Диссертация (Свободные и координированные ионами Pt(II), Pd(II) тетразолилуксусные кислоты как перспективные скаффолды в синтезе новых биологически активных веществ)

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВННЫЙ УНИВЕРСИТЕТИНСТИТУТ ХИМИИНа правах рукописиПротас Александра ВладимировнаСВОБОДНЫЕ И КООРДИНИРОВАННЫЕ ИОНАМИ Pt(II), Pd(II)ТЕТРАЗОЛИЛУКСУСНЫЕ КИСЛОТЫКАК ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СКАФФОЛДЫ В СИНТЕЗЕНОВЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВДИССЕРТАЦИЯна соискание учёной степени кандидата химических наукпо специальности 02.00.10 – биоорганическая химияНаучный руководитель:доктор химических наук,профессорТрифонов Ростислав ЕвгеньевичСанкт-Петербург2018ОГЛАВЛЕНИЕОбщая характеристика работы …………………………………………………..7ГЛАВА 1.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОРТЕТРАЗОЛЫКАКПЕРСПЕКТИВНЫЕАНТИПРОЛИФЕРАТИВНЫЕАГЕНТЫ …………………………………………………………………………131.1.Основныетипыифундаментальныеподходыксинтезутетразолов ………………………………………………………………………..131.2. Противоопухолевые агенты, содержащие координированные с ионамиметаллов тетразолы ………………………………………………………….….181.2.1. Комплексы металлов платиновой группы ………..………………….…181.2.2.Комплексыметалловнеплатиновойгруппыс тетразольными лигандами ………………...………………………………….251.3. Аналоги и производные природных соединений ...………………………291.3.1.Тетразолыкаканалогиприродныхцис-стибленов(комбретастатина А-4) …………...……………………………………………..291.3.2.Тетразолильныеаналогиипроизводныебиогенныхкислоти пептидов …………...…………………………………………………………..331.3.3 Тетразолильные аналоги стероидов ………...…………………………...371.4. 5-Оксо- и 5-тиотетразолы …………...……………………………………..381.5.

Другие типы ……………...…………………………………………………41ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ2.1. Приборы и методы ……………...………………………………………….502.2. Реагенты и растворители …………...……………………………………...522.3. Синтез тетразолилуксусных кислот и их производных ………………….532.3.1. Синтез эфиров тетразол-5-илуксусных кислот ………………..……….532.3.2. Синтез 2R-тетразол-5-илуксусных кислот …………………………...…552.3.3. Синтез амидов 2R-2H-тетразол-5-илуксусных кислот ……………...…562.4. Производные 5-метил-1Н-тетразол-1-илуксусной кислоты ……...…….572.4.1.

Синтез эфиров 5-метил-1Н-тетразол-1-илуксусной кислоты …...…….5722.4.2. Синтез 5-метил-1Н-тетразол-1-илуксусной кислоты ………...………...582.4.3. Синтез амидов 5-метил-тетразол-1-илуксусной кислоты …………..…582.5. Синтез аналогов аминокислот, в которых NH2-группа замещенатетразолильной группой ……………...……………………………………...…612.6. Синтез тетразол-1-ильных производных L- и D-фенилаланина ……...…622.7.Синтезкомплексовметалловплатиновойгруппыстетразолсодержащими лигандами …………………………………......………642.7.1.Синтезкомплексовхлоридапалладия(II)с2-R-тетразол-5-илуксусными и 5-метил-тетразол-1-илуксусной кислотой………….......……642.7.2. Синтез комплексов хлоридов платины(II) и палладия(II) с эфирамитетразолилуксусных кислот …...……………………………………………….652.7.3.

Синтез комплексов хлоридов платины(II) и палладия(II) с амидамитетразолилуксусных кислот …...……………………………………………….692.8. Взаимодействие комплексов с ДНК …………...………………………….722.8.1. Исследования методом УФ-спектроскопии …...………………………..732.8.2. Исследования методом спектроскопии кругового дихроизма …...……732.8.3. Исследование термической денатурации ДНК …………..…………….742.8.4. Исследование электрофоретической подвижности ………...………….712.8.5. Исследование вязкости …………………………...……………………...712.8.6.ИсследованиевзаимодействиякомплексовсДНКметодоммолекулярного докинга …………………………………………………………722.9.

Взаимодействие комплексов с бычьим сывороточным альбумином2.9.1. Спектральные исследования ………………...………………………….752.9.2.ИсследованиевзаимодействиякомплексовсБСАметодоммолекулярного докинга …………………………………………………………762.10. Изучение противовирусной активности соединений ………….……….762.11 Цитотоксическое определение жизнеспособности опухолевых клетокHT-29, MDA-MB-231 и RC-124 (для соединений 27-31) ……………………..782.12. Биологические эксперименты для соединений 25, 26, 33, 34, 37-40(анализ клеточной культуры и цитотоксичности в клетках MCF-7) ……..….7832.12.1.

Колориметрические тесты оценки жизнеспособности клеток …….....792.12.2. Исследование клеточного цикла ………………………………...……..80ГЛАВА 3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ3.1.Синтез тетразолилуксусных кислот и их производных …………………..823.1.1Синтез1Н-тетразол-1-ил-и2Н-тетразол-5-илуксусныхкислоти их производных ……………………………………………...………………..823.2. Синтез аналогов аминокислот, в которых α-NH2-группа замещена на 1Нтетразол-1-ильный фрагмент ……………………………………..…..………...863.3. Синтез тетразол-1-ильных производных L- и D-фенилаланина ......…….883.4. Синтез и свойства комплексов Pd(II) и Pt(II), содержащих тетразольныелиганды …………………………………………………………………………..913.4.1.Синтезкомплексовпалладия(II)иплатины(II)с тетразолилуксусными кислотами и их производными …………..………....913.4.2.

Спектральные характеристики транс-комплексов Pt(II), Pd(II) стетразолилуксусными кислотами и их производными ……………..…….…..933.4.3. Рентгенографические исследования комплексов …………..…….…….953.4.4.Термическийанализкомплексовпалладия(II)с тетразольными лигандами ……………...…………………………………...1003.5. Взаимодействие комплексов Pt(II), Pd(II) с тетразолилуксуснымикислотами в качестве лигандов с некоторыми биополимерами ………..…..1043.5.1. Взаимодействие с ДНК …………………...…………………………….1043.5.1.1. Исследование методом УФ-спектроскопии ………...………………1043.5.1.2.

Исследование методом спектроскопии кругового дихроизма …......1103.5.1.3. Термическая денатурация ДНК …………………...…………………1123.5.1.4. Исследование методом вискозиметрии …………………...…………1153.5.1.5. Исследование методом гель-электрофореза …………………...……1173.5.1.6.МолекулярныйдокингкомплексовPd(II)иPt(II)с додекамером ДНК d(CGCGAATTCGCG)2 …………………...…………….1193.5.2. Исследование взаимодействия между БСА и комплексами металлов спроизводными тетразолилуксусных кислот ………………………………....12043.5.2.1.ИсследованиевзаимодействияметаллокомплексовсБСАметодом УФ-спектроскопии …………………………………………………..1203.5.2.2 Метод флуоресцентной спектроскопии ………………...……………1263.5.2.3.

Определение места связывания тетразолсодержащих комплексовметаллов с БСА методом молекулярного докинга ..........................................1333.6. Оценка противоопухолевой активности тетразолсодержащих комплексовPt(II) и Pd(II) in vitro ………………..…………………………………….……136ВЫВОДЫ ……………………………………………………………………...138ЛИТЕРАТУРА........…………………………………………………………….1415ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ1Н ЯМР13– cпектроскопия ядерного магнитного резонанса на ядрах 1НС{1H} ЯМР – спектроскопия ядерного магнитного резонанса на ядрах 13СМТТ– 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолий бромидВЭЖХ– высокоэффективная жидкостная хроматографияДМСО– диметилсульфоксидДМФА– диметилформамидДСК– дифференциальная сканирующая калориметрияIC50– концентрация, вызывающая ингибирование пролиферацииклеток на 50%КД– круговой дихроизмРСА– рентгеноструктурный анализТГФ– тетрагидрофуранУФ– электронная спектроскопия в ультрафиолетовом диапазонеТТ–титус телёнкаTrxR–тиоредоксинредуктаза6ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы:Тетразолы,редковстречающиесявживойприроде,являютсяизвестными фармакафорами и широко используются при разработке новыхвысокоэффективных лекарственных средств [1-8].

Тетразолильный фрагментявляется биоизостерическим аналогом карбоксильной, цис-амидной инекоторых других функциональных групп [1-4]. Известно, что введениететразолильного фрагмента в молекулу биологически активного субстратанередко способствует повышению его эффективности и увеличениюпролонгируемости действия при снижении общей токсичности. На основететразолов был получен ряд высокоэффективных лекарственных препаратовразличногодействия:лазартан,вальсартан,цефазолин,агонистыиантагонисты глутаматных рецепторов и др.[2,3].Тетразолилуксусные кислоты и их производные можно рассматриватькак аналоги природных аминокислот, в которых аминогруппа замещена натетразолильныйфрагмент,чтопозволяетрассматриватьихкакперспективные скаффолды в синтезе новых биологически активных веществ.абвгСхема 1.1.

Структурные изомеры тетразолилуксусных кислот: а – тетразолильныйфрагмент находится в α-положении по отношению к карбоксильной группе (замещениеамино-группы); б – тетразолильный фрагмент находится в боковой цепи аминокислоты(замещениедругихфункциональныхгрупп);в–тетразолсодержащиеаналогинепротеиногенных аминокислот (например, тетразолсодержащий аналог γ-аминомаслянойкислоты, в котором тетразолильный фрагмент замещает карбоксильную группу (г)).7Различныеизомерыданныхсоединенийобладаютхорошейрастворимостью в водных средах, могут выступать в качестве кислоты иоснования, а также обладают способностью эффективно участвовать вразличных межмолекулярных взаимодействиях. Кроме того, варьируязаместители у атома азота тетразольного цикла можно добиться оптимальнойлипофильностиданныхсоединений.Несмотрянаочевиднуюперспективность данных соединений как ключевых скаффолдов приразработке новых биологически активных веществ, исследований в этойобласти недостаточно.Координационные соединения тетразолов и ионов перехоодныхметаллов с тетразолилуксусными кислотами также могут проявлятьзначительную биологическую активность.Цель работы: Создание перспективных биологически активныхвеществ на основе свободных и координированных с ионами Pt(II), Pd(II)тетразолилуксусных кислот.

Для достижения поставленной цели необходимобыло решить следующие задачи:▪ Синтезировать и охарактеризовать тетразол-1-ил- и тетразол-5илуксусные кислоты, их производные;▪ Синтезировать и охарактеризовать комплексные соединения Pt(II),Pd(II), содержащие в качестве лигандов тетразолилуксусные кислоты иих производные;▪ Исследовать взаимодействие тетразолсодержащих комплексов Pt(II) иPd(II) с биологическими мишенями противораковых препаратов – ДНКи альбумином.▪ Оценить противовирусные свойства полученных тетразолильныханалоговаминокислоткоординационныхисоединенийцитотоксическуютетразолилуксусныхактивностькислотсхлоридами платины(II) и палладия(II).8Объекты исследования: Тетразол-1-ил- и тетразол-5-илуксусныекислоты и их производные, тетразолильные аналоги аминокислот, а также ихкомплексы с хлоридами(II) и палладия(II).