyder S.H. "Ornithine decarboxylase: inhibition by a-hydrazinoornithine". Biochim.Biophys.Acta., 327, 501-509 (1973).

52. Inoue H., Kato Y., Takigawa M., Adachi K., Takeda Y. "Effect of Z),Z,-a-hydrazino-5-aminovaleric acid, an inhibitor of ornithine decarboxylase, on polyamine metabolism in isoproterenol-stimulated mouse parotid glands". J.Biochem., 77, 879-893 (1975).

53. Rahiala E.L., Kekomaki M., Janne J., Raina A., Raina N.C. "Inhibition of pyridoxal enzymes by Z-canaline". Biochim.Biophys.Acta., 227, 337-343 (1971).

54. Хомутов P.M., Денисова Г.Ф., Хомутов А.Р., Белостоцкая K.M., Шлосман Р.Б., Артамонова ЕЛО. "Аминооксипропиламин эффективный ингибитор орнитиндекарбоксилазы in vitro и in v/vo". Биооргап.химия,. Д, 1574-1576 (1985).

55. Stanek J., Frei J., Mett H., Schneider P. Regenass U. "2-Substituted 3-(aminooxy)propanamines as inhibitors of ornithine decarboxylase: synthesis and biological activity". J.Med.Chenu, 35, 1339-1344 (1992).

56. Dufe V.T., Ingner D., Heby O., Khomutov A.R., Persson L., Al-Karadaghi S. "A structural insight into the inhibition of human and Leishmania donovani ornithine decarboxylases by l-amino-oxy-3-aminopropane". BiochenuJ., 405, 261-268 (2007).

57. Birkholtz L-M., Joubert F., Neitz A.W.H., Louw A.I. "Comparative properties of a three-dimensional model of Plasmodium falciparum ornithine decarboxylase". PROTEINS: Structure, Function, and Genetics., 50,464-473 (2003).

58. Weisell J.M. "Structure and function of charge deficient polyamines". Ph.D. Thesis, U.E.F., 1-45 (2012).

59. Cordes E.H., Jencks W.P. "Nucleophilic catalysis of semicarbazone formation by anilines". J.AnuChem.Soc., 84, 826-831 (1962).

60. Jencks W.P. "Catalysis in Chemistry and Enzymology". Dover Publications, Inc.; New York, 72-73 (1986).

61. Dirksen A., Dawson P.E. "Rapid oxime and hydrazone ligations with aromatic aldehydes for biomolecular labeling". Bioconjug.Chem., 19,2543-2548 (2008).

62. Obenrader M.F., Prouty W.F. "Detection of multiple forms of rat liver ornithine decarboxylase". J.Biol.Chenu, 252,2860-2864 (1977).

63. Liu W., Peterson P.E., Carter R.J., Zhou X., Langston J.A., Fisher A.J., Toney M.D. "Crystal structures of unbound and aminooxyacetate-bound Escherichia coli y-aminobutyrate aminotransferase". Biochemistry., 43, 10896-10905 (2004).

64. Dezeure F., Sarhan S., Seiler N. "Chain-fluorinated polyamines as tumor markers—IV. Comparison of 2-fluoroputrescine and 2,2-difluoroputrescine as substrates of spermidine synthase in vitro and in vivo". IntJBiochem. 20,1299-1312 (1988).

65. Baillon J.G., Mamont P.S., Wagner J., Gerhart F., Lux P. "Fluorinated analogues of spermidine as substrates of spermine synthase". Eur J Biochem., 176, 237-242 (1988).

66. Glusker J.P. "In: The Enzymes 3rd ed". Academic Press, New York., 5, 413-439 (1971).

67. Bencini A., Bianchi A., Garcia-Espana E., Micheloni M., Ramirez J.A. "Proton coordination by polyamine compounds in aqueous solution". Coord.Chem.Rev., 188, 97-156 (1999).

68. Хомутов A.P., Хомутов P.M. "Синтез аминооксианалогов путресцина и спермидина". Биоорган.химия, 15, 698-703 (1989).

69. Недоспасов А.А., Хомутов P.M. "Синтез и некоторые свойства аминооксицеллюлоз". Изв. АН СССР., 1136-1141 (1976).

70. Khomutov A.R., Vepsalainen J., Shvetsov A.S., Hyvonen Т., Keinanen T.A., Pustobaev V.N., Eloranta Т.О., Khomutov R.M. "New aminooxy analogs of biogenic polyamines". Tetrahedron, 52, 13751-13766 (1996).

71. Lee Y.B., Park M.H., Folk J.E. "Diamine and triamine analogs and derivatives as inhibitors of deoxyhypusine synthase: synthesis and biological activity". J.Med.Chenu, 38, 3053-3061 (1995).

72. Lin P.K., Maguire N.M., Brown D.M. "Synthesis of novel oxa-isosteres of spermidine and spermine". Tetrahedron Lett., 35, 3605-3608 (1994).

73. Хомутов A.P., Симонян A.P., Вепсалайнен Й., Кейнанен Т.А., Алхонен JL, Янне Ю. "Новые оксааналоги спермина". Биоорган.химия, 3J, 206-212 (2005).

74. Biochem.Biophys.Res.Commutt., 130, 596-602 (1985).

75. Eloranta T.O., Khomutov A.R., Khomutov R.M., Hyvonen T. "Aminooxy analogues of spermidine as inhibitors of spermine synthase and substrates of hepatic polyamine acetylating activity". J.Biochem.(Tokyo), 108, 593-598 (1990).

76. Parry L., Lopez-Ballester J., Wiest L., Pegg A.E. "Effect of expression of human spermidine/spermine JV'-acetyltransferase in Escherichia coli". Biochemistry, 34, 2701-2709 (1995).

77. Cullis P.M., Wolfenden R., Cousens L.S., Alberts B.M. "Inhibition of histone acetylation by N-2-(S-coenzyme A)acetyl. spermidine amide, a multisubstrate analog". J. Biol. Chem., 257, 12165 (1982).

78. Ervin B.G., Persson L., Pegg, A.E. "Differential inhibition of histone and polyamine acetylases by multisubstrate analogues". Biochemistry, 23, 4250-4255 (1984).

79. Roblot G., Wylde R., Martin A., Parello J. "Regioselective synthesis of inhibitors of histone acetyl transferase covalently linking spermidine to the ¿-terminus of coenzyme a and fragments". Tetrahedron, 29,6381-6398 (1993).

80. Khomutov A.R., Svetsov A.S., Vepsalainen J.J., Kritzyn A.M. "Novel acid-free cleavage of iV-(2-hydroxyarylidene) protected amines". Tetrahedron Lett., 42, 2887-2889 (2001).

81. Wang Y., Devereux W., Woster P.M., Stewart T.M., Hacker A., Casero R.A. Jr. "Cloning and characterization of a human polyamine oxidase that is inducible by polyamine analogue exposure". Cancer Res., 61, 5370-5373 (2001).

82. Wang Y., Murray-Stewart Т., Devereux W., Hacker A., Frydman В., Woster P.M., Casero, R.A. "Properties of purified recombinant human polyamine oxidase PAOhl/SMO". BiochenuBiophys.Res.Commun., 304, 605-611 (2003).

83. Dr.T. A.Keinanen (University of Eastern Finland) неопубликованные данные.

84. Park J.H., Wolff E.C., Folk J.E., Park M.H. "Reversal of the deoxyhypusine synthesis reaction. Generation of spermidine or homospermidine from deoxyhypusine by deoxyhypusine synthase". J Biol Chem., 278, 32683-32691 (2003).

85. Feuerstein B.G., Williams L.D, Basu H.S., Marton L.J. "Implications and concepts of polyamine-nucleic acid interactions". J.Cell.Biochem., 46, 37-47 (1991).

86. Thomas T.J. and Bloomfield V.A. "Ionic and structural effects on the thermal helix-coil transition of DNA complexed with natural and synthetic polyamines." Biopolymers., 23, 1295-1306(1984).

87. Hasan R., Alam M.K., Ali R. "Polyamine induced Z-conformation of native calf thymus DNA." FEES Lett., 368, 27-30 (1995).

88. Jain S., Zon G., Sundaralingmam M. "Base only binding of spermine in the deep groove of the A-DNA octamer d(GTGTACAC)." Biochemistry, 28, 2360-2364 (1989).

89. Bancroft D., Williams L.D., Rich A., Egli M. "The low-temperature crystal structure of the pure-spermine form of Z-DNA reveals binding of a spermine molecule in the minor groove." Biochemistry, 33, 1073-1086 (1994).

90. Feuerstein B.G., Pattabiraman N., Marton L.J. "Molecular dynamics of sperrnine-DNA interactions: sequence specificity and DNA bending for a simple ligand". Nucleic Acids Res., YL 6883-6892(1989).

91. Rouzina I. and Bloomfield V.A. "DNA bending by small, mobile multivalent cations". Biophys J., 74, 3152-3164 (1998).

92. Koza R.A. and Herbst E.J. "Deficiencies in DNA replication and cell-cycle progression in polyamine-depleted HeLa cells". Biochem.J., 281, 87-93 (1992).

93. Pohjanpelto P. Holtta E. "Phosphorylation of Okazaki-like DNA fragments in mammalian cells and role of polyamines in the processing of this DNA". EMBO.J., 15, 1193-1200(1996).

94. Holtta E. and Hovi T. "Polyamine depletion results in impairment of polyribosome formation and protein synthesis before onset of DNA synthesis in mitogen-activated human lymphocytes". Eur.J.Biochem., 152, 229-237 (1985).

95. Basu H.S., Sturkenboom M.C., Delcros J.G., Csokan P.P., Szollosa J., Feuerstein B.G., Marton L.J. "Effect of polyamine depletion on chromatin structure in U-87 MG human brain tumour cells". BiochemJ., 282, 723-727 (1992).

96. Igarashi K. and Kashiwagi K. "Polyamines: mysterious modulators of cellular functions". Biochem.Biophys.Res.Commun., 271, 559-564 (2000).

97. Rom E., Kahana C. "Polyamines regulate the expression of ornithine decarboxylase antizyme in vitro by inducing ribosomal frame-shifting". Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 91, 3959-3963 (1994).

98. Kurian L., Palanimurugan R., Godderz D., Dohmen R.J. "Polyamine sensing by nascent ornithine decarboxylase antizyme stimulates decoding of its mRNA". Nature, 477, 490-494 (2011).

99. Kahana C. "Antizyme and antizyme inhibitor, a regulatory tango". Cell.Mol.Life ScL, 66, 2479-2488 (2009).

100. Ramirez F.J., Thomas Т.J., Antony Т., Ruiz-Chiea J., Thomas T. "Effects of aminooxy analogues of biogenic polyamines on aggregation and stability of calf thymus DNA". Biopolymers, 65, 148-157 (2002).

101. Khomutov A.R., Grigorenko N.A., Skuridin S.G. "Novel approach to design isosteric charge-deficient analogue of spermine and its biochemical important derivatives". Biochem.Soc.Trans., 35, 369-373 (2007).

102. На H.C., Sirisoma N.S., Kuppusamy P., Zweier J.L., Woster P.M., Casero R.A. Jr. "The natural polyamine spermine functions directly as a free radical scavenger". Proc.Natl.Acad.Sci. USA, 95, 11140-11143 (1998).

103. Rhee H.J., Kim E.J., Lee L.K. "Physiological polyamines: simple primordial stress molecules" J.CelLMoLMed., Ц, 685-703 (2007).

104. Khomutov A.R., Kritsky A.M., Artamonova E.Yu., Khomutov R.M. "Polyfiinctional O-substited hydroxilamines: modification of nucleic acids, analogs of the decarboxylated S-adenosylmethionine". Nucleosides & Nucleotides, 6, 53-56 (1987).

105. Kritsky A.M., Khomutov A.R., Yakovlev D.Yu., Gabibov A.G., Rabinkov A.G., Khomutov R.M. "Method for the introduction of reactive functional groups via cytidine and or 3' -terminal of the nucleic acids". Nuc.Acid.Res.Symp.Ser., 18, 89-92 (1987).

106. Adamczyk M., Mattingly P., Moore J., Pan Y. "Synthesis of a Chemiluminescent Acridinium hydroxylamine (AHA) for the direct detection of abasic sites of DNA". Org.Lett., 1, 779-781 (1999).

107. Кочетков H.K., Будовский Э.И., Свердлов Е.Д., Симукова Н.А., Турчинский М.Ф., Шибаев В.Н. "Органическая химия нуклеиновых кислот". Химия, 343-349 (1970).

108. Adarichev V.A., Kalachikov S.M., Kiseliova A.V., Dymshits G.M. "Molecular hybridization probes prepared with 4-aminooxybutylamine". Bioconjugate Chenu, 9, 671675 (1998).

109. Адаричев В.А., Воробьева В.А., Графодатский А.С., Дымшиц Г.М., Саблина О.В. "Модификация ДНК 4-аминооксибутиламином как метод для получения высокочувствительных зондов для гибридизации". Мол.биология, 29, 538-545 (1995).

110. Kern A.D., Oliveira М.А., Coffino P., Ilackert M.L. "Structure of mammalian ornithine decarboxylase at 1.6Â resolution: stereochemical implications of PLP-dependent amino acid decarboxylases". Structure, 7, 567-581 (1999).

111. Rosenthal G.A., Janzen D.H., Dahlman D.L. "Degradation and detoxification of canavanine by a specialized seed predator". Science., 658-660 (1977).

112. Машковский M.Д. "Лекарственные средства". Медицина, 2, 324-325 (1985).

113. Chen J., Zeng W., Offord R., Rose K. "A novel method for the rational construction of well-defined immunogens: the use of oximation to conjugate cholera toxin В subunit to a peptide-polyoxime complex". Bioconjug.Chem., 14, 614-618 (2003).

114. Kubler-Kielb J. "Conjugation of LPS-derived oligosaccharides to proteins using oxime chemistry". Methods.Mol.Biol., 751, 317-327 (2011).

115. Murat P., Spinelli N., Dumy P., Defrancq E. "Efficient conjugation of oligonucleotides through aromatic oxime formation". Bioorg.Med.Chem.Lett., 19, 6534-6537 (2009).

116. Nagahori N., Abe M., Nishimura S. "Structural and functional glycosphingolipidomics by glycoblotting with an aminooxy-functionalized gold nanoparticle". Biochemistry, 48, 583594 (2009).

117. Thygesen M.B., S0rensen K.K., Ció E., Jensen K.J. "Direct chemoselective synthesis of glyconanoparticles from unprotected reducing glycans and glycopeptide aldehydes". ChenuCommun., 42, 6367-6369 (2009).

118. Lee D-C., Chang B.J., Yu L., Frey S.L., Lee K.Y., Patchipulusu S., Hall C. "Polymer cushions fiinctionalized with lipid molecules". Laitgmur, 20,11297-11300 (2004).

119. Zeeh B., Metzger H. "Methoden zur Herstellung und Umwandlung von Hydroxylaminen". In: Houben-Weyl,Meth.Org.Chem., XA, 1097-1279 (1971).

120. Theilacker W., Ebke K. "Darstellung von O-alkyl-hydroxylaminen". Angew.Chem., 303 (1956).

121. Choong I.C., Ellman J.A. "Synthesis of alkoxylamines by alkoxide amination wiyh 3,3'-di-tert-butyloxaziridine". J.Org.Chem., 64, 6528-6529 (1999).

122. Hughes D.L. "Organic Reactions". N-Y.: John Wiley & Sons Inc. 42, 337-636 (1992).

123. Bauer L., Suresh K.S. "S-co-(aminooxy)alkyl.-isothiuronium salts, co,a)'-bis(aminooxy)alkanes and related compounds". J.Org.Chem. 28,1604-1608 (1963).

124. Kasztreiner E., Szilagyi G., Kosary J., Hyszti Zs. "Synthesis of O-substituted hydroxylamines". Acta.Chim. (Budapest)., 84, 167-180(1975).

125. Maillard L.T., Benohoud M., Durand P., Bernard Badet B. "A new supported reagent for the parallel synthesis of primary and O-alkyl hydroxylamines through a base-catalyzed Mitsunoby reaction". J.Org.Chem., 70, 6303-6312 (2005).

126. Salo H., Hakala H., Prakash T.P., Kawasaki A., Manoharan M., Lonnberg H. "Aminooxy functionalized oligonucleotides: preparation on-support derivatization and postsynhetic attachment to polymer support". Bioconjug.Chem., K), 815-823 (1999).

127. Karpeisky A., Gonzalez C., Burgin А.В., Beigelman L. "Highly efficient synthesis of 2'-ami-no nucleosides and their incorporation in hammerhead ribozymes". TetrahedrotuLett., 39, 1131-1134(1998).

128. Lee M.-R., Lee J., Baek B.-H., Shin I. "The first solid-phase synthesis of oligomeric a-aminooxy peptides". Syn.Lett., 325-328 (2003).

129. Albrecht S., Defoin A., Tarnus C. "Simple preparation of 0-substituted hydroxylamines from alcohols". Synthesis., 1635-1638 (2006).

130. Drescher M., Hammerschmidt F. "Enzymes in organic chemistry 5: first and chemo-enzymatic synthesis of a-aminooxyphosphonic acids of high enantiomeric excess". Tetrahedron., 53, 4627-4636 (1997).

131. Хомутов A.P., Хомутов P.M. "Серосодержащие гидроксиламины для иигибирования ферментов и модификации нуклеиновых кислот". Биоорган.Химия., 12, 1662-1674(1986).

132. Хомутов А.Р., Хурс Е.Н., Хомутов P.M. "Меркурированные О-замещенные гидроксиламины в качестве ртутьсодержащего карбонильного реагента". Биоорг. Хим., 14, 385-391 (1988).

133. Симонян А.Р., Вепсалайнен Й., Хомутов А.Р. "Аминооксианалоги спермина и их моноацетильные производные". Биоорг.Хим., 32, 643-650 (2006).

134. Casero R.A., Pegg A.E. "Polyamine catabolism and disease". BiochenuJ.,. 421, 323-338 (2009).

135. Nagarajan S., Ganem B., Pegg A.E. "Studies of non-metabolizable polyamines that support growth of SV-3T3 cells depleted of natural polyamines by exposure to alpha-difluoromethylornithine". BiochemJ., 254, 373-378 (1988).

136. Lakanen J.R., Coward J.K., Pegg A.E. "alpha-Methyl polyamines: metabolically stable spermidine and spermine mimics capable of supporting growth in cells depleted of polyamines". J.Med.Chenu, 35, 724-734 (1992).

137. Jarvinen A., KeinSnen TA, Grigorenko NA, Khomutov AR, Uimari A, Vepsalainen J, Narvanen A, Alhonen L, Janne J. "Guide molecule-driven stereospecific degradation of alpha-methylpolyamines by polyamine oxidase". J.BioLChem., 281. 4589-4595 (2006).

138. Nagarajan S., Ganem B. "Chemistry of naturally occurring polyamines. 10. Nonmetabo-lizable derivatives of spermine and spermidine". J.Org.Chem., 5J, 4856-4861 (1986).

139. R.C, Claflin E., Mertel H., McCurdy O., Mitch R., Ver Nooy C., Wark B., Wempen I. "Further Syntheses of primaquine analogs". J.Am.ChenuSoc., 77,4819-4822 (1955).

140. Croft S.L., Sundar S., Fairlamb A.H. "Drug resistance in leishmaniasis". Clin.Microbiol.Rev,, 19, 111-126 (2006).

141. Birkholtz L-M., Williams M., Niemand J., Louw A.I., Persson L., Heby O. "Polyamine homoeostasis as a drug target in pathogenic protozoa: peculiarities and possibilities". Biochem. J., 438, 229-244 (2011).

142. Romero E.L. & Morilla M.J. "Drug delivery systems against leishmaniasis? Still an open question". Expert Opin.Drug Deliv., 5, 805-823 (2008).

143. Chattopadhyay M.K., Park M.H., Tabor H. "Hypusine modification for growth is the major function of spermidine in Saccharomyces cerevisiae polyamine auxotrophs grown in limiting spermidine". Proc.Nat.Acad.Sci., 105, 6554-6559 (2008).

144. Mitchell J.L., Leyser A., Holtorff M.S., Bates J.S., Frydman B., Valasinas A.L., Reddy V.K., Marton L.J. "Antizyme induction by polyamine analogues as a factor of cell growth inhibition". Biochem. J., 366, 663-671 (2002).

145. Holtta E. "Oxidation of spermidine and spermine in rat liver: purification and properties of polyamine oxidase". Biochemistry, 16, 91-100 (1977).

146. Grigorenko N.A., Khomutov A., Keinanen Т., Jarvinen A., Alhonen L., Janne J., Vepsalainen J. "Synthesis of novel optical isomers of a-methylpolyamines". Tetrahedron, 63, 2257-2262 (2007).

147. Tabor H., Tabor C.W. "Synthesis of acetylated derivatives of polyamines" In: Methods in Enzymology (Eds: H.Tabor & C.W.Tabor), 94, 420-422. Academic Press, New York. 1983.

148. Stark P.A., Thrall B.D., Meadows G.G., Abdel-Monen M.M. "Synthesis and evaluation of novel spermidine derivatives as targeted cancer chemotherapeutic agents". J.Med.Chem., 35,4264-4269 (1992).

149. Khomutov A.R., Vepsalainen J.J., Shvetsov A.S., Hyvonen Т., Keinanen T.A., Pustobaev V.N., Eloranta Т.О. Khomutov R.M. "Synthesis of hydroxylamine analogues of polyamines". Tetrahedron, 52, 13751-13766(1996).

150. Хомутов P.M., Северин E.C., Гнучев H.B., Деревянно Т.Я. "Синтез некоторых О-замещенных гидроксиламинов". Изв.АН.СССР.Сер.хим.,. 1820-1823 (1967).

151. Недоспасов А.А., Хомутов P.M. "Синтез и некоторые свойства аминооксицеллюлоз". Изв.АН.СССР.Сер. хим., 1136-1141 (1967).

152. Feichtinger К., Zapf С., Sings H.L., Goodman M. "Diprotected Triflylguanidines: A New Class of Guanidinylation Reagents". J.Org.Chem., 63, 3804-3805 (1998).

153. Truce W.E., Christensen L.W. "Mass spectral of alkyl methanesulfonates". J.Org.Chem., 33, 2261-2266(1968).

154. Хомутов A.P., Хомутов P.M. "Синтез аминооксифосфоновых кислот и их эфиров". Изв.АН.СССР.Сер. хим., 1202-1204 (1986).

Информация о работе

Хомутов, Максим Алексеевич
кандидата химических наук
Москва, 2012
ВАК 03.01.03

Диссертация

Новые биологически активные эфиры гидроксиламина и С-метилированные аналоги полиаминов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы