w
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 1995, том 21, M 8, с. 625 - 631
УДК 547.854.4'455.466.057
СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИРИМИДИНОВЫХ 2'-ДЕЗОКСИНУКЛЕОЗИДОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ОСТАТКОМ ХИНАЛЬДИНОВОЙ кислоты
© 1995 г. Л. В. Эктова, И. В. Ярцева, Е. В. Хорошева, Т. П. Иванова, Н. П. Яворская, С. Я. Мельник*
Онкологический научный центр им. H.H. Блохина РАМН, 115478, Москва, Каширское шоссе, 24
Поступила в редакцию 27.10.94 г.
Синтезированы О-хинальдиноильные производные тимидина, 2'-дезоксиуридина и 5-триметилси-лил-2'-дезоксиуридина. В результате взаимодействия 5'-амиио-5'-дезокситимидина с пентафторфе-ниловым эфиром хинальдиновой кислоты или с 4-(хинолин-2-карбониламиио)масляной кислотой получены 5'-дезокси-5'-(хинолин-2-карбопила мино)- и 5'-дезокси-5'-[(хи нолин-2-карбониламино)бу-тироиламино1тимидин. Антипролиферативные свойства в отношении клеток CaOv in vitro найдены у большинства синтезированных производных нуклеозидов с хинальдиновой кислотой (CESÜ ~ i О""5 М). З'-О-Хинальдиноилтимидин обладает противоопухолевой активностью in vivo. С использованием метода флуоресцентных зондов изучено взаимодействие 3'- и 5'-0-хинальдиноил-, а также 3',5'-ди-О-хинальдиноилтимидина с ДНК.
Ключевые слова: пиримидиновые 2'-дезоксинуклеозиды, хинальдиновая кислота, синтез, цито-токсичность, противоопухолевые свойства, влияние на структуру ДНК.
В литературе имеются сведения о том, что введение ацильного остатка в молекулу нуклеозида приводит к появлению у аналога противоопухолевой активности [1] или к ее усилению по сравнению с активностью исходного нуклеозида-ан-тиметаболита 12-4]. Продолжая исследования по модификации пиримидиновых нуклеозидов по углеводному остатку с использованием производных гетероарилкарбоновых кислот [5, 6], мы изучили взаимодействие 2'-дезоксинуклеозидов - тимидина, его 5'-амино-5'-дезоксианалога, а также 2'-дезоксиуридина и его 5-триметилсилилпроиз-водного - с производными хинальдиновой кислоты, исследовали антипролиферативные свойства синтезированных аналогов и их влияние на структуру ДНК из эритроцитов цыпленка.
При взаимодействии хлорангидрида хинальдиновой кислоты с незащищенными 2'-дезоксинук-леозидами (I), (VI) и (VIII) в присутствии DMAP в хлористом метилене при 20 - 22°С образуются
Сокращения: DCC - 1,3-дициклогексилкарбодиимид, DMF — NjN-диметилформамид, THF - тетрагидрофуран, DMAP - 4-циметиламииопиридин, F.EDQ - 2-этокеи-1-оток-сикарбонил-1,2-дигидрохинолин, Hst - Hoechst 33258, три-гидрохлорид 2'-(4-гидроксифенил)-5-(4-метил-1-пиперази-Нил)-2,5'-бн-Ш-бензимидазола, EtdBr- бромистый этидий.
* Автор для переписки.
З'Д'-ди-О-ацильны0. производные (II), (VII) и (IX) соответственно с выходом 80 - 90%. Для получения 5'-0-ацильного производного мы воспользовались реакцией Мицунобу [7]: из тимидина (VIII) и хинальдиновой кислоты в THF в присутствии ди-зтилазодикарбоксилата синтезировали З'-О-хи-нальдиноилтимидин (XV) с выходом 20%. В дальнейшем для синтеза монозамещенных дезокси-нуклеозидов в качестве исходных использовали 5'-0-тритил- (III), (X) или З'-О-ацетилнуклеозиды (Х1П). Взаимодействие их с хлорангидридом хинальдиновой кислоты и последующее деблокирование в кислой среде привели к соединениям (V), (XII) и (XV). Чтобы получить производное с амид-ной связью, 5'-амино-5'-дезокситимидин (XVI) [8,9] вводили в реакцию с пентафторфениловым эфиром хинальдиновой кислоты в этил ацетате, что привело к 5'-дезокси-5'-(хинолин-2~карбонилами~ но)тимидину (XVII) с выходом 40%.
Осуществлен также синтез 5'-дезокси-5'-[(хи-нолин-2-карбониламино)бутироиламино]тимиди-на (XIX), в котором остаток хинальдиновой кислоты присоединен к нуклеозиду с использованием в качестве мостика 4-аминомасляной кислоты. Это давало возможность оценить влияние удаленности модифицирующей группы от углеводного цикла нуклеозида на цитотоксичность
ЭКТОВА и др.
626
синтезируемого аналога. С этой целью И-оксисук-цинимидный эфир хинальдиновой кислоты [10] конденсировали с 4-аминомасляной кислотой и образующуюся 4-(хинолин-2-карбониламино)масля-ную кислоту (XVIII) вводили в реакцию с 5'-амино-нуклеозидом (XVI) в ТНР в присутствии ЕЕБС>.
О
R"
(I) R = H, R1 = R" = OH
(П) R = H, R' = R" = OQn
(III) R = H, R' = OTr, R" = OH
(IV) R = H, R' = OTr, R" = OQn
(V) R = H, R' = OH, R" = OQn
(VI) R = SiMe3, R' = R" = OH
(VII) R = SiMe3, R' = R" = OQn
(VIII) R = CH3, R' = R" = OH
(IX) R = CH3, R' = R" = OQn
(X) R = CH3, R' = OTr, R" = OH
(XI) R = CH3, R' = OTr, R" = OQn
(XII) R = CH3, R- = OH, R" = OQn
(XIII) R = CH3, R' = OH, R" = OAc
(XIV) R = CH3, R' = OQn, R" = OAc
(XV) R = CH3, R' = OQn, R" = OH
(XVI) R = CH3, R' = NH2, R" = OH
(XVII) R = CH3, R' = NH-QnR" = OH
(XIX) R = CH3, R' = NHCO(C2H)3NH-Qn, R" = OH
Строение синтезированных соединений изучено спектральными методами. Наличие в спектрах 'Н-ЯМР (табл. 1) синтезированных соединений сигнала протона при атоме азота а также сигналов хинальдиноильных протонов подтверждает присоединение хинальдиновой кислоты именно к углеводной части молекулы. Соотношение интегральных интенсивностей сигналов углеводных и хинальдиноильных протонов свидетельствует о наличии в молекуле соединений (IV), (V), (XI), (XII), (XIV), (XV), (XVII) и (XIX) одного, а у соединений (II), (VII) и (IX) двух ацильных остатков. В спектрах производных (V) и (XII) сигнал протона НЗ' смещен в слабое поле на =1 м. д. по сравнению с нуклеозидами (XV) и (XVII), что обусловлено дезэкранирующим эффектом З'-О-
ацильной группы. У нуклеозида (XV) дезэкрани-рующее влияние ацильного остатка вызывает слабопольный сдвиг сигналов протонов Н5'а и Н5'б на =0.5 - 0.7 м. д. по сравнению с соединением (XII), что согласуется с приписываемой ему структурой 5'-0-ацильного производного. В спектрах 3',5'-ди-0-хинальдиноилнуклеозидов (II), (VII) и (IX) наблюдается смещение в слабое поле сигналов протонов НЗ', Н5'а и Н5'б по сравнению с 3'- (XV), (XVII) и 5'-0-незамещеиными соединениями (V), (XII).
Антйпролиферативное действие синтезированных соединений изучено на культуре клеток карциномы яичника человека CaOv (табл. 2). По казано, что производные нуклеозидов и хинальдиновой кислоты, содержащие как один ((V), (XII), (XV)), так и два О-хинальдиноильных остатка ((II), (Vil), (IX)), а также амидопроизводное (XVII) подавляют включение тимидина в ДНК клеток на 70 - 82%. Исключение составляет соединение (XIX), которое, как и свободная хиналь-диновая кислота, не обладает антипролифератив-ной активностью.
При изучении противоопухолевой активности in vivo показано, что З'-О-хинальдиноилтимидин (XII) при пятикратном внутрибрюшинном введении в дозе 100- 150 мг/кг тормозит рост солидных опухолей - карциномы легкого Льюис LLC и аде-нокарциномы Са755 - на 70 - 87 и 60 - 64% соответственно. Активность 5'-0-хинальдиноилтими-дина (XV) выражена слабее; в дозе 120 - 200 мг/кг при аналогичном режиме введения торможение роста опухоли LLC составляет 50 - 68%. Оба соединения не оказывают терапевтического воздействия на лимфолейкоз Р388.
С использованием метода флуоресцентных зондов изучено влияние соединений (IX), (XII) и (XV) на структуру ДНК из эритроцитов цыпленка. В качестве флуорофоров выбраны Hoechst 33258 и EtdBr, отличающиеся друг от друга типом связывания с ДНК: Hst связывается за счет водородных связей на внешней стороне малой бороздки, a EtdBr интеркалирует в ДНК и изменяет шаг двойной спирали [11, 12]. Были изучены спектры флуоресценции и поляризации флуоресценции при титровании комплекса ДНК-нуклеозид-Hst эти-дийбромидом. Показано, что 3'- (XII) и 5'-0-хи-нальдиноилтимидин (XV) препятствуют тушению флуоресценции Hst при титровании этидий-бромидом: интенсивность флуоресценции падает на 10 -12% (для сравнения - в случае 3',5'-ди-0-хи-нальдиноилтимидина (IX) - на 40%, в контроле -на 80 - 90%) (рис. 1). Изменение полуширины спектра флуоресценции и наличие длинноволнового сдвига максимума флуоресценции (данные не приводятся) указывают на увеличение подвижности Hst в изучаемом комплексе в присутствии нуклеозидов.
Таблица 1. Данные спектров 'Н-ЯМР синтезированных соединений в СОС13 (соединений (V), (XVIII) - в СЮ300, (XVII), (XIX) - в О.М80 г/,.)
Соеди-
Химические сдвиги, 5, м. д.
нение Н6 НГ Н2'а Н2'б НЗ' Н4' Н5'а Н5'б Другие протоны
(II) 8.73 8.53 6.79 3.10 2.82 5.80 4.73 4.93 4.67 8.36д, 8.34д, 8.33д, 8.27д, 8.18д, 8.09д, 7.94м, 7.91м,
с Д т м м м м м м 7.82м (2Н), 7.69м (2Н) ДОп); 5.48д (5Н)
(IV) 8.40 . 7.80 6.52 2.54 2.82 5.81 4.43 3.71 3.55 8.33д, 8.30д, 8.14д, 7.90м, 7.81м, 7.67м (С)п): 7.45 - 7.20
с Д т м м м м м м (Тг); 5.39д (Н5)
(V) 8.48 8.10 6.52 2.51 2.73 5.72 4.42 3.98 3.94 8.48д, 8.27д, 8.22д, 8.00м, 7.87м, 7.73м (Оп); 5.77д (Н5)
с Д т м м м м м м
(VII) 8.32 7.87 6.77 3.44 3.13 5.97 4.98 5.13 4.89 8.51д, 8.49д, 8.37д, 8.35д, 8.33д, 8.21д, 8.08дд, 8.05дд,
с с т м м м м м м 8.00м, 7.95м, 7.86м, 7.84м (2С>п); 0.18 ф Ме3)
(IX) 9.08 8.08 6.80 3.22 2.79 5.82 4.72 4.90 4.70 8.34д, 8.33д, 8.32д, 8.27д, 8.19д, 8.04д, 7.93м, 7.91м,
с с т м м м м м м 7.82м, 7.79м, 7.68м (2Н) (2С)п); 1.25с (СН3)
(XI) 8.47 7.66 6.59 2.59 2.78 5.82 4.41 3.64 3.58 8.31д, 8-28д, 8.13д, 7.89м, 7.80м, 7.66м (С)п);
с с т м м м м м м 7.50 - 7.20 (Тг); 1.46с (СН3)
(XII) 8.50 7.56 6.40 2.63 2.70 5.74 4.38 4.07 4.03 8.33д, 8.31д, 8.15д, 7.90м, 7.81м, 7.67м (Оп); 1.94с (СН3)
с с т м м м м м м
(XIV) 8.86 8.02 6.61 3.05 2.46 5.42 4.43 4.76 4.59 8.36д, 8.25д, 8.01д, 7.92д, 7.78м, 7.68м (Оп); 2.15с (ОАс);
уш. с с дд м м уш. д м ДД ДД 1.23д (СН3)
(XV) 8.97 7.84 6.59 2.79 2.43 4.63 4.39 4.73 4.57 8.34д, 8.21 д, 8.06д, 7.90м, 7.77м, 7.65м (Оп); 3.62с (ОН);
с с т м м м м м м 1.37с (СН3)
(XVII) 9.03 7.55 6.19 2.07 -2.24 4.31 4.02 3.65* 8.57д, 8.18д, 8.13д, 8.08д, 7.87м, 7.72м (С)п); 5.37уш.с
с с т м м м м (З'-ОН); 1.74 (СН3)
(XVIII) — - - - - - - - - 8.44д, 8.18д (2Н). 8.16д, 7.94д, 7.81м, 7.64м (<2п); 3.54м (Ш-СНг), 2.43т (СН2-ЫН), 1.99м (О-Щ^СИ;,)
(XIX) 8.05 7.46 6.12 2.00 -2.15 4.14 3.75 3.20- 3.60** 8.55д, 8.14д (2Н), 8.07д, 7.87м, 7.71м (Оп); 8.95т (ЫН),
уш. с с т м м м м 3.20 - 3.60**м (ЫН-СН2), 2.20м (СН2-ЫН), 1.04м (СН
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.