CC BY
6
DOI: 10.37489/0235-2990-2022-67-3-4-4-15 Оригинальная статья/Original Article
Оценка антимикобактериальной активности вновь синтезированных производных пиримидина в отношении Mycobacterium tuberculosis
М. А. САМОТРУЕВА1, *Н. М. ГАБИТОВА1, Г. Н. ГЕНАТУЛЛИНА1, А. А. СТАРИКОВА1, О. А. БАШКИНА1, А. Г. ТЫРКОВ2, А. А. ОЗЕРОВ3, И. Н. ТЮРЕНКОВ3
1 ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» МЗ РФ, Астрахань, Российская Федерация
2 ФГБОУ ВО «Астраханский государственный университет», Астрахань, Российская Федерация
3 ФГБОУ ВО Волгоградский государственный медицинский университет МЗ РФ, Астрахань, Российская Федерация
Assessment of Antimycobacterial Activity of Newly Synthesized Pyrimidine Derivatives Against Mycobacterium tuberculosis
MARINA A. SAMOTRUEVA1, *NARMINA M. GABITOVA1, GUZEL N. GENATULLINA1, ALLA A. STARIKOVA1, OLGA A. BASHKINA1, ALEXEY G. TYRKOV2, ALEXANDR A. OZEROV3, IVAN N. TYURENKOV3
1 Astrakhan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Astrakhan, Russian Federation
2 Astrakhan State University, Astrakhan, Russian Federation
3 Volgograd State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Astrakhan, Russian Federation
Резюме
Актуальность. Современная тенденция растущей антибиотикорезистентности среди патогенных микроорганизмов остаётся одной из актуальных и значимых проблем человечества. Постоянное распространение резистентных штаммов микроорганизмов требует разработки инновационных методов и поиска лекарственных соединений с высокоэффективным механизмом действия. Одним из подобных мультирезистентных патогенов, трудно поддающихся лечению, является возбудитель туберкулёза Mycobactеrium tuberculоsis. Цель. Изучить влияние вновь синтезированных производных пиримидина на рост культуры Mycobactеrium tuberculоsis и на структурные изменения клеток.
Материал и методы. В ходе работы для оценки влияния ряда производных пиримидина на рост культуры M.tuberculоsis проводили скрининг 6 образцов 5-(арилметилен) гексагидропиримидин-2,4,6-трионов (ТАГ1 — ТАГ6), 7 образцов 5-гетарилметилиден-2,4,6-трионов (ТАГ7 — ТАГ13) и 2 новых образцов 3-(2-Бензилокси-2-ок-соэтил)хиназолин-4(ЗЯ)-он и 3-[2-(1-Нафтил)-2-оксоэтил]хиназолин-4(ЗЯ)-он под лабораторными шифрами УМА-13-03 и УМА-13-04. В качестве тест-культуры M.tuberculosis использовали штамм И37КУ, предоставленный бактериологической лабораторией Областной инфекционной клинической больницы им. А. М. Ничоги. Для приготовления взвеси микобактерий использовали 4-недельную культуру M.tuberculosis, синхронизированную холодом (+4°С) в течение 72 ч. Количество микобактерий в суспензии определяли по стандарту мутности МсБаг1а^ 0,5. В каждую пробирку ряда последовательных разведений изучаемых веществ, включая контроль, вносили по 0,2 мл рабочей взвеси M.tuberculosis. Исследование проводили в 4 сериях повторных экспериментов. Определяли минимальную бактерицидную концентрацию соединений, при которой не обнаруживалось роста колоний и минимальную подавляющую концентрацию, при которой наблюдалась задержка роста микобактерий на 50% по сравнению с контролем. Из осадка готовили мазки для окрашивания по методу Циля-Нильсена для определения наличия кислотоустойчивых и некислотоустойчивых форм микобактерий, а также для изучения влияния пиримидинов и препарата сравнения на структурные изменения клеток M.tuberculosis.
Результаты. В ходе исследования максимально приближенную антибактериальную активность к препарату сравнения изониазиду по показателю задержки роста микобактерий проявили соединения ТАГ4, ТАГ6 и ТАГ8. Наибольшая бактерицидная активность в отношении M.tuberculosis отмечалась у ТАГ4, ТАГ7 и УМА-13-04. Остальные соединения проявили минимальное ингибирующее влияние на рост M.tuberculosis. Микроскопические исследования показали, что под влиянием ТАГ3, ТАГ4, ТАГ7, ТАГ12, УМА-13-03 и УМА-13-04 основные структурные компоненты клеток M.tuberculosis подвергаются фрагментации и изменению морфологических особенностей по сравнению с клетками микобактерий без воздействия.
Заключение. В результате проведённого исследования установлено, что все изучаемые соединения обладают антимикобактериальной активностью. По характеру ингибирующего воздействия на рост M.tuberculosis соединения под лабораторными шифрами ТАГ1, ТАГ4, ТАГ7 и ТАГ13 были сопоставимы с изониазидом, а производное ТАГ3 даже несколько превосходило действие препарата сравнения. Наименее выраженным противотуберкулёзным действием обладали соединения под лабораторными шифрами УМА-13-03 и УМА-13-04, вещества под лабораторными шифрами ТАГ5, ТАГ6, ТАГ11 и ТАГ12 — меньшей степенью фармакологического эффекта.
© Коллектив авторов, 2022 © Team of Authors, 2022
"Адрес для корреспонденции: ул. Бакинская, 121, Астра- "Correspondence to: 121 Bakinskaya st., Astrakhan State
ханский ГМУ, г. Астрахань, Российская Федерация, 414000. Medical University, Astrakhan, 414000 Russian Federation.
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
Ключевые слова: антимикобактериальная активность; штамм; производные пиримидина; кислотоустойчивые микобактерии; Mycobactеrium tuberculasis
Для цитирования: Самотруева МА., Габитова Н.М., Генатуллина Г.Н., Старикова А.А., Башкина О.А., Тырков А. Г, Озеров А.А., Тюренков И.Н. Оценка антимикобактериальной активности вновь синтезированных производных пиримидина в отношении Mycobacterium tuberculosis. Антибиотики и химиотер. 2022; 67: 3-4: 4-15. doi: 10.37489/02352990-2022-67-3-4-4-15.
Abstract
Background. The current trend of growing antibiotic resistance among pathogenic microorganisms remains one of the urgent and significant problems of mankind. The constant spread of resistant strains of microorganisms requires the development of innovative methods and the search for medicinal compounds with a highly effective mechanism of action. One of these multi-resistant pathogens that are difficult to eradicate is the causative agent of tuberculosis — Mycobacterium tuberculosis.
The aim is to study the effect of newly synthesized pyrimidine derivatives on the growth of Mycobacterium tuberculosis culture, as well as on the structural changes in cells.
Material and methods. In order to assess the effect of a number of pyrimidine derivatives on the growth of Mycobacterium tuberculosis culture, 6 samples of 5-(arylmethylene) hexahydropyrimidine-2,4,6-triones (TAG1 — TAG6), 7 samples of 5-hetarylmethylidene-2,4,6-triones (TAG7 — TAG13), and 2 new samples of 3-(2-Benzyloxy-2-oxoethyl)quinazoline-4(3H)-one and 3-[2-(1-Naphthyl)-2-oxoethyl]quinazoline-4(3H)-one were screened under the laboratory ciphers VMA-13-03 and VMA-13-04 in the course of the study. M.tuberculosis H37RV strain was used as a test culture; it was provided by the bacteriological laboratory of the Regional Infectious Clinical Hospital named after A. M. Nichoga. A 4-week culture of M.tuberculosis, synchronized by cold (+4°C) for 72 hours, was used to prepare a suspension of mycobacteria. The number of mycobacteria in the suspension was determined using the McFarland 0.5 turbidity standard. 0.2 ml of M.tuberculosis working suspension was added to each tube of a series of successive dilutions of the studied substances, including the control. The study was carried out in 4 series of replicates. The minimum bactericidal concentration of the compounds, at which no colony growth was detected, as well as the minimum inhibitory concentration, at which mycobacterium growth was delayed by 50% compared to the control, were determined. Smears were prepared from the sediment for staining using the Ziehl-Neelsen method to determine the presence of acid-resistant and non-acid-resistant forms of mycobacteria, as well as to study the effect of pyrimidines and a comparison drug on structural changes in M.tuberculosis cells. Results. In the course of the study, the TAG4, TAG6, and TAG8 compounds were found to have the closest antibacterial activity to the comparison drug isoniazid, according to the indicator of mycobacteria growth retardation. The greatest bactericidal activity against M.tuberculosis was observed in TAG4, TAG7, and VMA-13-04. The remaining compounds have shown minimal inhibitory effect on the growth of M.tuberculosis. Microscopic studies have shown that under the influence of TAG3, TAG4, TAG7, TAG12, VMA-13-03, and VMA-13-04, the main structural components of M.tuberculosis cells undergo fragmentation and morphological changes compared to mycobacterium cells without exposure.
Conclusion. As a result, it was found that all the studied compounds possess antimycobacterial activity. Compounds under the laboratory ciphers TAG1, TAG4, TAG7, and TAG13 were comparable to isoniazid by the nature of the inhibitory effect on the growth of M.tuberculosis, and the TAG3 compound even slightly exceeded the effect of the comparison drug. Compounds under the laboratory codes VMA-13-03, and VMA-13-04 had the least pronounced anti-tuberculosis effect. Compounds under the laboratory codes TAG5, TAG6, TAG11, and TAG12 showed the least antimycobacterial activity.
Keywords: antimycobacterial activity; strain, pyrimidine derivatives; acid-resistant mycobacteria; Mycobacterium tuberculosis
For citation: : Samotrueva M. A., Gabitova N. M., Genatullina G. N., Starikova A. A., Bashkina O. A., TyrkovA. G., OzerovA. A., Tyu-renkov I. N. Assessment of antimycobacterial activity of newly synthesized pyrimidine derivatives against Mycobacterium tuberculosis. Antibiotiki i Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 2022; 67: 3-4: 4-15. doi: 10.37489/0235-2990-2022-67-3-4-4-15.
Современная тенденция растущей антибио-тикорезистентности среди патогенных микроорганизмов остаётся одной из актуальных и значимых проблем человечества [1, 2]. Постоянное распространение резистентных штаммов микроорганизмов требует разработки инновационных методов и поиска лекарственных соединений с высокоэффективным механизмом действия. Одним из подобных мультирезистентных патогенов, трудно поддающихся лечению, является возбудитель туберкулёза Mycobacterium tuberculosis [3].
Несмотря на значительные усилия по выявлению и созданию новых терапевтических агентов, ежегодно регистрируется новые случаи заболевания туберкулёзом, что по-прежнему является одной из основных причин смертности во всем мире [4-8]. Кроме того, одним из тревожных сигналов, существенно ухудшающим эффектив-
ность лечения является увеличение числа случаев туберкулёза с множественной лекарственной устойчивостью [9, 10].
Эволюция M.tuberculosis вследствие адаптации патогена к действию антимикробных средств способствовала возникновению медленно растущих, бездействующих и нереплицирующих субпопуляций бактерий [11]. Малая эффективность противотуберкулёзных препаратов первого (изо-ниазид, пиразинамид, рифампицин, этамбутол и др.) и второго поколений (амикацин, циклосерин, этионамид и др.), оказывающих воздействие на рост и репликацию клеток, в отношении нереп-лицирующихся бактерий требует длительного лечения и, как следствие, приводит к возникновению резистентности к известным лекарственным средствам [12]. Токсичность применяемых веществ служит ещё одной причиной, мотивирующей современных исследователей на разра-
ботку новых безопасных противотуберкулёзных препаратов, активных в отношении нереплици-рующихся и лекарственно-устойчивых штаммов M.tuberculosis [12].
Одним из направлений разработки новых лекарственных средств, активных в отношении M.tuberculosis, является поиск соединений, инги-бирующих ферменты, ответственные за жизненно важные клеточные функции, метаболические пути, составляющие их основу и, как следствие, обуславливающие выживаемость ми-кобактерий в организме человека. Особое внимание заслуживают ферменты, принимающие участие в биосинтетическом пути «спасения» пи-римидинов, в ходе которого нуклеотиды, подвергаясь деградации, синтезируются из промежуточных продуктов [13].
Установлена важная роль дезоксиуридин-трифосфатазы (ёШТРаэе), участвующей в подавлении процесса вовлечения урацила в сборку ДНК за счёт контроля концентрации ёШТР, превышение которого приводит к гибели клеток при деградации двухцепочечной нуклеиновой кислоты. Известно, что ёШТРаэе активирует переход ёШТР в дезоксиуридин 5'-монофосфат (ёШМР). Описано участие дезоксиуридинтрифосфатазы M.tuberculosis в образовании ёШМР который является предшественником биосинтеза тимиди-лата. Обоснованно рассмотрение ёШТРаэе в качестве перспективной мишени при дизайне лекарственных средств, применяемых для лечения инфекции, вызванной M.tuberculosis [13]. Показана возможность связывания кетонной, а также первичной и вторичной аминогрупп соединений, содержащих пиримидин-2,4(1Н,3Н)-дио-новый цикл, с остатками аргинина, серина, лизина и глицина активного сайта фермента [14].
Описана роль дезоксицитидинтрифосфат (ёСТР) дезаминазы, катализирующей превращение ёСТР в дезоксиуридинтрифосфат (ёШТР); ти-мидилатсинтазы, участвующей в присоединении ёШМР к дезокситимидинмонофосфату (ёТМР) и нуклеозиддифосфаткиназы, сопровождающей образование дезокситимидинтрифосфата (ёТТР) из ^ГОР. Установлено, что перечисленные ферменты являются ключевыми соединениями в биосинтетических процессах, обуславливающих выживаемость M.tuberculosis [13].
Показано участие дезокситимидинмонофос-фаткиназакиназы (ёТМР) при катализе фосфо-рилирования ёТМР с образованием ^ГОР с использованием АТФ в качестве фосфорильного донора и ёШМР в качестве субстрата. Изучено строение белковой молекулы, на основании чего установлено, что характерным для M.tuberculosis является присутствие в аминокислотной последовательности остатка аргинина. Доказано, что связывание субстрата с цитидилаткиназой осу-
ществляется на участке, образованном остатками глицина и лизина. Описана роль нуклеозидди-фосфаткиназы (NDP) в каталитическом фосфо-рилировании нуклеозиддифосфата с образованием нуклеозидтрифосфата, имеющего важное значение для синтеза ДНК/РНК, клеточного деления и регуляторных процессов, обуславливающих выживание микобактерий. Показано, что NDP характеризуется способностью к катион-зависимому автофосфорилированию, существенную роль в котором играет остаток гистидина [13]. Пиримидиннуклеозидфосфорилаза (Ру№) катализирует обратимый фосфолиз пиримидиновых нуклеозидов. Описано связывание аминокислотных остатков лизина, глутамина, серина и треонина с фосфатом. Взаимодействие пиримидино-вого нуклеозида с активным сайтом PyNP осуществляется за счёт образования водородной связи с 2-амино-5-гуанидинпентановой, 2,6-ди-аминогексановой и 2-амино-3-гидроксипропано-вой кислотами.
Понимание сущности нитратного метаболического пути, играющего решающую роль в выживании M.Шberшlosis на стадии пониженной активности, при которой бактериальный рост почти полностью приостановлен, раскрывает ещё одно направление поиска лекарственных веществ, активных в отношении данного патогена. Обосновано значение нитратредуктазы (№^НД), нитритре-дуктазы и глутаминсинтетазы, принимающих участие в данном биосинтетическом процессе.
Установлено, что при инфицировании организма M.Шberшlosis внутри макрофагов хозяина образуется оксид азота (II) (N0) и супероксид (02~), уничтожающие внутриклеточные бактерии с образованием крайне нестабильного перокси-нитрита ^N00") с последующей перегруппировкой в N0^ в присутствии NarGЩL Описана функциональная роль нитритредуктазы (NirBD) в превращении нитрита в аммиак, и глутаминсин-тетазы, катализирующей реакцию образования глутамина из него, что лежит в основе формирования клеточной стенки [15]. Известно, что также микобактериальная глутаминсинтетаза увеличивает способность бактерий ингибировать фаго-сомно-лизосомный защитный механизм хозяина [16]. Показано, что снижение способности N0 уничтожать болезнетворные штаммы M.tuber-culosis является следствием устойчивости к противотуберкулёзным препаратам первого поколения, подавляющих активность нитратредуктазы.
Имеются сведения о способности патогена экспрессировать такие антиоксидантные ферменты, как супероксиддисмутаза, каталаза, ал-килгидропероксидаза и пероксиредоксины, участвующие в нейтрализации свободных радикалов и обеспечивающие устойчивость патогена в организме человека [17].
Установлено, что повреждение клеточной стенки M.tuberculosis также лежит в основе действия противотуберкулёзных препаратов. Отличительной особенностью мембраны M.tuberculosis является высокая концентрация липидов и, как следствие, высокая степень гидрофобности [18]. Результатами молекулярного докинга подтверждено присутствие в клеточной оболочке M.tuberculosis ковалентно связанных миколовых кислот в составе гликолипидов, D-арабино-D-га-лактана и пептидогликана. Описана роль мико-ловых кислот в обеспечении резистентности M.tuberculosis ко многим лекарственным веществам [19]. Воздействие лекарственного средства на протеинредуктазу, которая является ферментом, отвечающим за удлинение цепи жирных кислот и катализирует восстановление a, ß-ненасы-щенных производных, может быть использовано при разработке гетероциклических соединений, проявляющих противотуберкулёзную активность. Отмечается большая значимость тирозина и лизина для связывания субстрата водородной связью. Показано взаимодействие гидроксиль-ной группы рибозной части никотинамида, фе-нольного гидроксила бензимидазольной и индо-лизиновыми составляющими с указанными аминокислотными остатками [20].
Показано, что миколовые, а также жирные кислоты с очень длинной и полиметильной разветвлённой цепью (пальмитиновая, гексадецено-вая, октадеценовая и туберкулостеариновая) входят в состав липидов клеточной стенки микобактерий [21]. Охарактеризовано участие в биосинтезе жирных кислот двух ферментных систем: синтазы (FAS I), состоящей из одного полипептида и катализирующей образование коротких предшественников для удлинения цепи жирных кислот, и FAS II, участвующей в биосинтезе миколовых кислот. Обнаружен белок FabGl, входящий в состав FAS II, активирующий НАДФН-специфическое восстановление длинноцепочеч-ных ß-кетоацилпроизводных. Особая роль отводится переносящей протеинсинтазе II (KAS II). Доказано, что аланин, глицин, гистидин, фенил-аланин, аспарагин представляют активные центры KAS II. Установлена наибольшая аффинность связывания с ними церуленина изониази-рованного комплекса, тиолактомицина и тиофе-нона [22]. Изучен механизм действия изониазида, а также бициклических нитроимидазолов, направленный на нарушение процесса биосинтеза миколовых кислот клеточной стенки [11, 14].
Жизненно важным для M.tuberculosis является фермент арабинозилтрансфераза С, относящаяся к классу ферментов трансфераз, который участвует в биосинтезе клеточной стенки микобактерий. Вероятно, подавление его активности может составлять основу действия веществ
с противотуберкулёзным фармакологическим эффектом. Веществом, блокирующим активность арабинозилтрансферазы С, принимающей участие в основных этапах гликозилирования липоа-рабиноманнана и биосинтеза арабиногалактанов из арабинозы, составляющих клеточную стенку бактерий, является этамбутол, который может применяться в комбинации с изониазидом, пира-зинамидом и рифампином [23]. Показано, что молекула арабинозилтрансферазы С состоит из 284 аминокислотных остатков, активными из которых являются аспарагин, аланин, лейцин, лизин и аргинин. Доказано, что связывание этамбутола с активным сайтом фермента происходит за счёт образования водородных связей с аланином, аспарагином, серином и глицином. Ингибирую-щее действие изониазида опосредовано его взаимодействием с А1а767, Ащ879, Gly767 и 11е965 [23].
Решающим фактором вирулентности для выживания внутриклеточных микобактерий туберкулёза является фермент протеинкиназа G (PknG), представляющий мультидоменный белок из рубредоксина, определяющего энзимную активность, киназы и тетратрикопептидного повторяющегося домена [18]. Отличительной особенностью PknG является наличие уникального набора аминокислотных остатков в кармане связывания ингибитора, который не обнаружен ни в одной из киназ человека. Показано, что блокирование активности PknG под действием лекарственного вещества способствует быстрому переносу микобактерий в лизосомы и их уничтожение [24]. Отмечается, что связывание ингибитора и основной ферментативной цепи происходит, как правило, через остатки глутамина и валина [18]. Кроме того, протеинкиназа А (РкпА) играет значительную роль в регуляции формы клеток микобактерий. Активация фермента происходит во время роста микобактерий и инфицирования ими организма человека [25]. Показана способность РкпА оказывать воздействие на процесс фосфорилирования ряда белков, участвующих в синтезе миколовой кислоты, делении клеток и синтезе пептидогликана [25]. Блокирование процесса фосфорилирования остатков треонина (ТЬг172, ТЬг174 и ТЬг180) в активном сайте РкпА, вероятно, может служить одним из возможных вариантов механизма действия веществ, проявляющих противотуберкулёзную активность [25].
Способность M.tuberculosis выживать в неблагоприятных для патогена условиях в организме человека связана с ещё одним ферментом — ши-киматкиназой, выполняющим ключевую роль в шикиматном пути биосинтеза ароматических аминокислот. Согласно результатам молекулярного докинга, взаимодействие шикиматкиназы с лекарственным веществом осуществляется посредством водородного связывания с G1y80,
Лщ136 и Лщ58. Образующееся переходное состояние стабилизируется за счёт дополнительных межмолекулярных Ван дер Ваальсовых взаимодействий с аминокислотами: 11е45, Лэр34, Рго11, Рго118, G1y79, РЬе57, Leu119 и G1y81 [26].
Ингибирование дыхательных цитохромов за счёт воздействия на первичную терминальную оксидазу цитохрома Ъсе-аа3 (Су1:-Ъсс-аа3) даёт возможность подавлять жизнедеятельность нереп-лицирующихся M.Шberшlosis [27]. Блокирование процесса окислительного фосфорилирования является следствием воздействия на ключевой элемент дыхательной цепи. Описана роль фермента сукцинатдегидрогеназы, катализирующего окисление сукцината в фумарат и играющего решающую роль в бактериальном углеродном обмене и дыхании. Охарактеризованы две ферментативные формы, одна из которых необходима для оптимального роста в аэробных условиях, а другая играет значительную роль в остановке роста при переходе M.tuberculosis от аэробного к ги-поксическому режиму существования [27]. Изучение причин возникновения устойчивости к действию антимикробных препаратов позволило оценить роль эффлюксных систем оттока в качестве мишени для новых противотуберкулёзных препаратов, способных их ингибировать [19].
Результаты исследований, направленных на установление связи «структура-активность», доказали наличие выраженной активности в отношении M.tuberculosis у соединений, структура которых содержит пиримидиновый цикл.
История пиримидинов берёт начало со дня их открытия в составе нуклеиновых кислот и использования в качестве химиотерапевтических агентов в настоящий момент [28]. Химиотерапевтическая эффективность производных пиримидина обусловлена способностью к ингибированию жизненно важных ферментов, ответственных за биосинтез ДНК [29]. Отмечен антиканцерогенный (блеомицин), противовирусный (ацикловир, ла-мивудин), и противопротозойный (пирантел) эффекты производных пиримидина, а также их выраженные бактерицидные (триметоприм, изофон) и фунгицидные (флуцитозин) свойства [29-32].
Цель исследования — провести сравнительную оценку антимикобактериальной активности вновь синтезированных производных пиримидина в отношении Mycobactеrшm tuberculоsis.
Материал и методы
В ходе работы для оценки влияния ряда производных пиримидина на рост культуры M.tuberculоsis проводили скрининг 6 образцов 5-(арилметилен) гексагидропиримидин-2,4,6-трио-нов (ТАГ1 — ТАГ6), 7 образцов 5-гетарилметилиден-2,4,6-трио-нов (ТАГ7 — ТАГ13), синтезированных на кафедре органической, неорганической и фармацевтической химии ФГБОУ ВО «Астраханский государственный университет» и 2 новых образцов 3-(2-Бензилокси-2-оксоэтил)хиназолин-4(ЗД)-он и 3-[2-
(1-Нафтил)-2-оксоэтил]хиназолин-4(ЗД)-он под лабораторными шифрами УМЛ-13-03 и УМЛ-13-04, синтезированных на кафедре фармацевтической и токсикологической химии Волг-ГМУ Минздрава России.
В качестве тест-культуры M.tuberculosis использовали штамм Н37ИУ, предоставленный бактериологической лабораторией Областной инфекционной клинической больницы им. А. М. Ничоги. Штамм поддерживали на среде Левенштейна-Йенсена. Антимикобактериальную активность изучаемых соединений исследовали методом серийных разведений [33] на среде Школьниковой. Концентрация соединений в ряду серийных разведений убывала в геометрической прогрессии с коэффициентом 2, от 128 мкг/мл до 0,25 мкг/мл. Контролем служили посевы с растворителем (димексид в эквиобъёмах), посевы без добавления в среду веществ (положительный контроль), контроль на стерильность среды (среда Школьниковой без посевов и соединений), а также ряды серийных разведений препарата сравнения — изониазида.
Навеску изучаемого соединения в 4 мг растворяли в 0,5 мл димексида, после чего добавляли 4,5 мл физиологического раствора и получали рабочий раствор. К 1,6 мл полученного разведения добавляли 8,4 мл среды Школьниковой. В полученном растворе содержание препарата составляло 128 мкг/мл.
Для приготовления взвеси микобактерий использовали 4-недельную культуру M.tuberculosis, синхронизированную холодом (+4°С) в течение 72 ч. Количество микобактерий в суспензии определяли по стандарту мутности McFar1and 0,5. Рабочая смесь содержала 108 микобактериальных клеток в 1 мл. В каждую пробирку ряда последовательных разведений изучаемых веществ, включая контроль, вносили по 0,2 мл рабочей взвеси M.tuberculosis, т. е., 2Х107 микобактерий. Исследование проводили в 4 сериях повторных экспериментов. Все посевы инкубировали в течение 10-12 дней при температуре +37°С. По истечении этого срока визуально оценивали наличие и характер роста культуры M.tuberculоsis в каждой пробирке. Затем содержимое пробирок центрифугировали (1500 оборотов в мин в течение 10 мин) и удаляли супернатант. Далее из каждой пробирки на среду Левенштейна-Йенсена высевали 0,05 мл суспензии и после десятидневной инкубации при температуре +37°С определяли жизнеспособность М.ш-berculosis. Определяли минимальную бактерицидную концентрацию соединений (МБК), при которой не обнаруживалось роста колоний и минимальную подавляющую концентрацию (МПК), при которой наблюдалась задержка роста микобактерий на 50% по сравнению с контролем.
Из осадка готовили мазки для окрашивания по методу Циля-Нильсена [34] для определения наличия кислотоустойчивых (КУМ) и некислотоустойчивых форм (НКУМ) микобактерий, а также для изучения влияния пиримидинов и препарата сравнения на структурные изменения клеток M.tuberculosis.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета Ехсе1 и программного обеспечения BЮSTAT, с учётом критерия Манна-Уитни. Статистически значимыми различия считали при р<0,05.
Результаты исследований
Показатели визуальной оценки антимикобак-териальной активности исследуемых соединений приведены на рис. 1-8. Визуальная оценка посевов микобактерий на среде Школьниковой показала, что под действием противотуберкулёзного препарата изониазида при концентрациях 32-128 мкг/мл роста M.tuberculosis не наблюдается. При концентрации 16 мкг/мл отмечается появление слабого роста, который усиливается по мере снижения концентрации препарата (рис. 1).
Помутнение
| Осадок
Рис 1. Визуальная оценка антимикобактериальной активности изониазида в концентрациях 8-128 мкг/мл. Fig. 1. Visual assessment of the antimycobacterial activity of isoniazid at concentrations of 8-128 pg/ml.
Под действием соединения ТАГ1 среда остаётся прозрачной в диапазоне концентраций 32-128 мкг/мл, что предполагает практическое отсутствие роста микобактерий. По мере увеличения разведения наблюдается помутнение среды до полной потери прозрачности содержимого пробирок (рис. 2, а). В пробирках с соединениями
Рис. 2. Визуальная оценка антимикобактериальной активности соединений в концентрациях0,25-128 мкг/мл.
а — ТАГ1; b — ТАГ2; c—ТАГ3
Fig. 2. Visual assessment of the antimycobacterial activity of the compounds at concentrations of 0.25-128 pg/ml.
a —TAG1; b — TAG2; c — TAG3.
Рис. 3. Визуальная оценка антимикобактериальной активности соединений в концентрациях0,25-128 мкг/мл.
a—ТАГ4; b—ТАГ7; c—ТАГ13.
Fig. 3. Visual assessment of the antimycobacterial activity of the compounds at concentrations of0.25-128 pg/ml.
a—TAG4; b—TAG7; c—TAG13.
ТАГ2 даже при самой высокой исследуемой концентрации полной прозрачности среды не отмечалось. При концентрациях 1-64 мкг/мл отмечался умеренный рост микобактерий под действием соединений ТАГ2 (рис. 2, b). Соединение ТАГ3 полностью подавляло рост микобактерий при концентрациях 16-128 мкг/мл (рис. 2, c). При концентрации 4-8 мкг/мл отмечено начало слабого роста, который увеличивался до умеренного при концентрациях 0,5-2 мкг/мл, а при концентрации вещества 0,25 мкг/мл среда полностью теряла прозрачность (рис. 2, c).
При воздействии соединения ТАГ4 рост ми-кобактерий отсутствовал при разведениях 32-128 мкг/мл. При концентрациях 2-16 мкг/мл отмечался слабый рост. При концентрациях 0,5-1 мкг/мл выявлен умеренный рост, который при концентрации 0,25 мкг/мл переходил в интенсивный (рис. 3, a). Под действием соединений ТАГ7 и ТАГ13 среда остаётся прозрачной при концентрациях 32-128 мкг/мл (рис. 3, b, c). По мере увеличения разведения наблюдается слабое помутнение среды при концентрации 16 мкг/мл, до полной потери прозрачности содержимого пробирок — при концентрации 0,25 мкг/мл (рис. 3, b, c).
Рис. 4. Визуальная оценка антимикобактериальной активности соединений в концентрациях0,25-128 мкг/мл.
a—ТАГ5; b —ТАГ6.
Fig. 4. Visual assessment of the antimycobacterial activity of the compounds at concentrations of 0.25-128 pg/ml.
a—TAG5; b—TAG6.
Рис. 5. Визуальная оценка антимикобактериальной активности соединений в концентрациях 0,25-128 мкг/мл.
a—ТАГ8; b—ТАГ9; c—ТАГ10.
Fig. 5. Visual assessment of the antimycobacterial activity of the compounds at concentrations of0.25-128 pg/ml.
a—TAG8; b—TAG9; c—TAG10.
Рис. 6. Визуальная оценка антимикобактериальной активности соединений.
a — ТАГ11 в концентраций 0,25-128 мкг/мл; b — ТАГ12 в концентраций 8-128 мкг/мл.
Fig. 6. Visual assessment of the antimycobacterial activity of the compounds.
a — TAG11 at concentrations of 0.25-128 pg/ml; b — TAG12 at concentrations of 8-128 pg/ml.
Даже при самых высоких используемых концентрациях соединения ТАГ5 и ТАГ6 не способны полностью подавить рост тест-культуры. При концентрациях 2-128 мкг/мл вещества ТАГ5 (рис. 4, a) и при концентрациях 1-64 мкг/мл соединения ТАГ6 (рис. 4, b) отмечался умеренный рост, а при снижении концентрации среда полностью теряла призрачность.
Соединения ТАГ8, ТАГ9 и ТАГ10 при всех используемых концентрациях полностью не подавляли роста микобактерий. При воздействии соединения ТАГ8 отмечался слабый рост в диапазоне концентраций 1-128 мкг/мл (рис. 5, a) и при воздействии соединения ТАГ9 в пределах концентраций 2-128 мкг/мл (рис. 5, b). Установлено, что в пробирках с соединением ТАГ9 до самой минимальной концентрации 0,25 мкг/мл отмечался умеренный рост (рис. 5, b). При воздействии соединения ТАГ10 только в интервале от 32 до 128 мкг/мл наблюдали слабый рост M.tuberculosis (рис. 5, с). Со снижением концентрации веществ ТАГ8 и ТАГ10 интенсивность роста возрастала до полного помутнения среды (рис. 5, a, c).
В пробирках с M.tuberculosis под воздействием соединений ТАГ11 и ТАГ12 не отмечалось полной прозрачности среды даже при самых высоких исследуемых концентрациях. При концентрациях 1-64 мкг/мл отмечался умеренный рост микобактерий под действием соединений ТАГ11 (рис. 6, a, b). Под действием соединения ТАГ12 уме-
Рис. 7. Визуальная оценка антимикобактериальной активности соединений в концентрациях0,25-128 мкг/мл.
a—VMA-13-03; b—VMA-13-04
Fig. 7. Visual assessment of the antimycobacterial activity of the compounds at concentrations of0.25-128 pg/ml.
a—VMA-13-03; b—VMA-13-04
ренный рост M.tuberculosis отмечался только при концентрациях 8-64 мкг/мл, а при дальнейшем снижении концентрации вещества интенсивность роста микобактерий возрастала (рис. 6, b).
Визуальная оценка антимикобактериальной активности соединений VMA-13-03 и VMA-13-04 показала, что при исследуемых концентрациях от 64 до 128 мкг/мл роста M.tuberculosis в пробирках не наблюдалось (рис. 7, a, b). При концентрациях 0,5-32 мкг/мл отмечался умеренный рост микобактерий под действием соединений VMA-13-03 (рис. 7, а). Под действием соединения VMA-13-04 умеренный рост отмечался при концентрациях 0,5-16 мкг/мл (рис. 7, b), а при дальнейшем снижении концентрации веществ интенсивность роста возрастала (рис. 7, b).
Результаты определения жизнеспособности M.tuberculosis под воздействием изучаемых соединений приведены на рис. 8.
Анализ полученных результатов показал, что наибольшая бактерицидная активность в отношении M.tuberculosis отмечалась у ТАГ4, ТАГ7 и VMA-13-04 (рис. 8, b), при этом МПК данных препаратов оказалась достоверно ниже, чем у препарата сравнения. Максимально приближенной антибактериальной активностью к препарату сравнения изониазиду, по показателю задержки роста микобактерий, оказались соединения ТАГ4, ТАГ6 и ТАГ8 (рис. 8, а), однако соединения ТАГ6 и ТАГ8 даже при самых высоких используемых концентрациях не подавляли рост колоний на твёрдой питательной среде (рис. 8, b). У соединений
под лабораторными шифрами ТАГ3, ТАГ9, ТАГ10, ТАГ12 наблюдалось высокая антимикобактери-альная активность в отношении М.шЬегси1оз1з, но МПК данных препаратов была на 57% ниже, чем у препарата сравнения (рис. 8, а). Остальные соединения также проявили свое ингибирующее влияние на рост МЛиЬетси1оз1з, однако их МПК и МБК значительно превышали аналогичные характеристики препарата сравнения (рис. 8, а, Ь).
Микроскопическое исследование клеток МЛиЬетси1оз1з из пробирок с положительным контролем (без добавления в среду веществ) показало наличие красных палочковидных форм клеток, размерами от 1 до 8 мкм в длину от 0,5 до 1 мкм в диаметре.
Изучение влияния пиримидинов на структурные изменения клеток МЛиЬетси1оз1з, а также определение наличия кислотоустойчивых и некислотоустойчивых форм микобактерий показало, что под влиянием ТАГ3, ТАГ12 и УМА-13-04 клетки МЛиЬетси1оз1з теряют свою характерную структуру. Указанное обстоятельство свидетельствует, что соединения этих пиримидинов могут нарушать нормальную функцию синтеза кислотоустойчивых липидов, проницаемость клеточной стенки [35].
Более 30% микобактерий становились более короткими и увеличивались в диаметре. Надо полагать, что происходит торможение нормальных функций клеточного деления [36]. У 15% наблюдались только фрагменты с неровными краями, что может свидетельствовать об изменении проницаемости клеточной мембраны [36]. Более 50% клеток МЛиЬетси1оз1з под влиянием ТАГ4 и ТАГ7 изменяли свою структуру, встречались клетки с удлинёнными не свойственными морфологическим формами клеток, что указывает на нарушение процесса деления клеток, как правило, такие формы являются нежизнеспособными [35].
При исследовании МЛиЬетси1оз1з под воздействием УМА-13-04 в 20% случаев встречались клетки с деформированной и уплотненной цитоплазмой. Под влиянием УМА-13-03 наблюдалось 15% неокрашенных клеток и 50% гранулированных форм, указывающих на пластичность микробных клеток [37].
Под действием ТАГ7 и ТАГ12 обнаружено более 30% слабо окрашенных или не окрашенных клеток МЛиЬетси1оз1з. Кроме того, 15% клеток ми-кобактерий образовывали скопление гранулярного вещества внутри. Выявлено до 60% кокковых фрагментов, расположенных одиночно или в виде цепочки. Можно предположить, что в присутствии пиримидинов нарушается образование клеточных стенок микобактерий и синтез мико-ловых кислот [38].
Полученные результаты позволяют проводить аналогию с присутствием в их молекулах пи-
Рис. 8. Определение жизнеспособности M.tuberculosis при исследованиип пи-римидинов и изониазида (a—МПК соединений; b—МБК соединений) Примечания. **—различия статистически достоверны (р<0,01) по отношению к изониазиду; *** — различия статистически достоверны (р<0,001) по отношению к изониазиду.
Fig. 8. Determination of the viability of M.tuberculosis in the pyrimidines and isoniazid study (A - MIC of the compounds, Б - microbiologically induced corrosion of the compounds)
Notes. ** — the differences are statistically significant CK0.01) in relation to isoniazid; *** — the differences are statistically significant (P<0.001) in relation to isoniazid.
римидинового цикла, сочленённого в положении 5 с гетарильными фрагментами. Воздействие изучаемых соединений на рост микобактериальных штаммов, с одной стороны, может быть связано с прекращением образования микроорганизмами фолиевой и дигидрофолиевой кислот, а с другой — с иммуностимулирующим влиянием в отношении всех звеньев иммунной системы. Это даёт основание предположить, что данный механизм может привезти к нарушению синтеза нуклеиновых кислот [39] и оказывать бактериостатическое дей-
ствие на микобактериаль-ные штаммы [40].
Располагая знаниями о ферментах, участвующих в процессе поддержания жизнедеятельности клетки M.tuberculosis, обеспечении выживаемости патогена в неблагоприятных для него условиях, становится возможным обоснование использования новых производных пиримидина для лечения инфекции, вызванной данным микроорганизмом, а также сравнение степени фармакологического эффекта веществ, молекулы которых различаются по химическому строению.
Присутствие в исследуемых соединениях пирими-дин-2,4,6(1Н,3Н,5Н)-трионо-вого цикла обуславливает возможность донорно-ак-цепторного связывания молекул веществ с аминокислотными остатками активных центров ферментов, катализирующих жизненно важные метаболические процессы в клетке м.шь€г-culosis. Однако присутствие в структуре пиримидиновых производных радикалов, различающихся по строению, позволяет обосновывать различие степени их фармакологического действия. Замещение фениль-ного радикала в ТАГ3 третичной аминогруппой, являющейся дополнительным центром для донорно-акцеп-торного связывания с активным сайтом фермента с образованием стабилизированного водородными связями комплекса, позволяет подтвердить превосходство этого соединения по степени противомикробной активности. Молекула ТАГ4 содержит в качестве заместителя бензойного кольца ковалентно-связанный атом хлора, присутствие которого, вероятно, также способствует повышению аффинности связывания за счёт сил Ван-дер-Ваальсового взаимодействия с молекулой-мишенью. Однако, с учётом общей тенденции, являясь галогеном, он способен обуславливать токсичность производного, что
непременно необходимо учитывать при дальнейшем исследовании фармакологических свойств вещества. Отсутствие заместителей фенильного радикала в ТАГ1 предопределяет более высокую степень липофильности этого вещества по сравнению с ТАГ3 и ТАГ4, что обеспечивает облегчение при прохождении клеточной мембраны M.tuber-culosis, характеризующейся повышенной гидро-фобностью. Наличие карбонильного центра в ТАГ13 может способствовать участию соединения в реакциях окислительного фосфорилирования, сопровождающихся переносом электронов и, как следствие, оказывать подавляющее действие на патоген угнетением его дыхательной функции. Замещение ТАГ7 фурановым циклом, с одной стороны, обеспечивает дополнительную возможность образования связи по донорно-акцепторному механизму с помощью неподеленной электронной пары кислорода. Однако учитывая её частичную дело-кализацию в ароматической системе, появляется основание полагать, что фурановый заместитель вносит меньший вклад в связывание с ферментативной системой в отличии от радикала в ТАГ3.
Наименее выраженное противотуберкулёзное действие ТАГ6 может быть объяснено вследствие разных причин. Можно было бы предположить, что при наличии фенольного гидроксила в качестве заместителя бензойного кольца соединение способно проявлять слабо выраженные кислотные свойства. Учитывая устойчивость M.tuberculosis в слабокислой среде, подавление активности патогена производным ТАГ6 ставится под сомнение. Знаниями о работе эффлюксных оттокных систем, позволяют сформировать представление о возможности отталкивания клеткой M.tuberculosis ТАГ5, ТАГ6 и ТАГ12, плохо вступающими, вследствие присутствия неполярных заместителей в молекуле, в водородное связывание с белковой молекулой эффлюксного канала.
Объёмный нафтильный радикал в молекуле VMA-13-04 обуславливает большую степень ли-пофильности вещества, однако создаёт стериче-ские препятствия для его проникновения в клетку, хиназолиноновый цикл при этом определяет способность соединения образовывать водородные связи с аминокислотами активных сайтов ферментов, а также эффлюксным белковым каналом. Приведённые факты дают основание предполагать наличие у соединения средневы-раженной антимикобактериальной активности и находить сходство по степени фармакологического действия с VMA-13-03.
Литература/References
1. Bhusnure O.G., Shinde M.C., Vijayendra S.S., Gholve S.B., Giram P.S., Bi-rajdar M.J. Phytopharmaceuticals: An emerging platform for innovation and development of new drugs from botanicals. Journal of Drug Delivery and Therapeutics. 2019; 9 (3-s): 1046-1057. doi: 10.22270/jddt.v9i3-s.2940.
Заключение
В результате проведённого исследования установлено, что все изучаемые соединения обладают антимикобактериальной активность. По характеру ингибирующего воздействия на рост МЛиЬетси1оз1з соединения под лабораторными шифрами ТАГ1, ТАГ4, ТАГ7 и ТАГ13 были сопоставимы с изониазидом, а соединение ТАГ3 даже несколько превосходило действие препарата сравнения. Наименее выраженным противотуберкулёзным действием обладали соединения под лабораторными шифрами УМА-13-03 и УМА-13-04. Вещества под лабораторными шифрами ТАГ5, ТАГ6, ТАГ11 и ТАГ12 проявляли наименьшую антимикобактериальную активность. Анализ результатов определения жизнеспособности МЛиЬетси1оз1з показал, что максимально приближенной антибактериальной активностью к препарату сравнения изониазиду, по показателю задержки роста микобактерий, оказались соединения ТАГ4, ТАГ6 и ТАГ8. Наибольшая бактерицидная активность в отношении МЛиЬетси-Шз отмечалась у ТАГ4, ТАГ7 и УМА-13-04. Остальные соединения проявили минимальное ингибирующее влияние на рост МЛиЬетси1оз1з. Микроскопические исследования показали, что под влиянием ТАГ3, ТАГ4, ТАГ7, ТАГ12, УМА-13-03 и УМА-13-04 основные структурные компоненты клеток МЛиЬетси1оз1з подвергаются фрагментации и изменению морфологических особенностей по сравнению с клетками микобактерий без воздействия.
Таким образом, производные пиримидина могут рассматриваться как перспективные для дальнейших исследований по поиску антимико-бактериальных препаратов.
Дополнительная информация
Финансовая поддержка. Исследование выполнено в рамках государственного задания Министерства здравоохранения РФ в части проведения НИР по теме «Поиск и разработка перспективных соединений с антибактериальной активностью среди производных пиримидина для создания лекарственных препаратов» 48.2-2021.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Все иллюстрации, рисунки и фотографии выполнены авторским коллективом и носят оригинальных характер, а также не нарушают ничьих авторских прав.
2. Jean S.S, GouldI.M, Lee W.S., Hsueh HR. New drugs for multidrug-resis-tant Gram-negative organisms: time for stewardship. Drugs. 2019; 79 (7): 705-714. doi: 10.1007/s40265-019-01112-1.
3. Kaplancikli A..Z, Yurttas L, Turan-Zitouni G, A-zdemir A, Goger G, D emirci F., Abu Mohsen U. Synthesis and antimicrobial activity of new py-rimidine-hydrazones. Letters in Drug Design & Discovery. 2014; 11 (1): 76-81. doi: 10.2174/15701808113109990037
4. СтаршиноваАА., Павлова М.В., Яблонский П.К, Сапожникова Н. В., Виноградова Т.И., Чернохаева И.В., Беляева Е.Н. Эволюция фтизиатрии — это поиск новых методов и препаратов, эффективных при лечении туберкулеза. Практическая медицина. 2014; 83 (7): 1-189. [StarshinovaA.A., PavlovaM.V., YablonskijP.K., SapozhnikovaN. V., Vino-gradova T.I., ChernokhaevaI.V,BelyaevaE.N. Evoljyutsiya ftiziatrii — eto poisk novykh metodov i preparatov, effektivnykh pri lechenii tuberkuleza. Prakticheskaya Meditsina. 2014; 83 (7): 1-189. (in Russian)]
5. Bloom B.R., Atun R., Cohen T. et al. Tuberculosis. In: Major Infectious Diseases. 2017. doi: 10.1596/978-1-4648-0524-0_ch11.
6. Усов К.И., Юшков Г.Г., Машанов А.В. Острая токсичность противотуберкулёзных препаратов, содержащих и не содержащих пири-доксина гидрохлорид (экспериментальное исследование). Туберкулёз и болезни лёгких. 2014; 12: 3-86. [Usov K.I., Jyushkov G.G., MashanovA.V. Ostraya toksichnost' protivotuberkuleznykh preparatov, soderzhashchikh i ne soderzhashchikh piridoksina gidrokhlorid (ekspe-rimental'noe issledovanie). Tuberkulez i Bolezni Legkikh. 2014; 12: 3-86. (in Russian)]
7. Шикова Ю. В., Ивакина С.Н,. Кадыров А.Р, Елова Е.В., Зайцева О.Е., Лиходед Т.А. Анализ ассортимента лекарственных препаратов для выявления и разработки нового комбинированного противотуберкулёзного препарата. Медицинский вестник Башкортостана. 2016; 11 (5): 56-60. [ShikovaJyu. V, IvakinaS.N,. KadyrovAR, ElovaE.V., Zajtseva O.E., Likhoded T.A. Analiz assortimenta lekarstvennykh preparatov dlya vyyavleniya i razrabotki novogo kombinirovannogo protivo-tuberkuleznogo preparata. Meditsinskij Vestnik Bashkortostana. 2016; 11 (5): 56-60. (in Russian)]
8. Rybniker J, Vocat A., Sala, Busso P., Pojer F., Benjak A., Cole S.T. Lansoprazole is an antituberculous prodrug targeting cytochrome bc 1. Nat Commun. 2015; 6: 7659. doi: 10.1038/ncomms8659.
9. Гельберг И.С., Вольф С.Б., Алексо Е.Н., Авласенко В.С., Коломиец В.М., Коноркина Е.А. Факторы риска развития туберкулёза с множественной лекарственной устойчивостью возбудителя. Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2015; 1: 1-129. [Gel'bergI.S., Vol'fS.B., Alekso E.N., Avlasenko VS., Kolomiets V.M., Konorkina EA. Faktory riska razvitiya tuberkuleza s mnozhestvennoj le-karstvennoj ustojchivost'jyu vozbuditelya. Kurskij Nauchno-Prakticheskij Vestnik «Chelovek i ego Zdorov'e». 2015; 1: 1-129. (in Russian)]
10. Desai N.C., Kotadiya G.M., Trivedi AR Studies on molecular properties prediction, antitubercular and antimicrobial activities of novel quinoline based pyrimidine motifs. Bioorg Med Chem Lett. 2014; 24 (14): 31263130. doi: 10.1016/j.bmcl.2014.05.002.
11. Barry C.E., Blanchard J.S. The chemical biology of new drugs in development for tuberculosis. Curr Opin Chem Biol. 2010; 14 (4): 456-466. doi: 10.1016/j.cbpa.2010.04.008.
12. Darby C.M., Nathan C.F. Killing of non-replicating Mycobacterium tuberculosis by 8-hydroxyquinoline. J Antimicrob Chemother. 2010; 65 (7): 1424-1427. doi:10.1093/jac/dkq145.
13. Villela A.D., Sanchez-Quitian Z.A., Ducati R.G., Santos D.S., Basso L.A. Pyrimidine salvage pathway in Mycobacterium tuberculosis. Curr Med Chem. 2011; 18: 1286-1298. doi: 10.2174/092986711795029555.
14. Ramalho T.C., Caetano M.S., Josa D., Luz G.P., Freitas E.A., Cunha E.F.F. Molecular modeling of Mycobacterium tuberculosis dutpase: docking and catalytic mechanism studies. J Biomol Struct Dyn. 2011; 28: 907-918. doi: 10.1080/07391102.2011.10508617
15. Нитритредуктаза в качестве потенциальной мишени против туберкулёза и способ обнаружения степени тяжести туберкулёза. Патент России №2671688 (2013). Заявка: 27.02.2013, опубликовано 06.11.2018. Nitritreduktaza v kachestve potentsial'noj misheni protiv tuberkuleza i sposob obnaruzheniya stepeni tyazhesti tuberkuleza. Patent Rossii №2671688 (2013). Zayavka: 27.02.2013, opublikovano 06.11.2018. (in Russian)]
16. Kumar М., Singh S.K., Singh P.P., Singh V.K., Rai A.C., Srivastava A.K., Shukla L., Kesawat M.S., Jaiswal A.K., Chung S.M., Kumar A. Potential anti-mycobacterium tuberculosis activity of plant secondary metabolites: insight with molecular docking interactions. Antioxidants. 2021; 10: 1-25. doi: 10.3390/antiox10121990.
17. Jamaati H., Mortaz E., Pajouhi Z., Folkerts G., Movassaghi M., Moloudi-zargari M., Adcock I.M., Garssen J. Nitric oxide in the pathogenesis and treatment of tuberculosis. Front Microbiol. 2017; 8: 1-11. doi: 0.3389 fmicb.2017.02008. eCollection 2017.
18. Santhi N., Aishwarya S. Insights from the molecular docking of with-anolidederivatives to the target protein PknG from Mycobacterium tuberculosis. Bioinformatics. 2011; 7 (1):: 1-4. doi: 10.6026/ 97320630007001. Epub 2011 Aug 20.
19. Lambert N., Abdalla A.E., Duan X., Xie J. Emerging drugs and drug targets against tuberculosis. J Drug Target. 2017; 25 (4): 296-306. doi: 10.1080/ 1061186X.2016.1258705.
20. Khedr M.A., Pillay M., Chandrashekharappa S., Chopra D., Aldhubiab B.E., Attimarad M., Alwassil O.I., Mlisana K., Odhav B., Venugopala K.N.
Molecular modeling studies and anti-TB activity of trisubstituted indo-lizine analogues; Molecular docking and dynamic inputs. J Biomol Struct Dyn. 2018. 36 (8): 2163-2178. doi: 10.1080/07391102.2017.1345325.
21. GinsbergA.M. Drugs in Development for Tuberculosis. Drugs. 2010; 70 (17): 2201-2214. doi: 10.2165/11538170-000000000-00000.
22. Singh V., Somvanshi P. Homology modelling of 3-oxoacyl-acyl carrier protein synthase II from Mycobacterium tuberculosis H37Rv and molecular docking for exploration of drugs. J Mol Model. 2009; 15: 453-460. doi: 10.1007/s00894-008-0426-5.
23. Das N., Jena, UK., Pradhan S.K Arabinosyltransferase C enzyme of My-cobacterium tuberculosis, a potential drug target: An insight from molecular docking study. Heliyon. 2019; 5: 1-6. doi: 10.1016/j.heliyon. 2019.e02693.
24. Гариб Ф.Ю., Ризопулу А.П. Взаимодействия патогенных бактерий с врождёнными иммунными реакциями хозяина. Инфекция и иммунитет. 2012; 2 (3): 581-596. [Garib F.Jyu., Rizopulu A.£Vzaimodejstviya patogennykh bakterij s vrozhdennymi immunnymi reaktsiyami khoz-yaina. Infektsiya i immunitet. 2012; 2 (3): 581-596. (in Russian)]
25. Sundar S., Thangamani L., Manivel G., Kumar P., Piramanayagam S. Molecular docking, molecular dynamics and MM/PBSA studies of FDA approved drugs for protein kinase a of Mycobacterium tuberculosis; Aap-plication insights of drug repurposing. Informatics in Medicine Unlocked. 2019; 16: 1-5. doi:10.1016/j.imu.2019.100210.
26. Vianna C.P., Jr W.F. Identification of new potential Mycobacterium tuberculosis shikimate kinase inhibitors through molecular docking simulations. J Mol Model. 2012; 18: 755-764. doi: 10.1007/s00894-011-1113-5.
27. Foo C.S., Pethe K., Lupien A. Oxidative phosphorylation — an update on a new, essential target space for drug discovery in Mycobacterium tuberculosis. App Sci. 2020; 10: 1-33. doi:10.3390/app10072339.
28. Rani J., Kumar S., Saini M., Mundlia J, Verma, P. K. Biological potential of pyrimidine derivatives in a new era. Research on Chemical Intermediates. 2016; 42 (9): 6777-6804. doi:10.1007/s11164-016-2525-8
29. Al-Abdullah E. S., Al-Turkistani A. A., Al-Deeb O. A., El-Brollosy N. R., Habib E. E., El-Emam AA. Pyrimidine-5-carbonitriles II: synthesis and antimicrobial activity of novel 6-alkyl-2, 4-disubstituted pyrimidine-5-carbonitriles. Drug Res. 2014; 64 (01): 31-39. doi: 10.1055/s-0033-1351315. Epub 2013 Aug 15.
30. Самотруева М.А, Цибизова А.А, Ясенявская А.Л., Озеров АА., Тю-ренков И.Н.Фармакологическая активность производных пири-мидинов. Астраханский медицинский журнал. 2015; 10 (1): 1-108. [Samotrueva M.A, Tsibizova A.A, Yasenyavskaya A.L., Ozerov A.A., Tjyu-renkov I.N. Farmakologicheskaya aktivnost' proizvodnykh pirimidinov. Astrakhanskij meditsinskij zhurnal. 2015; 10 (1): 1-108. (in Russian)]
31. Coen N., Duraffour S., TopalisD., SnoeckR., Andrei G. Spectrum of activity and mechanisms of resistance of various nucleoside derivatives against Y-herpesviruses. Antimicrob Agents Chemother. 2014; 58 (12): 7312-7323. doi: 10.1128/AAC.03957-14.
32. McBrydeE.S., MeehanM.T., Doan T.N., RagonnetR., MaraisB.J., Guernier V., Trauer J.M. The risk of global epidemic replacement with drug-resistant Mycobacterium tuberculosis strains. Intern J Infect Dis. 2017; 56: 14-20. doi: 10.1016/j.ijid.2017.01.031. Epub 2017 Feb 2.
33. Навашин С.М., ФоминаИ.П. Справочник по антибиотикам. М.: Медицина, 1974; 54. [Navashin S.M., Fomina I.P. Spravochnik po antibio-tikam. Moscow: Meditsina, 1974; 54. (in Russian)]
34. Малая медицинская энциклопедия. М.: Медицина, 1991-1996 гг. [Malaya meditsinskaya entsiklopediya. Moscow: Meditsina, 1991-1996 gg. (in Russian)]
35. Бреннан П.Дж., Дрепер Ф. Ультраструктура микобактерий туберкулёза. Туберкулёз, патогенез, защита, контроль. Под. ред. Б. Р. Блума; М.: Медицина, 2002; 294-306. [Brennan P.Dzh., Dreper F. Ul'trastruktura mikobakterij tuberkuleza. Tuberkulez, patogenez, zashchita, kontrol'. Pod. red. B. R. Bluma; Moscow: Meditsina, 2002; 294-306.
36. Овчинников Н.М., Делекторский Н.М. Электронная микроскопия некоторых представителей рода трепонем, рода нейссерия и три-хомонад. М.: Медицина, 1974; 129. [Ovchinnikov N.M., Delektorskij N.M. Elektronnaya mikroskopiya nekotorykh predstavitelej roda treponem, roda nejsseriya i trikhomonad. Moscow: Meditsina, 1974; 129. (in Russian)]
37. Дюбо Р. Бактериальная клеткаю М.: Медгиз, 1948; 525. [Djyubo R. Bakterial'naya kletkajyu Moscow: Medgiz, 1948; 525.
38. Модель Л.М. Биология туберкулёзных микобактерий и иммунология туберкулёза. М.: 1958; 315. [Model'L.M. Biologiya tuberkuleznykh mikobakterij i immunologiya tuberkuleza. Moscow: 1958; 315.
39. Пашинян А. Г. Терапия инфекций мочевыводящих. Медицинский совет. 2011; 3-4: 46-47. [Pashinyan A. G. Terapiya infektsij mochevy-vodyashchikh. Meditsinskij Sovet. 2011; 3-4: 46-47. (in Russian)
40. CohenA.T., Dye C., Fraser H., Gomez G. B., Knight G., Murray M., Nardell E., Rubin E., Salomon J., Vassall A., Volchenkov G., White R., Wilson D., Yadav P. The International Bank for reconstruction and development. The World Bank, 2017.
Информация об авторах
Самотруева Марина Александровна — д. м. н., профессор, проректор по научной и инновационной работе, заведующая кафедрой фармакогнозии, фармацевтической технологии и биотехнологии, ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России, Астрахань, Российская Федерация.ОИСГО: 00000001-5336-4455
Габитова Нармина Муталлимага-кызы — ассистент кафедры микробиологии и вирусологии, ассистент кафедры фармакогнозии, фармацевтической технологии и битехнологии ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России, Астрахань, Российская Федерация. ОИСГО: 0000-00023867-8330
Генатуллина Гузель Наилевна — к. б. н., заместитель руководителя научно-исследовательского центра; доцент кафедры фармакогнозии, фармацевтической технологии и биотехнологии ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России, Астрахань, Российская Федерация. ОИСГО: 0000-0001-5417-4477
Старикова Алла Андреевна — ассистент кафедры химии фармацевтического факультета ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России, Астрахань, Российская Федерация. 0ИСГО:0000-0002-5210-5248
Башкина Ольга Александровна — д. м. н., профессор, ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России, Астрахань, Российская Федерация. ОИСЮ: 0000-0003-4168-4851
Тырков Алексей Георгиевич — д. х. н., профессор, декан химического факультета; профессор кафедры органической, неорганической и фармацевтической химии ФГБОУ ВО «Астраханский государственный университет», Астрахань, Российская Федерация. ОИСГО: 00000003-3229-5248
Озеров Александр Александрович — д. х. н., профессор, заведующий кафедрой фармацевтической и токсикологической химии ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России, Астрахань, Российская Федерация. ОИСГО: 0000-00024721-0959
Тюренков Иван Николаевич — д. х. н., профессор, член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой фармакологии и биофармации ИНМФО ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России, Астрахань, Российская Федерация. ОИСГО: 0000-0001-7574-3923
About the authors
Marina A. Samotrueva — D. Sc. in medicine, Professor, Astrakhan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Astrakhan, Russian Federation. ORCID: 0000-0001-5336-4455
Narmina M. Gabitova — Assistant at the Department of Microbiology and Virology, Assistant at the Department of Pharmacognosy, Pharmaceutical Technology and Biotechnology, Astrakhan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Astrakhan, Russian Federation. ORCID: 0000-0002-3867-8330
Guzel N. Genatullina — Ph. D. in biology, Astrakhan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Astrakhan, Russian Federation. ORCID: 00000001-5417-4477
Alla A. Starikova — Assistant at the Department of Chemistry, Astrakhan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Astrakhan, Russian Federation. ORCID: 0000-0002-5210-5248
Bashkina Olga A. — D. Sc. in medicine, Professor, Astrakhan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Astrakhan, Russian Federation. ORCID: 00000003-4168-4851
Alexey G. Tyrkov — D. Sc. in chemistry, Professor, Astrakhan State University, Astrakhan, Russian Federation. ORCID: 00000003-3229-5248
AlexandrA. Ozerov — D. Sc. in chemistry, Professor, Volgograd State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Astrakhan, Russian Federation. ORCID: 00000002-4721-0959
Ivan N. Tyurenkov — D. Sc. in chemistry, Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Volgograd State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Astrakhan, Russian Federation. ORCID: 0000-0001-7574-3923
