Tag Archives: фурин
1,3-Оксазол-4-ілфосфонієві солі як новий клас непептидних інгібіторів фурину
Т. В. Осадчук1, В. К. Кібірєв1,2, О. В. Шибирин1, А. В. Семироз1,
Є. С. Велігіна1, Е. Р. Абдурахманова1, В. С. Броварець1
1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В. П. Кухаря НАН України, Київ;
e-mail: brovarets@bpci.kiev.ua;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ
Отримано: 22 лютого 2019; Затверджено: 17 травня 2019
Синтезовано низку нових похідних 1,3-оксазол-4-ілфосфонієвих солей, які містять у С2- та С5-положеннях гетероциклу електронодонорні або електроноакцепторні групи. Сполуки охарактеризовано 1Н, 31Р ЯМР- та ІЧ-спектроскопією, даними елементного аналізу та хромато-масспектрометрії. Знайдено, що ці азоли є новим класом непептидних інгібіторів фурину. Залежно від хімічної будови вони інактивують ензим за механізмом конкурентного, неконкурентного або змішаного інгібування. Оцінка синтезованих похідних як інгібіторів фурину показала, що серед трифенілфосфонієвих солей оксазол 12, який містить у С2-положенні 2,4-дихлорфеніл-, а у С5 – MeS-групу, є найактивнішим (Kі = 1,57 мкМ) конкурентним інгібітором ензиму. Результати свідчать про те, що хімічна модифікація фосфонієвих похідних оксазолу може бути корисною для створення потужніших та селективних інгібіторів фурину.
Вплив органічних розчинників на активність фурину
Т. В. Осадчук1, О. В. Шибирин1, А. В. Семироз1, В. К. Кібірєв1,2
1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: osadchuk@bpci.kiev.ua
Фурин належить до сімейства кальцій-залежних серинових пропротеїнконвертаз, які здійснюють перетворення неактивних прекурсорів протеїнів в зрілі поліпептиди. У модельних експериментах ми вивчили вплив на активність ензиму таких органічних розчинників, як ацетон, диметилсульфоксид (ДМСО), діоксан, ізопропанол і етанол. Знайдено, що в присутності ДМСО фурин зберігав свою вихідну активність до 88%, тоді як за наявності ацетону – всього лише до 30%. Встановлено таку послідовність зниження впливу органічних розчинників на фурин: ацетон> ізопропанол> етанол> діоксан> диметилсульфоксид. Досліджено взаємозв’язок між залишковою активністю фурину і такими параметрами розчинника, як діелектрична проникність, відносна полярність, дипольний момент і log P. Виявилося, що величина ефекту органічного розчинника не корелює ні з однією з наведених характеристик. Графіки в координатах Лейдлера-Скетчарда, які відповідно до теорії, мають бути лінійними, не є такими. Все це свідчить про те, що в розглянутій ензимній реакції важливу роль відіграють не тільки електростатичні взаємодії, але і гідрофобні контакти, водневі зв’язки та інші фактори також можуть впливати на каталіз фурином. Це видається актуальним для подальших досліджень у зазначеній області.
Синтез і дослідження властивості похідних амідиногідразильованих ароматичних сполук як інгібіторів фурину
Т. В. Осадчук1, А. В. Семироз1, О. В. Шибирин1, В. К. Кібірєв1,2
1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: osadchuk@bpci.kiev.ua
Пропротеїнконвертаза фурин відіграє ключову роль у багатьох патологічних процесах, таких, наприклад, як рак, бактеріальні та вірусні захворювання, нейродегенеративні порушення та діабет. Тому інгібітори фурину можуть бути багатообіцяючими терапевтичними засобами для лікування цих захворювань. Нами було синтезовано низку нових непептидних інгібіторів ензиму, які містили амідиногідразовані групи, що знаходилися в бензольних кільцях в орто-, мета– або пара-положеннях відносно лінкера. Із результатів біологічного тестування випливає, що положення амідиногідразонових груп в ароматичних кільцях істотно впливало на антифуринову активність сполук. Знайдено, що заміна лінкерів, які містили пропокси-групу, на «місток» із бензольним кільцем, обумовлювала ріст інгібіторної активності цих сполук. Їх вплив на фурин залежав також від заміщення атома водню в амідиногідразоновому угрупованні на метильну групу. Показано, що ці сполуки блокують активність ензиму за механізмом змішаного інгібування, а значення Kі синтезованих бісамідиногідразонів знаходяться на мікромолярному рівні.
Вплив катіонів на активність фурину
Т. В. Осадчук1, О. В. Шибирин1, А. В. Семироз1, О. М. Бондаренко1, В. К. Кібірєв1,2
1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
e-mail: osadchuk@bpci.kiev.ua;
2Інститут біохімії ім О. В. Палладіна НАН України, Київ
Фурин – найбільше вивчена пропротеїнконвертаза ссавців, здійснює процесинг неактивних попередників протеїнів, перетворюючи їх у біологічно активні поліпептиди. Ми дослідили вплив на активність фурину катіонів таких металів: цезію, стронцію, кадмію, заліза, кобальту та нікелю і показали, що в присутності Са2+ (1 мМ) ці іони здатні активувати фурин, причому положення піку активності залежить від природи іона. Зокрема, для Fe2+ воно спостерігалось за концентрації іона 15 мМ, тоді як для Cd2+, Co2+ та Ni2+ максимальна активність знаходилась при 20 мМ, для Cs+ при 30 мМ і для Sr2+ – 40 мМ. Побудовою графіків у координатах Лайнуївера–Берка за низьких концентрацій катіонів висхідної гілки залежності активності фурину від концентрації іона, здійснена оцінка спорідненості катіонів до фурину. Знайдено, що їх афінність у порівнянні з Са2+ різко зменшена (~ у 18–150 разів). Отже за фізіологічних умов катіони, що вивчалися, не здатні конкурувати з іонами кальцію за фурин і тому в природному середовищі не можуть впливати на його активність.
Хімічна будова та властивості низькомолекулярних інгібіторів фурину
Т. В. Осадчук1, О. В. Шибирин1, В. К. Кібірєв1,2
1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: osadchuk@bpci.kiev.ua
Огляд присвячено аналізу взаємозв’язку між хімічною будовою та властивостями низькомолекулярних сполук як інгібіторів фурину – найвивченішої пропротеїнконвертази, яка бере участь у розвитку таких патологічних станів, як онкологічні захворювання, вірусні та бактеріальні інфекції та ін. Розглянуто дані новітніх робіт про вплив пептидів і псевдопептидів, сполук з ароматичними або гетероциклічними кільцями, низки природних сполук: флавоноїдів, кумаринів та ін. на інактивацію ензиму. Показано, що ефективність блокування активності фурину зростає зі збільшенням кількості позитивно заряджених груп у структурі цих сполук. Встановлено, що найпотужнішими інгібіторами на сьогодні є пептидоміметики (Ki = 5–8 пM). Проте жодна із синтезованих сполук не знайшла практичного застосування. Важливою лишається проблема селективності інгібіторів, покращення їхньої стабільності, біодоступності та безпечності для організму людини.
Вивчення похідних 5-аміно-4-ациламіно-1Н-піразолу як інгібіторів фурину
В. К. Кібірєв1, Т. В. Осадчук1, О. Б. Вадзюк2,
О. В. Шабликін1, О. П. Козаченко1, С. А. Чумаченко1,
С. В. Попільніченко1, В. С. Броварець1
1Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
e-mail: kibirev@bpci.kiev.ua
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ
Синтезована низка похідних 5-аміно-1Н-піразолу з метою вивчення їх як інгібіторів фурину. Знайдено, що найефективніша сполука – 5-аміно-4-ацетиламіно-3-(4-метилфеніламіно)-1Н-піразол – знижує активність фурину за механізмом змішаного інгібування з Kі 288 мкМ. Результати проведеної роботи дозволяють намітити шляхи хімічної модифікації структури похідних 5-аміно-1Н-піразолів для створення більш потужних інгібіторів фурину непептидної природи.
Визначення АФК у присутностi бiологiчно активних речовин за флуоресценцiєю пористого кремнiю
В. Б. Шевченко1, О. І. Даценко1, О. В. Шабликiн2, Т. В. Осадчук2,
О. М. Ляхов2, Ю. В. Пивоваренко3, В. А. Макара1,3
1Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
e-mail: shevchenko@univ.kiev.ua;
2Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
3НУЦ «Фізико-хімічне матеріалознавство» Київського національного
університету імені Тараса Шевченка і НАН України
Одержано спектри флуоресценцiї пористого кремнiю, модифiкованого водними розчинами бiологiчно активних речовин та речовин бiологiчного походження, а також спектри флуоресценцiї пористого кремнiю, модифiкованого моношарами лецитину, сформованими на поверхнi водних розчинiв бiологiчно активних речовин. На пiдставi аналiзу одержаних спектрiв зроблено висновки щодо впливу дослiджених речовин на вміст АФК.
Непептидні інгібітори фурину на основі амідиногідразонів діарилальдегідів
В. К. Кібірєв1, Т. В. Осадчук2, О. П. Козаченко2, О. Б. Вадзюк1, В. С. Броварець2
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: kinet@biochem.kiev.ua;
2Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ
Взаємодією діальдегідів (похідних етерів етилендіетилваніліну) з бікарбонатом аміногуанідину синтезовано відповідні діамідиногідразони, які містять два ароматичних кільця, що з’єднані між собою 1,2-етиленовим, 1,4-бутиленовим або 1,4-диметиленбензольним «містком». Показано, що ці сполуки є інгібіторами фурину. Знайдено, що їхня антифуринова активність росте зі збільшенням довжини (або гідрофобності) сполучного містка. Значення Ki найактивнішої сполуки, що має в містку ліпофільне бензольне кільце, становить 0,51 мкМ.
Вивчення властивостей інгібіторів фурину на основі похідних калікс[4]арену CX3im
В. К. Кібірєв1, Т. В. Осадчук2, Р. В. Родік3, В. І. Кальченко3
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: kibirev@biochem.kiev.ua;
2Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ
3Інститут органічної хімії НАН України, Київ
Метою роботи було вивчення антифуринової активності похідних калікс[4]арену, які модифіковано за верхнім вінцем макроциклу позитивно зарядженими або нейтральними угрупованнями. Знайдено, що каліксарен CX3im, функціоналізований позитивно зарядженими N-метилімідазолієвими циклами, дійсно здатний інгібувати фурин (Ki = 58,2 мкМ). Величина ефекту залежить також від гідрофобності замісників, що знаходяться на нижньому вінці каліксаренів. Одержані дані свідчать про принципову можливість створення на платформі калікс[4]аренів непептидних інгібіторів фурину нової генерації.
Синтез, біологічне тестування та докінг нових бісамідиногідразонів як інгібіторів фурину
В. К. Кібірєв1, Т. В. Осадчук2, О. П. Козаченко2, В. Холодович3, О. Д. Федоряк2, В. С. Броварець2
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: kibirev@biochem.kiev.ua;
2Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ;
3Ратгерський університет, Ньюарк, США
Взаємодією гідрокарбонату аміногуанідину із трьома діарильними дикарбальдегідами одержано нові бісамідиногідразони – непептидні інгібітори фурину, що характеризуються величинами констант інгібування (Kі) в межах 0,74–1,54 мкМ. Їхні бензольні кільця зв’язуються між собою залишками п-гідрохінону, піперазину та, відповідно, адипінової кислоти. Докінг цих сполук у нещодавно опубліковану 3D-структуру фурину людини показав, що вони здатні одночасно взаємодіяти з підцентрами S1 та S4 ензиму. Загальний хід бісамідиногідразонів в активному центрі протеази є аналогічним до розташування хребта ліганду, який було кокристалізовано з фурином. Результати молекулярного моделювання дозволили намітити низку модифікацій структури синтезованих інгібіторів, які можуть поліпшити їхню антифуринову активність.