УДК 577.115.3:578.232:547.295.8
НОВЫЙ ОКСААНАЛОГ МИРИСТИНОВОЙ КИСЛОТЫ, ПОДАВЛЯЮЩИЙ РЕПЛИКАЦИЮ ВИРУСА ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА
© 1995 г. Е. Л. Водовозова, И. И. Михалев, А. А. Ржанинова*, М. М. Гараев*, Юл. Г. Молотковский
Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, 117871, Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, 16/10; * Институт вирусологии им. Д. И. Ивановского РАМН, 123098, Москва, ул. Га.малеи, 16
Поступила в редакцию 25.11.94 г.
Синтезирован ряд оксааналогов миристиновой кислоты, вещества исследованы на прот ивовирусную активность в культуре клеток МТ4, зараженных вирусом иммунодефицита человека 1 (ВИЧ-1). Полученные кислоты не оказывают токсического воздействия на неинфицированные клетки МТ4 при концентрации 100 мкМ. 14,14,14-Трифтор-12-оксатетрадекановая кислота существенно ингиби-рует размножение ВИЧ-1 (подавление репродукции вирусного антигена на 75%), другие кислоты -(12)-\Ъ-, (92Г)-13- и ('17)-\ 1-оксатетрадеценовая - противовирусного действия не оказывают.
Ключевые слова: ингибиторы ретровирусов, анти-ВИЧ-соединения, Ы-миристоилирование белков, миристоил-СоА: протеин-Ы-миристоилтрансфераза, оксааналоги миристиновой кислоты, ингибиторы миристоилирования вирусспецифических белков.
В работах последних лет показано, что многие мембранные белки имеют липидные я кори, к числу которых относится и миристат (тетрадеканоат) (см., например, обзор [1]). Удаление липидных якорей или изменение их структуры приводит к нарушению функционирования этих мембранных белков. Эукариотическая миристоил-СоА: проте-ин-]М-миристоилтрансфераза (далее - миристо-илтрансфераза, КФ 2.3.1.97) катализирует сопровождающее трансляцию [2] мирнстоилирование 1Ч-концевого остатка глицина ряда клеточных, вирусных и онкобелков [1, 3]. Сайт-специфический мутагенез остатков 01у1 в полипептидах Рг556аё вируса иммунодефицита человека 1 [4] и Рг65гав вируса лейкемии мышей [5] приводит к блокированию 1Ч-миристоилирования и протеолитического процессинга этих пробелков, что предотвращает их прикрепление к плазматической мембране, где осуществляется сборка вирусной частицы, и, таким образом, подавляет репликацию вируса.
Недавно Гордон и др. [6 - 12] показали, что репликация вирусов иммунодефицита человека и лейкемии мышей в культуре клеток СЭ4+ лимфоцитов человека ингибируется аналогами миристиновой (тетрадекановой) кислоты, содержащими гетероатом (кислорода или серы) вмесго одного из метиленовых звеньев, причем цитотоксического действия при этом не наблюдалось. Наиболее ак-
Сокращения: ВИЧ-1 - вирус иммунодефицита человека 1; СоА - коэнзим А; РМА - фосфорномолибденовая кислота; DNPH - 2,4-динитрофенилгидразин.
тивными оказались 13-окса- [6, 7] и 4-оксамирис-тиновая [8] кислоты. Эксперименты по изучению метаболизма 15 -оксамиристиновой кислоты в культурах мышиной миоцитоподобной клеточной линии (ВС3Н1) [9] и клеточной линии COS из почек обезьяны [ 10] показали, что она проникает в клетку, ацилирует СоА с помощью СоА-лигазы и является субстратом для миристоилтрансфера-зы. Эти данные хорошо согласуются с результатами, полученными в экспериментах in vitro, где изучалась субстратная специфичность миристо-илтрансферазы из Saccharomyces cerevisiae в отношении природных жирных кислот с различной длиной алифатической цепи и ряда миристоиль-ных аналогов, содержащих гетероатомы [11]. Авторы показали, что фермент специфичен в первую очередь к длине ацильной цепи, а не к ее ги-дрофобности. Также было установлено, что в молекуле фермента между центрами связывания ацил-СоА и пептида осуществляются кооперативные взаимодействия. В той же лаборатории синтезировали ряд производных 13-оксамиристата, содержащих 2-£-двойную связь и гидроксигруппу или атом фтора в разных положениях молекулы
[12]. Предполагалось, что эти дополнительные функции увеличат устойчивость кислоты к (3-окислительному расщеплению и повысят ее ан-ти-ВИЧ-активность. Однако ни одно из синтезированных веществ не было более активно по сравнению с 13-оксамиристатом. Пиджен и сотр.
[13] показали также, что ингибирующее влияние гетероаналогов миристата на репликацию ВИЧ-1
in vitro усиливается, если остаток этого аналога входит в состав фосфолипида. Так, фосфатидил-этаноламин, ацилированный двумя остатками 13-оксамиристиновой кислоты, оказался более чем в 40 раз активнее самой кислоты.
Для более детального изучения субстратной специфичности и структуры центра связывания миристоила в молекуле миристоилтрансферазы Гордон и сотр. [14, 15] синтезировали широкий набор аналогов миристиновой кислоты, включающий производные, содержащие один, два или три гетероатома (О и/или S), цис- или транс-двойные связи, тройную связь, фенильную, фуриль-ную, тиенильную и циклогексильную группы в различных положениях и комбинациях вдоль алифатической цепи. Авторы делают предположение, что углеводородная цепь миристоил-СоА располагается в гидрофобном кармане миристоилтрансферазы следующим образом: а) в районе С4 - С7 алифатическая цепь имеет изгиб, б) последовательность первых 4 или 5 атомов ацильной цепи находится в вытянутой конформации, в) концевые атомы углерода взаимодействуют с неким участком центра связывания ацил-СоА, который имеет форму конуса и проявляет избирательность в отношении длины и пространственных характеристик ацильной цепи [15].
Ингибирующее ВИЧ действие некоторых аналогов миристиновой кислоты, очевидно, заключается в том, что они являются приемлемыми субстратами для миристоилтрансферазы, однако остатки этих кислот не способны удерживать белки ВИЧ в мембране [6, 9]. По-видимому, введение в миристоильный остаток полярных функций - в данном случае решающий фактор.
Мы также предприняли поиск новых нецито-токсических ингибиторов ВИЧ - оксааналогов миристиновой кислоты. С этой целью нами были синтезированы кислоты (VI), (X), (XVI), содержащие Z-двойную связь и атом кислорода в различных положениях алифатической цепи, а также кислота (XVII) с трифторметильной группой в соположении и оксагруппой вместо С12 (схемы 1 - 4).
(72Г)-13-Оксатетрадеценовую кислоту (VI) получали исходя из 5-хлорпентановой (I) и 7-хлор-
С1(СН2)4СООН (I) С1(СН2)6СООН (IV)
j.-э J,.»
СН30(С'Н2)4С00Ме (II) I Ph3P+(CH2)6COOMe (V)
|4'5 7,8 СН30(СН2)4СНО-
СН30(СН2)4СН=СН(СН2)5С00Н
(VI)
гептановой (IV) кислот (схема 1). Метиловый эфир 5-хлорпентановой кислоты превращали в соответствующий иодид, который по реакции Виль-ямсона переводили в 5-метоксипроизводное (П), которое затем восстанавливали алюмогидридом лития; полученный спирт окисляли до альдегида (III) хлорхроматом пиридиния [16]. Из 7-хлоргеп-тановой кислоты (IV) через метиловый эфир
7-иодгептановой кислоты получали трифенилфо-сфониевую соль (V), которую вводили в реакцию Виттига с альдегидом (III) в тетрагидрофуране, используя в качестве основания гексаметилдиси-лазанид натрия. В этих условиях из алифатических карбонилсодержащих соединений образуются преимущественно 2-олефины [17]. После омыления образовавшегося эфира получали кислоту (VI) (схема 1).
Аналогичным образом была получена (72)-11-оксатетрадеценовая кислота (X) (схема 2). З-Бром-пропионовая кислота (VII) после этерификации была по реакции Вильямсона переведена в ме-тил-3-пропоксипропионат (VIII), восстановление которого алюмогидридом и последующее окисление ОН-группы хлорхроматом пиридиния привело к 3-пропоксипропаналю (IX). Последний был введен в реакцию Виттига с фосфониевой солью (V) в указанных выше условиях; после омыления сложноэфирной группы продукта реакции была выделена кислота (X).
В синтезе (92)-13-оксатетрадеценовой кислоты (XVI) (схема 3) исходили из 3-бромпропанола (XI); О-метилирование его проводили действием диазометана и эфирата трехфтористого бора, получали 3-метоксипропилбромид (XII), который переводили в фосфониевуЮ соль (ХШ). Из нее и
8-метоксикарбонилоктаналя (XV) (получен из ме-тил-9-иоднонаноата (XIV)) по описанному выше варианту реакции Виттига была синтезирована кислота (XVI).
2-Конфигурацию двойной связи в кислотах (X) и (XVI) доказывает присутствие в спектрах 'Н-ЯМР их метиловых эфиров сигналов обоих оле-финовых протонов в области 5.3 - 5.5 м. д. с константой спин-спинового взаимодействия приблизительно 10 Гц (см. "Экспериментальную часть").
Вг(СН2)2СООН (VII)
к9
т
ГРЬ3Р+(СН2)6СООМе СН3(СН2)20(СН2)2С00Ме
—-СН3(СН2)20(СН2)2СН0 (IX) СН3(СН2)20(СН2)2СН=СН(СН2)5С00Н (X)
1 - МеОН, Н+; 2 - MeCOEt, Nal; 3 - MeONa, DMSO; 4 - LiAlH4; 5 - СЮ3 • HC1 ■ Py; 6 - PPh3, MeCN; 7 - NaN(SiMe3)2; 8 - a) Pr'OH, NaOH, b) H+; 9 - CH3(CH2)2ONa
Схема!. Схема 2.
Вг(СН2)3ОН (XI) 1(СН2)8СООМе (XIV)
Вг(СН2)3ОМе (XII) ОНС(СН2)7СООМе (XV)
7,8
Вг"Р+Р113(СН2)3ОМе-
(XIII)
МеО(СН2)2СН=СН(СН2)7СООН (XVI) Схема 3.
СР3СН2ОН 12"14. СР3СН2О(СН2)10СООН (XVII)
Реагенты 6, 7, 8 - см. схемы 1, 2.
10 - СН2М2/ВР3 • Е(:20; 11 - Ме31ЧО; 12 - Ыа;
13 - Вг(СН2)10СООН; 14 - Н+
Схема 4.
В спектре эфира кислоты (VI) протоны при двойной связи не дали раздельных сигналов, однако 2-конфигурация в этом случае подтверждается данными ИК-спектроскопии - присутствием полосы поглощения при 730 см"1 и отсутствием поглощения в области 960 - 970 см"1; подобные же ИК-спектры имеют и эфиры кислот (X) и (XVI), для которых Х- кон фигу рация подтверждена данными 'Н-ЯМР. Следует заметить, что в той же области спектра могут располагаться полосы маятниковых колебаний метиленовых групп. Однако в спектре метилового эфира 13-оксамиристино-вой кислоты заметного поглощения в этой области нет (данные не приведены), что позволяет приписать полосу при 730 см"1 в спектре эфира кислоты (VI) 2-двойной связи.
14,14,14-Трифтор-12-оксатетрадекановую кислоту (XVII) получали реакцией Вильямсона из 2,2,2-трифторэтилата натрия и 11-бромундекано-вой кислоты (схема 4).
Синтезированные нами аналоги миристиновой кислоты (VI), (X), (XVI), (XVII) были исследованы на противовирусную активность в культуре клеток МТ4, зараженных ВИЧ-1, по модифицированной методике [6). В качестве отрицательного (неактивного) контрольного вещества использовали миристиновую кислоту. Образцом для сравнения была выбрана 13-оксамиристи-новая (13-окс
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.