научная статья по теме N6-ДИПЕПТИДНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ N12-РИБОЗИЛ-ИНДОЛО[2,3-A]КАРБАЗОЛА Химия

БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 2014, том 40, № 1, с. 12-19

УДК 547.759.3'455.522+547.466.2

Л6-ДИПЕПТИДНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ Л12-РИБОЗИЛ-ИНДОЛО[2,3-а]КАРБАЗОЛА

© 2014 г. О. В. Горюнова*, #, Г. М. Захарчук*, О. С. Жукова*, Л. В. Фетисова*, Н. Е. Кузьмина**

*ФГБУ "Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина" РАМН, 115478, Москва, Каширское шоссе, 24 **ФГБУ Научный центр экспертизы средств медицинского применения МЗ РФ, Москва Поступила в редакцию 18.03.2013 г. Принята к печати 29.04.2013 г.

В качестве потенциальных противоопухолевых агентов синтезированы Ж-производные _М2-рибози-линдоло[2,3-а]пирроло[3,4-с]карбазол-5,7-диона, в которых атом N6 пиррольной части гетероцикла включен в дипептидный остаток общей формулы > Ж-(СН2)п-СО-А1а/РА1а-ОМе (п = 2 или 3). Данные соединения получены путем взаимодействия 13-метил-12-(2,3,4-три-О-ацетил-Р-0-рибопира-нозил)индоло[2,3-а]фурано[3,4-с]карбазол-5,7-диона с дипептидами, имеющими свободную ^концевую аминогруппу, в DMF при 130°С, при этом атом азота аминогруппы пептида замещает кислород О6 в фурановом кольце гетероцикла и встраивается в виде имидного атома азота пиррола N6. Изучена способность полученных соединений подавлять рост клеток карциномы яичников человека линии $КОУ3, только производное с радикалом >Ж-(СН2)3-СО-Х-А1а-ОМе проявило цитотоксическую активность с ингибирующей концентрацией 1С50 = 8 мкМ.

Ключевые слова: индоло[2,3-а]карбазол, N-рибозид, дипептидные производные, синтез, цитотоксиче-ская активность.

DOI: 10.7868/S0132342314010047

ВВЕДЕНИЕ

Молекулы, содержащие гетероциклическое ядро индолокарбазола, обладают широким спектром биологического действия: противовирусным, антибактериальным, противопаразитарным, а также противовоспалительным, иммуномодулирующим и проч. [1]. Противоопухолевая активность наиболее выражена у N-гликозидов индоло[2,3-а]пирро-ло[3,4-с]карбазол-5,7-диона (ИПК), как, например, у производного полученного микробиологическим путем антибиотика ребеккамицина — бекатекарина и его синтетического аналога эдоте-карина, проходящих за рубежом II—III фазу клинических испытаний [2—4]. До настоящего времени не прекращается поиск новых соединений класса ИПК в качестве потенциальных противоопухолевых агентов [5—7]. Показано, что активность производных ИПК обусловлена их взаимодействием на клеточном уровне с протеинкиназами А и С, циклинзависимыми киназами, топоизомеразами I и II, ДНК — т.е. с клеточными элементами, которые обеспечивают прохождение в клетку сигна-

Сокращения: GABA — у-аминомасляная кислота; IC — ин-гибирующая концентрация; TEA — триэтиламин; ИПК — индоло[2,3-а]пирроло[3,4-с]карбазол-5,7-дион.

#Автор для переписки (тел.: +7 (495) 612-86-16; эл. почта: o.goryunova@mail.ru).

лов роста и запуска процессов митоза или апопто-за [8, 9]. Характер воздействия данных соединений на опухолевые клетки зависит в первую очередь от природы заместителей при атомах азота N12, N13 и N6 гетероцикла соответственно (формула).

Ъ

о^ ь N 5 O

1^1 \13

N К'

I

X У

Формула производных ИПК, где X, У и Ъ — заместители различной природы при атомах азота N6, N12 и N13.

Наиболее разнообразны по структуре и влиянию на спектр цитотоксической активности производные ИПК, содержащие заместители при атоме азота N6 пиррольной части гетероцикла [10—12]. Введение в молекулу ИПК углеводного остатка, связанного ^гликозильной связью с ин-дольным атомом азота N12 агликона, значительно улучшает растворимость ИПК. Влияние строения углеводного остатка ^гликозидов ИПК на их цитотоксическую активность изучено на пане-

9

ли 60 видов опухолевых клеток человека: более выраженную активность обнаружили ^-пенто-зильные производные по сравнению с ^галакто-зильным [13]. В работах [14, 15] получены производные ИПК, в которых заместителем X является остаток Ь-Л1а, связанный с атомом азота N12 через углеводородный мостик—(СН2)п—, где п = 3—5, (У= = Ме, Z = Н (формула)). Указанные соединения обнаружили ингибирующую активность в отношении протеинкиназы С, в частности, при п, равном 3, индекс 1С50 был равен 38 нМ, а при п = 4 составил 9.6 нМ. Ингибирующие свойства полученных соединений авторы связывают со способностью аланина подавлять активность регулятор-ного домена протеинкиназы С.

С целью поиска новых цитотоксических препаратов на основе индолокарбазола в настоящей работе получены производные ИПК, содержащие при атоме азота N12 Р-рибопиранозильный остаток

и при атоме азота N6 — дипептидный фрагмент с общей формулой >N6-(CH2)n-CO-Ala/ßAla-OMe, где n = 2 или 3. Изучена способность полученных соединений подавлять рост клеток карциномы яичников человека линии SKOV3.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Дипептидные производные N-рибозида ИПК (IVa—е) получали по методу [16] путем взаимодействия при 130°С в растворе DMF 13-метил-12-(2,3,4-три-О-ацетил^-^-рибопиранозил)ин-доло[2,3-а]фурано[3,4-с]карбазол-5,7-диона (III) с дипептидами общей формулы HCl • H2N-(CH2)n-COAla/ßAla-OMe, где n = 2 или 3 (IIa-e) (см. схемы 1 и 2). В результате реакции атом азота N-концевой аминогруппы пептида замещает кислород O6 в фурановом кольце гетероцикла и встраивается в виде имидного атома азота пиррола N6.

Boc-HN-(CH2)n-COOH + HCl ■ H2N-[C2H4]-COOMe

n = 2 Boc-ßAla [C2H4] = CH2CH2 ßAla-OMe

n = 3 Boc-GABA [C2H4] = (S)-CH(Me) L-Ala-OMe

[C2H4]= (Ä)-CH(Me) D-Ala-OMe (Ia—e), R = Boc (IIa-e), R = HCl • H

R-ßAla-ßAla-OMe (Ia), (IIa) R-ßAla-L-Ala-OMe (Ib), (IIb) R-ßAla-D-Ala-OMe (Ic), (IIc) R-GABA-L-Ala-OMe (Id), (IId) R-GABA-D-Ala-OMe (Ie), (IIe)

(i) (CH3)2CH-CH2-O-COCl, THF, DMF, TEA, -10°C;

(ii) HCl, 1,4-диоксан.

Схема 1. Синтез дипептидов.

о^ .а /О

Z

о^ „Nv /D

+ HCl • h2n-z (IIa-e)

(i) TEA, DMF 130°C _ (II) K2CO3," MeOH

OAc

OAc

(III)

= OR OR

(IVa-e) R = Ac; (Va-e ) R = H:

Z = -(CH2)2-CO-ßAla-OMe (а), -(CH2)2-CO-Z-Ala-OМе (b), -(CH2)2-CO-D-Ala-OМе (c), -(CH2)3-CO-Z-Ala-OМе (d), -(CH2)3-CO-D-Ala-OМе (e). Схема 2. Получение Ж-дипептидных производных N12-рибопиранозил-ИПК.

Исходный О-ацетилированный ß-рибозид фу-ранокарбазола (III) был получен по методу, разработанному в лаборатории химического синтеза РОНЦ им. Н.Н. Блохина [17]. Пептиды (1а—е) синтезировали методом смешанных ангидридов с использованием изобутилхлорформиата [18], исходя из Вос-производных ßAla и GABA, полученных по методу [19], и хлоргидратов метиловых эфиров ßAla, L- или D-Ala (схема 1) [20]. Характеристики синтезированных пептидов представлены в табл. 1. Удаление Вос-защитной группы пептидов (Ia—e) проводили действием HCl в диокса-не [21]. Хлоргидраты пептидов (IIa—e) выделяли с количественными выходами и без дополнительной очистки использовали на стадии конденсации с фуранокарбазолом (III). Удаление ацетильной защитной группы углеводного остатка полученных дипептидных производных (IVa—е) проводили действием поташа в абсолютном метаноле с последующей обработкой катионитом Dowex 50 (H+) [17]. Результаты представлены в табл. 2, 3.

Для очистки синтезируемых продуктов использовались рутинные методы органической химии, в том числе препаративная ТСХ на силикагеле с подбором систем растворителей. На всех этапах синтеза чистота соединений контролировалась с помощью аналитической ТСХ на силуфоле, а для пептидных производных ИПК (IVi—e) и (М—e) также методом обращенно-фазовой ВЭЖХ (табл. 2).

Структура полученных соединений была подтверждена данными 1Н-ЯМР- и масс-спектрометрии (табл. 1—3). Структурную интерпретацию спектров ЯМР проводили с учетом значений химических сдвигов сигналов, их мультиплетности, а также на основе библиотечных спектральных данных программы ACD/I-labs [22].

1Н-ЯМР-спектр ацетилрибозида фуранокарба-зола (III) соответствовал литературным данным [17]. В спектрах пептидных производных ацетилрибозида ИПК (IVi—e) в области 9.19—7.35 м.д. наблюдались (в направлении сильного поля) сигналы Н8, Н4, Н11, Н1, Н2, Н10, Н3, Н9 протонов гетероциклической части молекулы. По сравнению с исходным фуранокарбазолом (III) порядок расположения и вид сигналов протонов агликона не изменились, но наблюдалось смещение в сильное поле сигналов протонов агликона и углеводного цикла, которое не превышало 0.2 м.д. Исключение составили слабопольные сигналы протонов Н8 и Н4, которые незначительно переместились в слабое поле. Сигнал аномерного протона углеводного остатка в виде дублета для всех пептидных производных (IVa—e) был расположен в области 6.1 м.д. с константой спин-спинового взаимодействия JV2 9.3—9.5 Гц, что подтверждает сохранение ß-конфигурации N-рибопиранозиль-ного фрагмента молекул. Данные 1Н-ЯМР-спек-тров дипептидов (Ia—e, в DMSO-J6) и ацетилри-

бозидов ИПК (IVa-e, в CDCl3) представлены в табл. 1 и 3. Так как спектры были получены с использованием разных растворителей, встраивание дипептидов в гетероцикл сопровождалось слабо-польным смещением сигналов метиленовых протонов группы —(CH2)2—CO— и —(CH2)3—CO—, т.е. фрагментов первой аминокислоты ßAla или GABA соответственно. Смещение было тем значительнее, чем ближе к гетероциклу располагались метилено-вые группы. Для удаленной аминокислоты слабо-польное смещение на 0.1 м.д. наблюдалось только для дублета метильной группы при асимметрическом центре L- и D-аланина для GABA-производ-ных (IVd, e). Дублет протона при атоме азота пептидной связи для этих же соединений (IVd, e) имел химический сдвиг 6.62 м.д., а для производных ßAla (IVi-c) был смещен в сильное поле на 0.2—0.3 м.д. В спектрах 1Н-ЯМР дезацетилиро-ванных рибопиранозидов (Va—e), снятых в DMSO-äf6, как и следовало ожидать [17], значительное смещение в сильное поле претерпевают сигналы протонов углеводного остатка: для 2', 3' и 4' протонов смещение составило 1.1—1.2 м.д., для геминальных протонов 5'а и 5'b оно не превысило 0.27 м.д. Положение аномерного протона практически не изменилось. Положение сигналов протонов аминокислотных остатков не претерпело существенных изменений, кроме сигнала протона —NH— пептидной связи: он переместился в слабое поле в область 8.3 м.д. Следует отметить, что только для GABA-производных, имеющих в своем составе оптические изомеры L-Ala (Vd) и D-Ala (Ve), положение сигналов и протонов и ме-тильных групп

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.