Органический синтез и молекулярный дизайн новых лекарственных препаратов
Дипломная работа - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие дипломы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
? падала до нуля, а все упомянутые выше эффекты ассоциировались с низкомолекулярным небелковым соединением, хромофором неокарциностатина (NCS-Chrom), который в нативном антибиотике неко- валентно связан с белком. Роль белкового компонента - просто защита этого (в свободном состоянии очень лабильного) соединения.
Структура активного компонента, установленная группой Эдо в 1985 г., оказалась абсолютно беспрецедентной - присутствующую в нем бициклододекадиендииновую систему никогда раньше не обнаруживали в природе и не синтезировали в лаборатории. К iастью, несколько моноциклических сопряженных ендиинов уже были получены в ходе исследований совсем другого плана, так что экспериментальные данные по их реакционной способности послужили определенными указаниями для понимания химических механизмов биологической активности.
Более пятнадцати лет после своего открытия неокарциностатин оставался единственным известным антибиотиком с такой уникальной картиной повреждающего действия на ДНК. Однако интенсивные поиски других природных соединений с подобной активностью привели к обнаружению нескольких других антибиотиков, содержащих ендииновый фрагмент. Так, в 1987 г. почти одновременно из культуры Асtinотаdиrа vеrrисоsоsроrа, собранного в Аргентине, и из культуральной жидкости Micromonospora есhinоsроrа sр. саliсhепis (грибов из образца почвы, взятого в Техасе) были выделены антибиотики эсперамицин А1 и каликеамицин ?11, соответственно. За этим последовали дайнемицин А, продуцируемый Мicrотопоsроrа сhestinа (плесень, выращенная из образцов почвы из штата Гуджарат, Индия), и кедарцидин, продуцируемый новым штаммом актиномицетов. Разнообразие географических районов и организмов-продуцентов ясно указывает на широкую (хотя раньше и не заподозренную!) распространенность ендиинов в Природе. Смело можно предположить, что еще многие антибиотики, принадлежащие к этому семейству, ждут своего открытия.
Общей и наиболее значительной особенностью этого нового класса антибиотиков является их исключительная активность как противоопухолевых агентов. Так, каликеамицин ?11 примерно в 4000 раз более активен, чем наиболее мощный применяемый в клинике антибиотик адриамипин. Сам он из-за своей высокой токсичности не может применяться в медицине, однако конъюгаты его производных с моноклональными антителами, селективными по отношению к опухоли, обнаруживают многообещающие свойства: высокую активность против опухолей при низкой токсичности (поясним, что использование подобных антител обеспечивает возможность целевой доставки агента к тканям-мишеням, т. е. в данном случае к опухоли. Само по себе это не влияет на общую токсичность антибиотика, но позволяет резко снизить терапевтическую дозу). Эсперамицин A1 обнаруживает мощную активность против ряда модельных опухолей мышей при исключительно низких дозах (примерно 100 нг/кг) и сейчас проходит II фазу клинических испытаний.
Многочисленными экспериментами in vitro и in vivo было установлено, что биологической мишенью ендииновых антибиотиков является ДНК и что повреждение, вызываемое ими, состоит в разрыве цепей ДНК, причем в зависимости от природы агента могут происходить как одно-, так и двунитевые разрывы. На характер действия антибиотика влияет также природа углеводных фрагментов молекулы. Например, нативный эсперамицин вызывает однонитевое расщепление ДНК, тогда как его аналог, полученный частичным гидролизом углеводной цепи, обнаруживает способность осуществлять двунитевое расщепление ДНК.
Ендииновые антибиотики по характеру воздействия на ДНК сайт-селективны. Например, при обработке ДНК каликеамицином ?11 основная часть разрывов приходится на фрагменты (сайты) ТССТ и СТСТ. Узнавание сайтов ДНК и эффективность связывания с ними определяется взаимодействием ДНК с углеводными и/или ароматическими остатками антибиотика. Так, согласно результатам исследования с помощью ЯМР, антибиотик в растворе принимает развернутую и высоко организованную конформацию, особенно хорошо приспособленную для связывания с малой бороздкой ДНК. При этом критически важным для селективности и эффективности связывания является контакт с олигосахаридным доменом антибиотика. Деструкция ДНК может достигаться также и при действии каликеамицинона, агликона антибиотика. В этом случае требуется гораздо более высокая концентрация агента, а реакция протекает неселективно и преимущественно путем расщепления единичной нити. В то же время было показано, что синтетический олигосахарид, идентичный углеводной составляющей, связывается с тем же сайтом ДНК, что и исходное природное соединение, и такое связывание может полностью блокировать расщепление ДНК антибиотиком.
Ендииновый фрагмент, являющийся наиболее заметной и характерной структурной особенностью описанных антибиотиков, ответственен за расщепление нитей ДНК, вызываемое этими агентами. Само расщепление представляет собой конечный результат последовательности нескольких реакций ендииновой системы.
Наличие в этих антибиотиках ендииновой группировки и гемолитический характер вызываемых ими повреждений ДНК привели к заключению о ключевой роли циклоароматизации Бергмана в химизме взаимодействия этих агентов с ДНК. Правомерность такого предположения была подтверждена изучением различных аспектов реакционной способности ендииновых антибиотиков в сочетании с данными по их реакциям с нативной ДНК или синтетическими олигонуклеотидами. На основании результатов таких исследований было iорм?/p>