Скриннинг гетероциклических азотосодержащих соединенийкак потенциальных модуляторов обмена полиаминов и противоопухолевых агентов

• Автор: Шевкун, Наталия Александровна
• Шифр специальности: 14.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : 42 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Метаболизм полиаминов как лекарственная мишень

111 Химическое строение, функции и распространение полиаминов

112 Ферменты метаболизма и транспорт почиаминов

113 Метаболизм полиамииов при патологии

114 Подходы к направленному изменению метаболизма с помощью аналогов полиаминов

1.2 Компьютерное моделирование биологической активноези27

12 1 Количественные корреляции структура-активность

12 2 Молекулярный докинг

1.3 Фотодинамическая терапия и фотосенсибилизаторы
131 Основные принципы фотодипомической терапии
13 2 Механизм действия и свойства ФС
13 3 Типы гибели клеток
1.4 Особенности транспорта микро- и макромолекул
14 1 Распределение микро-молекул в клетке и организме
14 2 Механизмы транспорта макромолекул
14 3 Фармакокинетика макромолекул
1.5 Создание конструкций для направленной доставки
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Изучаемые соединения
2.2 Количественный анализ аминооксидазной активности в
бесклеточной тест-системе
2.3 Количественный анализ пролиферации на клеточной
модели
2.4 Оценка мембранной проницаемости
2.5 Количественные корреляции структура-активность
2.6 Молекулярный докинг
2.7 Тестирование системы направленной доставки молекул с
помощью транспортеров
2 7 1 Получение транспортеров и их конъюгатов с бактериохлорином
2 7 2 Сравнение фотоцитотоксической активности т vitro
2 7 3 Определение типа гибели клеток
2 7 4 Регистрация процессов перекиси ого окисления липидов in vitro
2 7 5 Опредечение внутриклеточной локализации Тр
2 7 6 Фотодинамическая терапия меланомы B16-F1 у мышей C57/Black
2 7 7 Фотодинамическая терапия эпидермоидной карциномы человека А-431 у мышей
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Прогнозирование биологической активности соединсний123
3 11 Выбор веществ для тестирования
3 12 Молекулярный докинг с попиаминоксидазой
3.2 Влияние соединений на активность аминооксидаз in vitrol42

3.3 Построение классификационной модели но in sillico-in vitro
данным
3.4 Определение мембранной проницаемости
3.5 Скрининг антипролиферативной активности
3.6 Количественные корреляции структура-активность
3.7 Применение транспортеров для доставки лекарств
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВЛАГОДАРИОСТИ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Полиамины (ПА) — это органические катионы. Они присутствуют практически во всех живых организмах и являются важнейшими регуляторами процессов клеточного роста, дифференцировки и апоптоза [144]. Нарушения в метаболизме этих молекул, приводящие к повышению уровня ПА и ускоренной пролиферации клеток, свойственны множеству патофизиологических состояний, в том числе раковым заболеваниям. Противоопухолевые агенты нормализуют обмен ПА в опухолевых клетках. Это доказывает важность обмена ПА как терапевтической мишени [104]. Возрастание количества ПА в клетке при канцерогенезе происходит преимущественно за счет снижения или практического подавления катаболизма ПА путем окислительного дезаминирования, а ие в результате значительного возрастания [54]. Продукты окислительного дезаминирования ПА (аминоальдегиды и Н2Ог) вызывают агюптоз и проявляют противораковое и антимикробное действие, ингибируют рост некоторых видов раковых клеток, бактерий и вирусов [68].
Одним из направлений в разработке противоопухолевых препаратов является поиск синтетических аналогов ПА, действующих на ключевые ферменты обмена таким образом, чтобы скорость распада превышала скорость синтеза, образовывались цитотоксические агенты и, в конечном итоге, замедлялась пролиферация.
Активные формы кислорода и свободные радикалы - основные поражающие клетку факторы катаболизма ПА - действуют в радиусе десятков нм [31]. При этом лучшей мишенью для деструкции является ядерная ДНК [147]. Универсальность наличия ПА для всех клеток организма и локальность цитотоксической активности продуктов их распада диктуют необходимость направленной доставки молекул в раковые клетки.

Молекулярное распознавание играет ключевую роль в осуществлении реакции ферментов, рецепторов и нуклеиновых кислот с различными лигандами, которые могут модифицировать их функции. Связывание небольшой молекулы лиганда и фермента может привести к активации или ингибированию фермента. Если белок является белком-рецептором, связывание лиганда может привести к агонизму или антагонизму.
Наиболее распространён докинг “белок-лиганд”, в котором молекула рецептора представляет собой белковую макромолекулу, а молекула лиганда -малую молекулу. Несколько реже встречаются примеры белок-белкового докинга; комплексы белков и нуклеиновых кислот исследуются данным методом достаточно редко [105].
Моделирование структур мишени и лиганда в докинге
Кроме непосредственно программного пакета докинга, исследователю нужны трехмерные модели лиганда и рецептора. Трехмерная модель лиганда создается на основе его структурных формул в соответствующих программах (в частности, Hyper Chem., Dundee PRODRG2 Server), в то время как данные по трехмерной структуре макромолекул собраны в постоянно пополняющихся базах (например, Protein Data Bank. Основными источниками трехмерных структурных данных для макромолекул из числа белков и нуклеиновых кислот являются рентгеновская кристаллография и ЯМР-спектроскопия [61].
Представление лиганда
Вопрос правильной репрезентации молекул в базах данных был поднят
недавно. Для большинства программ докинга прогомерные и таутомерные
состояния маленьких молекул, которые будут состыкованы, определяются
пользователем. Как правило, генерируется структура, наиболее вероятно
доминирующая при нейтральном pH [86]. Структуры могут быть далее
адаптированы добавлением или удалением катионов водорода, при условии, если
приблизительные значения рКа известны a priori. Чрезвычайно важно