ПОИСК СРЕДИ ПРОИЗВОДНЫХ АЛИФАТИЧЕСКИХ α-АМИНОКИСЛОТ СОЕДИНЕНИЙ, ОБЛАДАЮЩИХ ПРОТИВОМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТЬЮ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CONCLUSIONS:

1. The analysis of the distribution R06A antihistamines for systemic use for ATC-classification has been conducted.

2. The principal active substances, company-manufacturers and country-manufacturers of antihistamine drugs have been analyzed.

3. The analysis of consumption volumes of antihistamines by using ATC/DDD - methodology has been conducted.

4. The comparative analysis of the top list brands of antihistamine drugs on sales volumes in monetary terms and in packages in 2015-2016 years has been conducted.

References

1. Perederiy A.V., Yakovleva L.V. Formation of a national drug policy under implementation health insurance, 2015, 163.

2. Perederiy A.V., Iakovlieva L.V. Topical issues of new drugs development, 2015, 432.

3. Zaichenko G.V., Yakovleva L.V., Brukhanov T.O., Colossus O.N. Ukrainian Medical Journal, 2012, 6 (92), 120.

4. Biloshytska I.V., Tikhonov O.I. Journal of Pharmacy, 2013, 4, 48-51.

5. Biloshytska I.V., Tikhonov O.I., Kazarinova M.O. Journal of Pharmacy, 2010, 1, 16-18.

Комиссаренко А.Н.

Национальный фармацевтический университет, г. Харьков, Украина, профессор, доктор фармацевтических наук Голик Н.Ю.

Национальный фармацевтический университет, г. Харьков, Украина, доцент, кандидат химических

наук

Осолодченко Т.П.

ГУ Институт микробиологии и иммунологии им. И.И. Мечникова НАМН Украины, г. Харьков, Украина, старший научный сотрудник, кандидат биологических наук

Леонова С.Г.

Национальный фармацевтический университет, г. Харьков, Украина, доцент, кандидат фармацевтических наук Дудка К.И.

Национальный фармацевтический университет, г. Харьков, Украина, магистрант

ПОИСК СРЕДИ ПРОИЗВОДНЫХ АЛИФАТИЧЕСКИХ а-АМИНОКИСЛОТ СОЕДИНЕНИЙ, ОБЛАДАЮЩИХ ПРОТИВОМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТЬЮ

THE SEARCH OF COMPOUNDS WITH THE ANTIMICROBIAL ACTIVITY AMONG DERIVATIVES

OF ALIPHATIC а-AMINO ACIDS

Komissarenko A.N.

National University of Pharmacy, Kharkiv, Ukraine, DSc in pharm.

Golik M.Yu.

National University of Pharmacy, Ukraine, PhD., ac.prof.

Osolodchenko T.P.

Mechnikov Institute of Microbiology and Immunology, Kharkiv, Ukraine, PhD., sen.res.

Leonova S.G.

National University of Pharmacy, Kharkiv, Ukraine, PhD., ac.prof.

Dudka K.I.

National University of Pharmacy, Kharkiv, Ukraine, master student

АННОТАЦИЯ

С целью установления зависимости антимикробного действия от природы заместителей в молекулах были протестированы N-гидроксиметильные, ^^ди(гидроксиметильные) и ^^ди(гидроксиметил)-Ы-метильные производные аланина, серина и треонина.

По отношению к грамотрицательным микроорганизмам и грибам исследуемые соединения проявили слабую или умеренную активность. Грамположительные бактерии более чувствительны к действию тестируемых производных аминокислот, при этом наибольшую антимикробную активность проявляют производные треонина. ABSTRACT

With the aim of determining the dependence of the antimicrobial activity on the nature of the substituents in the molecules N-hydroxymethyl, N,N-di(hydroxymethyl) and N,N-di(hydroxymethyl)-N-methyl derivatives of alanine, serine and threonine have been tested.

The compounds studied have shown a weak or moderate activity in relation to gram-negative microorganisms and fungi. Gram-positive bacteria are more sensitive to the action of the derivatives of amino acids under research; moreover, derivatives of threonine exhibit the highest antimicrobial activity.

Ключевые слова: аминокислоты, противомикробная активность, антибиотикоустойчивость

Keywords: amino acids, antimicrobial activity, antibiotic resistance

На сегодняшний день устойчивость к антибиотикам возрастает до угрожающе высоких уровней во всем мире и является проблемой, имеющей первоочередное значение для населения всего земного шара. Новые механизмы устойчивости появляются и распространяются повсюду, угрожая нашей способности лечить распространенные инфекционные заболевания. Все больше инфекций, например, пневмонию, туберкулез, заражение крови и гонорею - становится труднее, а иногда и невозможно лечить из-за снижения эффективности антибиотиков. В отсутствие неотложных мер на нас начнет надвигаться постантибиотическая эра, когда распространенные инфекции и незначительные травмы вновь могут стать смертельными [2].

В сентябре 2016 г. собравшиеся на сессии Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций главы государств приняли обязательство развернуть широкую и координированную деятельность по борьбе с глубинными причинами устойчивости к антибиотикам в ряде секторов, особенно в области охраны здоровья человека и животных, а также сельского хозяйства. Была подтверждена решимость разработать национальные планы действий борьбы с этим явлением, взяв за основу глобальный план действий.

Первая Всемирная неделя правильного использования антибиотиков была проведена 14-20 ноября 2016 г. Ее целью были - повышение осведомленности о глобальной проблеме устойчивости к антибиотикам и популяризация среди общественности, работников здравоохранения и лиц, формирующих политику, передовых подходов для снижения и предотвращения дальнейшего распространения устойчивости.

В течение последних тридцати лет на рынке появились всего два новых класса антибиотиков (Оксазолидиноны и Циклические липопептиды), которые используются для лечения заболеваний, вызываемых грамположительными бактериями. При этом, никаких новых лекарственных средств, направленных на борьбу с грамотрицательными микроорганизмами в медицинскую практику введено не было. Более того, хотя в настоящее время и ведется разработка некоторых антибиотиков, но ни один из них, как ожидается, не будет эффекти-

r-c1-cooh I

н2со

вен против наиболее опасных форм бактерий с устойчивостью к антибиотикам.

Сегодня большое внимание исследователей уделяется разработке лекарственных средств на основе биологически активных веществ, участвующих в процессах жизнедеятельности человека. Перспективны в этом плане аминокислоты, выполняющие в организме важную роль строительного материала для синтеза специфических тканевых белков, ферментов, пептидных гормонов и других соединений.

Ранее нами было изучено влияние заместителей в молекулах ^Д-алкиламинов, в том числе аминокислот на некоторые штаммы микроорганизмов [1,7,9]. Продолжая исследования в данной области, нам казалось интересным провести поиск веществ, обладающих антимикробным действием и среди производных иных аминокислот.

Как известно, такие алифатические аминокислоты, как аланин, серин и треонин очень важны для жизнедеятельности организма человека. Они участвуют в глюкозо-аланиновом процессе, образовании активных центров ряда ферментов (эсте-раз, пептидгидролаз), обеспечивая их функцию и т.д. Однако, в открытых источниках мы не смогли обнаружить информацию о способности их производных проявлять противомикробную активность.

Целью данной работы стал поиск среди производных некоторых алифатических а-аминокислот соединений, обладающих противо-микробной активностью.

Материалы и методы

Для установления зависимости антимикробного действия от природы заместителей были протестированы: аминокислоты 1 а-с; их N гидроксиметильные 2 а-с; NN

ди(гидроксиметильные) 3 а-с и NN ди(гидроксиметил)-Ы-метильные производные 4 ас (Таблица).

Исследуемые соединения были получены из коммерческих источников, либо синтезированы согласно разработанных ранее синтетических методик [4,8] (Схема). Реактивы были закуплены у «Sigma-Aldrich» (США) и использовались без дополнительной очистки. Тестировались 1% водные растворы в пересчете на первичное основание до модификации.

Схема

н2со

я—сн-соон —±-►

nh2

н2со r—сн-соон ——► I

n (сн2он)2

hn-ch2oh

1 а-с 2 а-с

сн2с12

r—сн-соон I

н3с-n—(сн2он)2

3 а-с 4 а-с

В соответствии с рекомендациями ВОЗ для Staphylococcus aureus АТСС 25923, Escherichiа coli оценки антибактериальной активности препаратов АТСС 25922, Pseudomonas aeruginosa АТСС 27853, использовали следующие тест-штаммы Bacillus subtilis АТСС 6633, Proteus vulgaris ATCC

4636, Candida albicans АТСС 885/653, а также Clostridium perfringens. Суспензию исследуемого микроорганизма готовили согласно методики [3].

Стандартизацию приготовленной бактериальной суспензии микроорганизмов проводили с использованием прибора Densi-La-Meter (производство PLIVA-Lachema, Чехия). Синхронизация культур с помощью изменения температуры культивирования достигалась однократным действием низкой температуры (4оС). Микробная нагрузка составляла 107 микробных клеток на 1 мл среды и устанавливалась по стандарту McFarland. В работу брали 18-24 часовую культуру микроорганизмов.

Для исследований использовали агар Мюлле-ра-Хинтона («HIMedia Laboratories Pvt. Ltd India». Производство Индия).

Диффузию препарата в агар проводили методом «колодцев» [3]. При оценке активности соединений, а также при изучении антибиотико-

устоичивых штаммов использовали следующие критерии:

- отсутствие зон задержки роста микроорганизмов вокруг лунки, а также диаметр зоны задержки до 10 мм - микроорганизм не чувствителен к внесенному в лунку препарату или концентрации антибиотика;

- зоны задержки роста диаметром 10-15 мм

- малая чувствительность культуры к данноИ концентрации исследуемого вещества;

- зоны задержки роста диаметром 15-25 мм

- чувствительность микроорганизма к исследуемому веществу;

- зоны задержки роста, диаметр которых превышает 25 мм - высокая чувствительности микроорганизмов к исследуемому веществу.

Результаты и их обсуждение Данные результатов исследования антибактериальной активности 1% растворов исследуемых образцов представлены в таблице.

Таблица

Результаты исследования антибактериальной активности исследуемых образцов

№п/ п Структурная формула Staphylococ cus aureus АТСС 25923 Escherich ia coli АТСС 25922 Proteus vulgaris ATCC 4636 Pseudomo nas aeruginosa АТСС 27853 Bacillus sub-tilis АТСС 6633 Candida albi-cans ATCC 885/65 3 Clostridi-um perfringe ns

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 а о V%H nh2 рост рост рост рост рост рост рост

1 b 0 но^/чэн nh2 рост рост рост рост рост рост рост

1 c XhA -^Y^OH nh2 рост рост рост рост рост рост рост

2 a о VoH NH 23, 25, 24 15, 15, 16 18, 19, 18 23, 22, 22 23, 25, 24 19, 19, 18 23, 22, 22

2 b 0 но^Лэн nh loh 23, 25, 24 15, 14, 14 20, 21, 21 20, 21, 21 20, 21, 21 17, 17, 18 23, 22, 22

2 c ^Y^OH NH '--OH 26, 25, 26 19, 19, 18 20, 19, 21 20, 21, 21 29, 29, 29 рост 28, 28, 29

3 a 0 v\)h /-n ho u0h 23, 25, 24 17, 16, 16 18, 19, 18 20, 21, 21 23, 23, 22 18, 19, 18 20, 20, 21

3 b 0 hot^oh ho~n_oh 23, 23, 22 15, 14, 14 20, 20, 21 20, 20, 21 20, 20, 21 15, 15, 16 23, 23, 22

3 c ОН О 26, 25, 26 18, 19, 18 20, 21, 21 22, 22, 21 30, 31, 30 рост 30, 30, 30

4 a Г о 1 Von /-N- HO l0H Cl" 23, 25, 24 15, 15, 16 20, 20, 21 23, 23, 22 20, 21, 21 18, 19, 18 20, 21, 21

4 b ■ 0 ■ ho^Y^OH c l" 20, 21, 21 15, 15, 16 20, 21, 21 20, 20, 21 20, 20, 21 15, 15, 16 15, 15, 16

4 c ^Y^OH HO-^N^OH с 1 26, 25, 26 17, 18, 17 20, 21, 21 20, 20, 21 30, 29, 30 рост 30, 31, 30

В результате предварительных микробиологических исследований установлено, что свободные аминокислоты (соединения 1 а-с) не обладают антимикробной активностью, что можно объяснить их участием в метаболических процессах.

По отношению к грибам и грамотрицатель-ным микроорганизмам замещенные аминокислоты проявили слабую (Escherichia coli, Proteus vulgaris) или умеренную (Pseudomonas aeruginosa) активность. Грамположительные бактерии более чувствительны к действию тестируемых производных, при этом наибольшую антимикробную активность проявили производные треонина (2 с, 3 с, 4 с) - зоны задержки роста составляли 25-26 мм для Staphylococcus aureus и 28-31 мм для Bacillus subtilis и Clostridium perfringens. В тоже время следует отметить, что они вызывали рост C. albicans, независимо от наличия заместителей около атома азота, что вероятно, обусловлено особенностью метаболизма указанной аминокислоты, в частности, как субстрата для синтеза глицина и формирования некоторых специфических белков [5,6].

Список литературы

1. Антимикробная активность производных N-R-алкиламинов / Н.Ю. Голик, А.Н. Комиссарен-ко, С.В. Колесник и др. // Азербайджанский фармацевтический и фармакотерапевтический журнал. - 2015. - № 2. - С. 21-24.

2. ВОЗ. Информационный бюллетень. Октябрь 2016 г. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs194/ru/

3. Доктшчт дослщження лшарських 3aco6iB: метод рекоменд. / За ред. чл.-кор. АМН Украши О.В. Стефанова. - К.: Авщенна, 2001. - 528 с.

4. Abrams W.R. Equilibria and kinetics of N-hydroxy-methylamin formation from aromatics exo-cyclic amines and formaldehyde. Effects of nucleo-philicity and catalyst strength upon mechanisms of catalysis of carbinolamine formation / W.R. Abrams, R.G. Kallen // J. Amer. Chem. Soc. - 1976. - Т. 98, № 24. - Р. 7777-7789.

5. Boisramé A. Unexpected Role for a Serine/Threonine-Rich Domain in the Candida albicans Iff Protein Family / A. Boisramé , A. Cornu, G. Da Costa et al. // Eukaryot Cell. 2011 Oct; 10(10): 1317-1330. doi: 10.1128/EC.05044-11.

6. C. albicans Pathway: glycine biosynthesis from threonine. http://pathway.candidagenome.org/CALBI/NEW-IMAGE?object=GLYSYN-THR-PWY

7. Molecular parameters and the antimicrobial activity of functional derivatives of N-R-amines / M.Yu. Golik, O.S. Kryskiv, K.I. Dudka et al. // News of Pharmacy. - 2016. - №2. - Р. 59-63.

8. Study on products and reaction paths for synthesis of 3,4-dihydro-2H-3-phenyl-1,3-benzoxazine from phenol, aniline and formaldehyde / Cheng-Xi Zhang, Yu-Yuan Deng, Yi-Yang Zhang et al. // CCL, 2015,26(03): 348-352 http://html.rhhz.net/zghxkb/20150320.htm

9. The effect of substituents in the molecules of N-,R-alkylamines on some gram-positive strains of microorganisms / M.Yu. Golik, N.A. Komissarenko, S.G. Leonova et al. // News of Pharmacy. - 2015. -№2. - Р. 66-69.