Производные цитокининов : синтез и биологическая активность

• Автор: Колячкина, Светлана Викторовна
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание

Список использованных сокращений

Введение

Глава 1. Цитокинины и их свойства (Литературный обзор)

1.1. История открытия цитокининов

1.2. Структура природных цитокининов

1.3. Распространенность цитокининов

1.5. Биосинтез цитокининов

1.6. Метаболизм цитокининов

1.7. Сигнальная трансдукция

1.8. Взаимосвязь между структурой и их биологической активностью
1.8.1. Эффект заместитетлей в /''/’-положение аденина
1.8.2. Влияние заместителей в различном положении пуринового кольца
2. Противоопухолевая активность
3. Цитокинины как косметические средства
4. Методы синтеза производных аденозина
Глава 2. Обсуждение результатов
2.1. Препаративный метод получения Л/-ацетил-2’,35'-три-0-ацетиладенозина
2.2. Алкилирование Л^-ацетил^'Д'^'-три-О-ацетиладенозина
2.3. Получение А'6-замещенных аденинов
2.4. Алкилирование инозина
2.5. Реакции пропаргильных производных пуриновы нуклеозидов
2.6. Биологическая активность пуриновых оснований и их нуклеозидов
Глава 3. Экспериментальная часть
Список литературы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
В работе использованы символы и сокращения структурных компонентов нуклеиновых кислот и их производных в соответствии с рекомендациями Комиссии по номенклатуре Международного Союза чистой и прикладной химии (IUPAC) и Международного Союза биохимиков (IUB), а также следующие обозначения:
АМР - аденозин 5'-монофосфат
ADP - аденозин 5'-дифосфат
АТР - аденозин 5'-трифосфат
DBU - 1,8-диазабицикло[5,4,0]ундец-7-ен
DEAD - диэтиловый эфир азодикарбоновой кислоты
DMF - N.N-диметилформамид
DMSO - диметилсульфоксид
1С50 - концентрация ингибитора, вызывающая гибель 50% клеток HeLa - - клетки раковой опухоли шейки матки человека БАП - 6-бензиламинопурин
ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография
THF - тетрагидрофуран
тех - тонкослойная хроматография
МТТ-тест используется для оценки цитотоксичности потенциально противоопухолевых соединений в эксперименте и основан на способности дегидрогеназ живых клеток восстанавливать неокрашенные формы 3-4,5-диметилтиазол-2-ил-2,5-дифенилтераразола (МТТ-реагента) до голубого кристаллического фармазана
Нумерация схем, таблиц и рисунков в экспериментальной части соответствует нумерации в обсуждении результатов. В литературном обзоре используется отдельная нумерация.

ВВЕДЕНИЕ
Аденозин и его производные играют важную роль во многих биохимических процессах. Аденозин и 2'-дезоксиаденозин входят в состав РНК и ДНК. Из тРНК выделено более 20 минорных адениновых нуклеозидов, таких как ЛГ1-метиладенозин, N6-метиладенозин, 2'-Ометиладенозин, 2'-0-(3-[)-рибофуранозиладснозин, N6-изопентениладенозин и другие. АТР и ADP играют исключительно важную роль в энергетическом обмене во всех живых организмах. 5-Аденозилметионин принимает участие в реакциях переноса метальных групп, а кофермент А - в реакциях переноса ацильных групп. Никотинамидадениндинуклеотид (НАД) - кофермент, присутствующий во всех живых клетках, входит в состав ферментов, катализирующих окислительновосстановительные реакции. Важными метаболитами НАД являются поли(АВР-рибоза) и цикло(АБР-рибоза). 2'-5'-Олигоаденилаты являются медиаторами антивирусного действия интерферона.
Еще одной биологически важной группой адениновых производных являются цитокинины. Классифицируют два типа цитокининов: ароматические
бензиламинопурин, тополины, кинетин, и алифатические - А6-изопентениладенин, цис- и транс-зеатины [1]. Цитокинины обладают многообразным физиологическим действием на растения [2]. Биосинтез цитокининов включает введение изопренильного остатка в 6-ое положение AMP, ADP и АТР с помощью аденозинфосфат-изопентенилтрансферазы, последующее дефосфорилирование осуществляется фосфатазой, и гидролиз N-гликозидной связи - пуриннуклеозидфосфорилазой[3]. Поэтому соответствующие N6-замещенные рибонуклеозиды также проявляют цитокининовую активность[1,4,5].
Первые работы по синтезу и цитотоксичной активности Л^-заметценных аденозинов появились 50 лет назад [6]. В 70-е годы проводились клинические испытания N6-изопентениладенозина и Д^-бснзиладснозина на пациентах с различными формами рака. Положительные результаты были получены при лечении некоторых форм лейкемии, лимфолейкоза, саркомы и карциномы [7]. Вышесказанное свидетельствует об актуальности и важности получения цитокининовых нуклеозидов и изучения их биологической активности.
В последние годы возобновился интерес к этой группе соединений [8, 9]. Было обнаружено, что Л^-изопентениладенозин обладает выраженной цитотоксичностью к клеткам рака мочевого пузыря [10]. Были предприняты попытки оптимизации структуры соединения, однако модификация в углеводной части и гетероциклическом .'V6-алкильном заместителе не привела к созданию более активных соединений.

превращение цитокининов в монофосфаты является необходимым условием для их цитотоксического эффекта. Концентрация цитокининов, требуемая для получения цитотоксического эффекта, является более высокой, чем найденная эндогенно в тканях растений [109, 110]. Фосфолирирование рибозидов цитокининов аденозинкиназой необходимо для цитотоксического эффекта и в животных клетках [110] и клетках растений [106]. В растительных клетках культур токсичность нуклеиновых оснований и соответствующих нуклеозидов одинакова, поэтому в отличие от человеческих клеток, растительные клетки могут переводить обе формы цитокининов эффективно в рибозид-5'-монофосфат [106, 108].
Л/-Изоамил-, Л^-аллил-, Аг-фенил, А^-бензил, лДпропил-, лДизопропил- и N6-пропаргиладенозин (136, 143, 145-149) показали цитотоксическую активность в
клеточных культурах саркомы [111], миелобластов лейкимиии человека, лимфосаркома Беркитта, лейкемических лимфобластов и лейкемии мышей [112]. Важной особенностью этих соединений является то, что они неактивны по отношению к нормальным лейкоцитам [111]. Ингибиторная активность этих соединений на клетки млекопитающих вызвана наличием двойной связи и короткой углеродной цепи [111] у .''/’-заместителя. Ряд АДзамещенных аденозинов, включая Т'Апропаргил, лДдиметиламиноэтил, N6-пиридилметил-, А^-циклопропилбензил- и 2-амино-ЛДциклопропилметиладенозины (149, 150-152, 164), был исследован на рост-ингибиторное действие на клетках L-1210 лейкемии мыши in vitro и на цитокининовую активность. Корреляционного взаимоотношения между двумя типами биологических активностей не наблюдалось. N6-Фениладенозин (146) и А^-циклогексиладенозин (153) ингибируют агрегацию тромбоцитов у человека [113].
9-В-Б-Рибофуранозиды цитокининов влияют на клеточное деление и жизнеспособность клеток млекопитающих in vitro. N6-Фурфуриламино-9-B-D-рибофуранозилпурин (144) обладает различной токсичностью in vitro к различным клеткам. Например, их токсичность проявляется к фибропластам взрослого человека и эмбриона мыши, но в клетках HeLa это соединение неактивно [114]. Клеточное деление клеток лейкимии человека и мыши in vitro ингибируется А^-изопентениладенозином (138) [115], а его свободное основание АДизопентениладенин (18) не действует на эти клетки.
Цитотоксический эффект других синтетических соединений, структурно схожих с цитокининами.
И алифатические, и ароматические природные цитокинины являются слабыми и неспецифическими ингибиторами человеческих протеиновых киназ, включая циклин-