CC BY
24
УДК 615.3:547.854.4
ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ МЕТИЛИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 1-(БЕНЗИЛОКСИМЕТИЛ)-5-(АРИЛАМИНО)-УРАЦИЛА, ОБЛАДАЮЩИХ АНТИ-ВИЧ-1 АКТИВНОСТЬЮ
А. А. Лобачев, А. А. Озеров, М. С. Новиков, А. И. Луганченко, Т. Хартман, Р. У. Букхайт
Волгоградский государственный медицинский университет, Научно-исследовательский институт фармакологии, ImQuestBioScience Inc. (США)
Триметилсилильной модификацией метода Гилберта-Джонсона синтезированы новые замещенные производные 1-(бензилоксиметил)-5-(ариламино)урацила. Обнаружено, что уровень анти-ВИЧ-1 активности метилированных 5-(бензиламино)производных зависит от положения метильной группы: 3,5-диметилбензиламинопроизводное оказалось значительно активнее, чем соответствующие а- или N-метилированные изомеры.
Ключевые слова: противовирусная активность, ВИЧ-1, урацил, пиримидин.
OPTIMIZATION OF THE STRUCTURE OF METHYLATED 1-(BENZYLOXYMETHYL)-5-(ARYLAMINO) URACIL DERIVATIVES WITH ANTI-HIV-1 ACTIVITY
A. A. Lobachev, A. A. Ozerov, M. S. Novikov, A. I. Luganchenko, T. Hartman, R. W Buckheit
New substituted derivatives of 1-(benzyloxymethyl)-5-(arylamino)uracil were synthesized by trimethylsilyl modification of Gilbert-Johnson method. The level of anti-HIV-1 activity of methylated 5-(benzylamino) derivatives depends on the site of methylation: 3,5-dimethylbenzylamino derivatives were found to be more active than corresponding a- or N-methylated isomers.
Key words: antiviral activity, HIV-1, uracil, pyrimidine.
Ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы ВИЧ-1, имеющие пиримидиновую природу, представляют собой перспективный класс лекарственных средств высокоинтенсивной антиретровирусной терапии. В последние годы среди этих веществ были выявлены новые №-замещенные производные урацила, обладающие анти-ВИЧ-1 активностью in vitro в наномолярном диапазоне [3]. №,С5-Дизамещенные производные пиримидиновых оснований, в том числе урацила, также представляют значительный интерес в качестве потенциальных антиретровирусных агентов. Ранее нами был осуществлен синтез производных 1-(бензилокси-метил)урацила, содержащих фрагменты ароматических и арилалифатических аминов в положении С5 пиримидиновой системы, при этом производные 5-(фенилами-но)-, 5-(бензиламино)- и 5-(фенетиламино)урацила продемонстрировали способность подавлять цитопатический эффект ВИЧ-1 в культуре Т-лимфоцитов в микромолярных концентрациях [2]. Дальнейшая структурная модификация этих веществ может привести к усилению их противовирусной активности.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Осуществить синтез новых метилированных производных 1-(бензилоксиметил)-5-(фениламино)-, 5-(бен-зиламино)- и 5-(фенетиламино)урацила и исследовать их анти-ВИЧ-1 активность in vitro. На основании выявленных закономерностей структура-активность определить наиболее перспективные соединения для дальнейшей химической модификации с целью поиска новых потенциальных лекарственных веществ для лечения ВИЧ-1 инфекции.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Синтез новых соединений был осуществлен по описанной нами ранее схеме, включающей первоначальное аминирование 5-бромурацила ароматическими и арилалифатическими аминами и последующее ^-алкилирование триметилсилилпро-изводных 5-(ариламино)урацилов высокореакционноспособными а-хлорэфирами по методу Гилберта-Джонсона [1].
Изучение противовирусной активности синтезированных соединений в отношении ВИЧ-1 in vitro проводили в культуре CEM-SS-клеток, которые суспендировали в питательной среде в количестве 105 кле-ток/мл и инфицировали ВИЧ-1 (штамм HTLV-IIIB) при мультипликации инфекции, равной 0,2. Непосредственно сразу после инфицирования вносили растворы, содержащие различные концентрации исследуемых веществ в растворе ДМСО и инкубировали в течение 4 суток при температуре 37 оС. Число живых клеток устанавливали по окончании инкубации при помощи бромида 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолия, при этом расчетным путем определяли концентрацию вещества, которая на 50% защищала CEM-SS-клетки от цитопатического эффекта ВИЧ-1 (ЕС50). Цитотоксичность соединений изучали параллельно в неинфицированных культурах клеток, при этом определяли концентрацию вещества, которая на 50% уменьшала количество живых CEM-SS-клеток (СС50). Расчетным путем определяли индекс селективности, являющийся отношением цитотоксической концентрации к эффективной концентрации: SI = CC50 / EC50.
Выпуск 1 (41). 2012
91
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В результате целенаправленного синтеза нами были получены новые производные 1-(бензилоксиме-тил)-5-(ариламино)урацила, содержащие дополнительные метильные группы во всех возможных положениях заместителей при N1 и C5 пиримидиновой системы: в ароматических ядрах, при экзоциклическом атоме азота, в ациклических цепях, связывающих фенильные радикалы с ядром урацила (рис.).
R5
R3
Рис. Общая структурная формула синтезированных соединений
Химическое строение полученных веществ было доказано методами ЯМР 1Н- и 13С-спектроскопии, чистота и индивидуальность—хроматографическими методами. Выход и физико-химические свойства соединений представлены в табл.1.
Таблица 1
Свойства синтезированных соединений
Соеди- нение R1 R2 R3 R4 R5 Х Выход, % Т. пл., оС
1 H H H H H связь 64 156— 158
2 H H H H H СН2 68 173— 175
3 H H H H H СН2СН2 64 91—94
4 CH3 H H H H связь 56 214— 216
5 CH3 H H H H СН2 69 171— 172
6 CH3 H H H H СН2СН2 62 124— 126
7 H CH3 H H H связь 57 147— 150
8 H CH3 H H H СН2 60 122— 125
9 H CH3 H H H СН2СН2 56 170— 172
10 H H CH3 H H связь 65 147— 150
11 H H CH3 H H СН2 64 137— 139
Окончание таблицы
Соеди- нение R1 R2 R3 R4 R5 Х Выход, % Т. пл., оС
12 H H CH3 H H СН2СН2 63 122— 124
13 H H H H CH3 связь 60 119— 122
14 H H H CH3 H СН2 86 103— 105
15 H H H H H CH(CH3) 87 194— 197
16 H H H CH3 H CH(CH3) 58 162— 163
17 H H H H CH3 СН2 62 126— 129
18 H H H CH3 H СН2СН2 79 136— 139
При изучении противовирусных свойств полученных веществ (табл. 2) было обнаружено, что введение дополнительных метильных групп в любые положения бензилоксиметильного заместителя при N1 приводит к практическому исчезновению противовирусных свойств (соединения 4-12) по сравнению с исходными 1-(бензи-локсиметил)производными 5-(фениламино)- (соединение 1), 5-(бензиламино)- (соединение 2) и 5-(фенетиламино) урацила (соединение 3). При этом в ряде случаев (соединения 9 и 10) подобная модификация приводит к существенному увеличению цитотоксичности. Исключение составляет соединение 6, представляющее собой разветвленный аналог 1 -(бензилоксиметил)-5-(фенетилами-но)урацила (соединение 3) с дополнительной метильной группой в ц-положении, для которого противовирусная активность возрастает в 6 раз (ЕС50 = 16,3тМ) при отсутствии цитотоксических свойств (СС50 > 100 глМ).
Таблица 2
Анти-ВИЧ-1 активность in vitro синтезированных соединений
Соеди- нение Эффективная концентрация, ЕС50, цМ Цитотокси- ческая концентрация, СС50, цМ Индекс селектив- ности, SI
1 88,5 > 100 > 1,1
2 54,6 > 100 > 1,8
3 86,4 > 100 > 1,2
4 > 100 > 100 -
5 > 100 > 100 -
6 16,3 > 100 > 6,1
7 > 100 > 100 -
8 > 100 > 100 -
9 > 100 49,6 -
10 > 100 65,4 -
11 > 100 > 100 -
12 > 100 > 100 -
13 > 100 40,3 -
14 6,1 > 100 > 16,4
15 8,4 > 100 > 11,9
16 78,1 > 100 > 1,3
17 0,7 43,1 61,6
18 19,9 > 100 > 5,0
92
Выпуск 1 (41). 2012
В противоположность этому, дополнительное метилирование различных положений ариламинного (особенно бензиламинного и фенетиламинного) заместителя при С5 пиримидиновой системы (соединения 14-18) приводит к усилению противовирусного действия в среднем на один порядок. Наиболее выраженными противовирусными свойствами обладает 1-(бензилок-симетил)-5-(3,5-диметилбензиламино)-урацил (соединение 17), для которого эффективная концентрация составляет величину менее 1 микромоля (ЕС50 = 0,7mlVI). При этом следует иметь в виду, что метилирование экзоциклического атома азота (соединения 14, 16 и 18) также приводит к повышению противовирусной активности, в связи с чем представляет интерес дальнейший синтез производных1-(бензилоксиметил)-5-(бензи-ламино)урацила, одновременно содержащих метиль-ные (или алкильные) группы в этих положениях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наиболее перспективным направлением дальнейшей химической модификации 1-(бензилоксиметил)-5-(ариламино)урацила является алкилирование экзоцик-
лического атома азота и введение дополнительных заместителей в ароматическое ядро ариламинного фрагмента при C5 пиримидиновой системы, что позволит получить новые производные урацила с прогнозируемой активностью в отношении ВИЧ-1 in vitro в наномолярном диапазоне концентраций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Новиков М. С., Озеров А. А., Тимофеева К. В., Соло-дунова Г. Н. // Современные проблемы науки и образования. — 2008. — Вып. 1. — С. 29—30.
2. Озеров А. А., Новиков М. С., Гнатюк В. П. и др. // Бюллетень Волгоградского научного центра РАМН. — 2004. — Вып. 1. — С. 26—28.
3. Novikov M. S., Ivanova O. N., Ivanov A. V., et al. // Bioorg. Med. Chem. — 2011. — Vol. 19. — P. 5794—5902.
Контактная информация
Озеров Александр Александрович — д. х. н.,
профессор, зав. кафедрой фармацевтической и токсикологической химии Волгоградского государственного медицинского университета, e-mail: prof_ozerov@yahoo.com
УДК 57:616.89-085.272.4-092.4
ВЛИЯНИЕ ЭНОКСИФОЛА НА ПОВЕДЕНЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ КРЫС-САМЦОВ
М. В. Букатин, Л. И. Бугаева, Е. А. Кузубова, А. А. Спасов
Волгоградский государственный медицинский университет, Научно-исследовательский институт фармакологии, кафедра фармакологии, кафедра биологии
Установлены дозозависимые эффекты эноксифола на поведенческие и половые мотивации самцов. В дозе 5 мг/кг эноксифол способствует угнетению поисковой активности и рецептивности самцов, но повышению груминга и процептивности. В дозе 60 мг/кг эноксифол повышает поисковую активность и рецептивность, а также груминг и процептивность.
Ключевые слова: эноксифол, тест «открытое поле», половое поведение, крысы-самцы.
ENOXIFOL EFFECT IN MALE RATS BEHAVIOR
M. V. Bukatin, L. I. Bugaeva, E. A. Kuzubova, A. A. Spasov
The authors established a dose-dependent effect of enoxifol on behavioral and sex motivation of male rats. At a dose of 5 mg/kg enoxifol promotes a suppression of search activity and receptiveness in males while increasing grooming and proceptivity. At a dose of 60 mg/kg enoxifol increases search activity and receptiveness as well as grooming and proceptivity. Key words: enoxifol, «open field» test, sexual behavior, male rats.
Эноксифол—новое производное Ц,-имидазо-[1,2-а]-бензимидазола, у которого обнаружено наличие антиоксидантной активности [4], низкой токсичности и широкого диапазона безопасного действия [6].
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Учитывая актуальность оценки влияния фармакологических средств на сферу поведенческих реакций, в том числе и сексуальные мотивации, сочли целесообразным исследовать таковые у эноксифола при вве-
дении крысам-самцам в дозах диапазона безопасного действия 5 и 60 мг/кг.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проведены на 60 белых лабораторных крысах-самцах и 60 крысах-самках, массой 190— 220 г, 4-месячного возраста, полученных из питомника ФГУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт Роспотребнадзора». При содержании животных и проведении на них экспериментов
Выпуск 1 (41). 2012
93
