Новые биологически активные эфиры гидроксиламина и С-метилированные аналоги полиаминов

• Автор: Хомутов, Максим Алексеевич
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Зарядодефицитные аналоги декарбоксилнрованного-5-аденозилметионина, спермина, спермидина и путресцина 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 А'-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 N -моноацетильных производных
З-Метилспермидин - новый метаболически устойчивый функционально-активный миметик спермидина
Ь.сіопоусті: 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- диметилепермина Синтез нового ингибитора сперминоксидазы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
5. ВЫВОДЫ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Список использованных сокращений:
AdoMetDC -S-аденозилметиониндекарбоксилаза (КФ 4.1.1.50);
AG -аминогуанидин;
Agm -агматин (1-гуанидино-4-аминобутаи);
АРА - 1-аминоокси-З-аминопропан;
АР АО - 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 - I -гуанидиноокси-З-аминопропан;
Me-Agm - метилагматии (1-гуанидино-4-аминопентан);
Me-GAPA - 1-гуанидиноокси-З-аминобутан;
1-MeSpd - 1-метилспермидин (1,8-диамино-5-азанонан);
2-MeSpd - 2 -метилспермидин (1,8-диамино-2-метил-4-азаоктан);
3-McSpd - 3 -метилспермидин (1,8-диамино-3-метил-4-азаоктан);
8-MeSpd - 8-метилспермидин (1,8-диамино-4-азанонан); l,8-Me2Spd-l,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); iV'-Ac-2-McSpd - '-(ацетил)-! ,8-диамино-2-метил-4-азаоктан; jV‘-Ac-3-MeSpd - У-(ацетил)-1,8-диамино-3-метил-4-азаоктан;
У-Ас-8-MeSpd -У-ацетил-8-метилспермидин (У-(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);
Spm - спермин (1,12-диамино-4,9-диазадодекан); SSAT-спермидин/спермин-У-ацетилтрансфераза (КФ 2.3.1.57).

Введение
История исследований биогенных полиаминов спермина (8рт) и спермидина (Брб) берет начало во второй половине XVII века, когда Антуан Левенгук обнаружил в семенной жидкости неизвестные кристаллы [1], которые 250 лет спустя были идентифицированы как фосфат Брт [2]. Тем не менее, современная биохимия полиаминов представляет собой молодую и быстро развивающуюся область, которая сформировалась лишь в самом конце 60-х годов прошлого века после открытия орнитиндекарбоксилазы у млекопитающих [3, 4], что, в первом приближении, завершило формирование наших представлений о системе биосинтеза 8рш и Брб (Рис. 1). В начале 70-х годов XX века было установлено, что опухолевые клетки имеют повышенное, по сравнению с нормальными, содержание полиаминов [5], что послужило мощным импульсом для поступательного развития молекулярной биологии и биохимии полиаминов.
Рис. 1. Биогенные полиамины путресцин (Put), спермидин (Spd) и спермин (Spm).
В норме, Spm, Spd и их предшественник путресцин (Put) присутствуют в клетках всех типов в микромолярных или даже милимолярных концентрациях и жизненно необходимы для нормального роста [6, 7]. У человека больше всего Spm и Spd содержится в поджелудочной железе (7-8 мМ) [8]. Истощение внутриклеточного пула Spm и Spd приводит к замедлению роста и гибели клеток. Высокое содержание протонированных при физиологическом значении pH Spm и Spd a priori определяет множественность их клеточных функций, большинство из которых описывается в терминах специфического электростатического взаимодействия с отрицательно заряженными макромолекулами, в первую очередь ДНК и РНК, а также нуклеопротеидными комплексами, участками мембран и рецепторов [6].

ных. Подобная зависимость активности от строения ингибитора a priori не была очевидной, т.к. в случае сукцинил-СоА-ацетоацетат трансферазы пантотеновая часть субстрата вносит значительный вклад в эффективность связывания [115].
Таким образом, гидроксиламин-содержащие аналоги полиаминов оказались полезными не только в качестве зарядодефицитных изостеров Spm и Spd, но и в качестве удобных строительных блоков при получении новых ингибиторов спермин/спермидин-УУ'-аце-тилтрансферазной реакции, моделирующих промежуточный бисубстратный комплекс.
Окса-аналоги спермина и спремидина
Скорость-определяющей стадией биосинтеза гипузинилированного фактора инициации транскрипции 5А (eIF5A) является перенос аминобутильного остатка Spd на е-аминогруппу Lys-50 eIF5A, катализируемый NAD-зависимой дезоксигипузинсинтазой (DHS). Реакция начинается с депротонирования Spd по вторичной аминогруппе, что приводит к интермедиату (I), который в актином центре фермента превращается в основание Шиффа (II). Затем происходит промежуточное образование аминобутилиден-фермента, из которого после нуклеофильной атаки є-аминогруппой Lys-50 eIF5A и возникает аминобугилиден-еШбА, который после восстановления превращается в дезоксигипузинил- eIF5A (Рис. 17).

DHS DHS

H3NS

*Днз

NAD NADH

(II)

DHS-Lys NH2(CH2)3NH2
V J DHS
NADH NAD elF5A4yN5sNH2 A
Lys v v 'NH2 Аминобутилидєн-DHS

6IF5A.. Nn Lys
elFSA-Lys
Дезоксигипузипші-еІР5А
Рис. 17. Биосинтез дезоксигипузинил-е1Р5А [119]
Соответственно, 1,8-диамино-4-аза-5-оксаоктан (5-окса-Брй, Табл. 7) может рассматриваться как своеобразный изостер депротонированного по вторичной