CC BY
12
ХИМИЯ ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ УДК 615.332.038
СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ К-АЦИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ АНТИБИОТИКА-ГЛИКОПЕПТИДА РИСТОМИЦИНА А
И.В. Денисова, И.Г. Смирнова, Т.Ф. Бердникова* , Г.С. Катруха*
(кафедра химии природных соединений)
Проведена специфическая химическая модификация свободных аминогрупп молекулы антибиотика - гликопептида ристомицина А остатками жирных кислот: энантовой (С7Н14О2), миристиновой (С14Н28О2), пальмитиновой (С16Н32О2). Получены соответствующие моно- и ди-^ацильные производные антибиотика. Изучены их физико-химические и биологические свойства.
Настоящая работа является продолжением исследований по направленной химической модификации клинического антибиотика ристомицина А (ристоцети-на А) [1-4]. Ристомицин А получен в НИИ по изысканию новых антибиотиков РАМН [5, 6], относится к антибиотикам группы далбагептидов [7, 8] и применяется в медицинской практике при лечении острых бактериальных инфекций, вызванных грамположительны-ми бактериями - стафилококками, стрептококками и энтерококками, в том числе и обладающими устойчивостью к Р-лактамным антибиотикам, тетрациклинам и макролидам. Антибиотики-далбагептиды обладают уникальной способностью воздействовать на бактерии, которая заключается в ингибировании биосинтеза клеточной стенки бактерий путем связывания с 0-Л1а-Б-А1а-ОН - фрагментом растущего пептидогликана [9, 10]. В последнее время обнаружены резистентные к далбагептидам штаммы бактерий, в пептидогликанах
клеточной стенки которых вместо фрагмента 0-Л1а-Б-А1а-ОН присутствует фрагмент D-A1a-D-Lactat [11], который практически не связывается с антибиотиками рассматриваемой группы, и бактерия продолжает свой жизненный цикл. Опасность широкого распространения резистентных ко многим антибиотикам штаммов болезнетворных бактерий требует развития исследований по выяснению механизма резистентности и поиска соединений, преодолевающих резистентность. Одним из подходов к решению данной задачи является направленная химическая модификация антибиотиков -далбагептидов ванкомициновой и ристомициновой групп [12].
Известно, что введение в молекулу гликопептидов гидрофобных радикалов определенного размера вызывает не только преодоление резистентности, но и расширение спектра действия антибиотика [13-15]. Поэтому в данной работе изучена возможность получе-
*НИИ по изысканию новых антибиотиков РАМН (Москва)
ния ацильных производных по свободным аминогруппам ристомицина А с использованием активированных пентафторфениловых эфиров жирных кислот с различным числом углеродных атомов.
В работе использовали энантовую (С6Н13СООН), миристиновую (С13Н27СООН) и пальмитиновую (С15Н31СООН) кислоты. Для активации карбоксильной группы получали пентафторфениловые эфиры жирных кислот по модифицированной методике [16] с применением дициклогексилкарбодиимида (КДИ). Активированные эфиры жирных кислот вводили в реакцию с антибиотиком ристомицином в присутствии N-метилморфолина в смеси ДМФА - Н2О при 37°С. Контроль за ходом реакции осуществляли с помощью электрофореза на бумаге в электролите (рН 1.1). Известно, что ристомицин содержит две свободные аминогруппы: аминогруппу N-концевой ристомициновой кислоты и аминосахара ристозамина, связанного с аг-ликоном через ß-оксигруппу трехядерной дидехлор-ванкомициновой кислоты [6].
В зависимости от количества вводимого в реакцию активированного эфира наблюдалось образование либо ди-^^-ацильного производного ристомицина А, либо смеси моно-N-, ди-^^-ацильных производных и свободного ристомицина А. Для получения индивидуальных компонентов реакционную смесь разделяли с помощью метода ТСХ на силикагеле в системе I -н.-бутанол - НСООН -Н2О (4:1:1).
Однородность полученных N-ацильных производных ристомицина А проверяли методом ТСХ на сили-кагеле в системе II - этилацетат - изо-пропанол -25%-й аммиак (15:15:20), а антибактериальную активность in vitro - методом биоавтографии с использованием в качестве тест-организма Bacillus subtilis ATCC 6633.
Было показано, что полученные моно-^ациль-ные производные ристомицина А обладают антибактериальной активностью в отношении выбранного тест-организма. Причем наибольшую активность имеет ри-стомицин А, ацилированный энантовой кислотой. Ди-Ы^'-ацильные производные ристомицина А практически неактивны, возможно, вследствие их плохой растворимости в испытанных водно-органических средах.
В дальнейшем предполагается продолжить работу по получению новых N-ацильных производных ристо-мицина А, а также изучению их биологических свойств в опытах in vitro и in vivo и комплексообра-зования с С-концевым фрагментом растущего пепти-догликана бактериальной стенки N-Ac-D-Ala-D-Ala-OH.
Экспериментальная часть
В работе использовали образцы ристомицина А сульфата, полученного на опытной установке НИИ по изысканию новых антибиотиков РАМН (1max 280 нм, е'% = 40, [a]2^ = -131° (с1, вода); алифатические кислоты, пентафторфенол, дициклогексилкарбодиимид и пластинки с силикагелем фирмы «Merck» (Германия)).
ТСХ проводили в системах: н-бутанол - НСООН - вода (4:1:1) (I), этилацетат - изо-пропанол - 25%-й аммиак (15:15:20) (II), бензол - гексан (1:1) (III).
Электрофорез проводили на приборе, работающем по принципу влажной камеры Дуррома (бумага Filtrak FN-14 (Германия), электролит НСООН -СН3СООН - Н2О (28:20:52), 300 В, 3 ч).
Электрофоретическую подвижность веществ (U) определяли по формуле
U = d • l / V- t ( см2-В"1- ч-1),
где d - расстояние, пройденное веществом от точки нанесения (см) , I - длина полоски бумаги (см), V -напряжение (В), t - время электрофореза (ч).
Активированные эфиры обнаруживали на пластинках по поглощению в УФ-свете и с помощью качественных реакций (гидроксамовой и с индикатором бромтимоловым-синим). Ристомицин и его производные обнаруживали по поглощению в УФ-свете, а также с помощью диазореакции Паули и нингидринового реактива [17].
Синтез активированных эфиров жирных кислот
Пентафторфениловый эфир пальмитиновой кислоты. К раствору 1.282 г пальмитиновой кислоты в смеси диоксан (25 мл) и CH2Cl2 (15 мл) прибавили 0.924 г пентафторфенола и раствор 1.03 г КДИ в 10 мл диоксана. Смесь перемешивали в течение20 ч при комнатной температуре, отфильтровывали осадок дициклогексилмочевины, раствор упаривали и остаток растворяли в этилацетате. Этилацетатный раствор промывали несколько раз 3%-м водным раствором бикарбоната натрия, высушивали безводным Na2SO4 и упаривали в вакууме. Выход 60 %. C22H3102F5. М = 422, ТшГ 39-40°С, Rf = 0.92 (I), 0.56 (II) и 0.60 (III).
Пентафторфениловый эфир миристиновой кислоты получен по аналогичной методике. Выход 60 %. C™M = 394. Тпл = 37-40°С, R, = 0.94
^20 27 2 5
(I), 0.50 (II) и 0.55 (III).
f
Пентафторфениловый эфир энантовой кислотыI получен по описанной выше методике. Выход 18 %. С13Н1302Р5. М= 296. Тпл= 25-28°С, Я, = 0.97 (I), 0.48 (II) и 0.54 (III).
Синтез М-ацильных производных ристомицина А
К раствору 83 ммоль ристомицина А сульфата в 0.5 мл воды прибавили по каплям К-метилморфолин до рН 9.0, а затем раствор 46 ммоль активированного эфира в 1.0 мл ДМФА. Реакционную смесь перемешивали в течение 18-20 ч при 37°С, продукт реакции осаждали ацетоном, осадок промывали ацетоном, растворяли в системе I и хроматографировали на пластинках 20x20 см с кизельгелем «Мегск-60-Р254» (Германия) в той же системе. Местоположение производных на пластинке определяли по поглощению в УФ-свете, силикагель, содержащий производное антибиотика, собирали на фильтр и вещество элюировали 80%-м спиртом. Элюат упаривали в вакууме и проводили анализ полученного К-ацильного производного ристомицина А. Получены следующие К-ацильные производные ристомицина А:
Моно-М-энантоил-ристомицин А
С102Н12ЛО45. М = 2178, Я, = 0.09 (I), 0.84 (II), и = 0.49.
Ди-М,М'-энантоил-ристомицин А С109Н133^046. М = 2290, Я, = 0.20 (I), 0.86 (II),
и = 0.
Моно-М-миристиноил-ристомицин А
^9^35^045. М = 2276, Я, = 0.17 (I), 0.84 (II), и = 0.48.
Ди-М,М'-миристиноил-ристомицин А С123Н16ЛО46. М = 2486, Я,= 0.33 (I), 0.84 (II),
и = 0.
Моно-М-пальмитиноил-ристомицин А
С111Н139К 8 0 45. М= 2304. Я, = 0.18 (I) и 0.85 (II), и = 0.45.
Ди-М,М'-пальмитиноил-ристомицин А С127Н^046. М = 2542, Я, = 0.29 (I), 0.89 (II),
и = 0.
Таким образом, в результате проведенной работы получены активированные пентафторфениловые эфиры энантовой, миристиновой и пальмитиновой кислот.
С помощью активированных эфиров энантовой, миристиновой и пальмитиновой кислот впервые получены соответствующие моно- и ди-Ы-ацильные производные антибиотика-гликопептида ристомицина А и показано, что моно-Ы-ацильные производные обладают антибактериальной активностью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Катруха Г.С., Трифонова Ж.П., Смирнова И.Г., Еганян Е.Р.,
Смеянова Г.И. Тез. докл. Всесоюз. симпоз. «Перспективы биоорганической химии в создании новых лекарственных препаратов». г.Рига, 1982. С. 46.
2. Смирнова И.Г., Трифонова Ж.П., Смеянова Г.И., Федорова Г.Б., Катруха Г. С. Антибиотики и медицинская биотехнология. 1986. 31. С. 588.
3. Трифонова Ж.П., Стурман Н.В., Катруха Г.С.,Федорова Г.Б.П Антибиотики и химиотерапия. 1988. 33. С. 814.
4. Kobrin M.B., Katrukha G.S., Fedorova G.B. // J. Antibiotics. 1989. 42. C. 1441.
5. Ломакина Н.Н. Дис. ... докт. хим. наук. М., 1969.
6. Ломакина Н.Н., Катруха Г.С., Бражникова М.Г., Силаев А.Б.,
Трифонова Ж.П., Диарра Б. // Антибиотики. 1982. 27. С. 8.
7. Katrukha G.S., Silaev A.B. / Chemistry of Peptides and
Proteins. Vol. 3. 1986. Р. 289.
8. Cavalleri B., Parenti F. Glycopeptides (dalbaheptides). Encyclopedia of Chem. Technology. 4/e. Vol. 2. 1992. P. 995.
9. Barna J.C.J, Williams D.H. // Ann. Rev. Microbial. 1984. 38.
P. 339.
10. Reynolds P.E. // Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 1989. 8. P. 943.
11. Тренин А.С. Антибиотики и химиотерапия. 1996. 41. C. 49.
12. Тренин А.С., Олсуфьева Е.Н. // Биоорганическая химия. 1997. 23. C. 851.
13. Allen N.E., LeTourneau D.L., Hobbs J.N., Jr. // J. Antibiotics. 1997. 50. C. 677.
14. Nicas T.I., Mullen D.L., Flokovitch J.E. et al. // Antimicrob. Agents Chemoter. 1996. 40. P. 2194.
15. Schwalbe R.S., Mcintosh A.C., Oaiyumi S. et al. // Antimicrob. Agents Chemoter. 1996. 40. P. 2416.
16. Гершкович А.А., Кибирев В.К. Химический синтез пептидов. Киев, 1992. C. 73.
17. Хроматография в тонких слоях / Под ред. Э. Шталя. М., 1965. C. 476.
Поступила в редакцию 31.03.98
