4. Встановлено, що конфігурація аномерного центра істотно не впливає на протективний ефект ліпофільних глікозидів MDP на відміну від амфіфільних глікозидів MDP, захисна дія яких відрізняється для б- і в-аномерів.
5. В результаті скринінга ряду ліпофільних в-алкілглікозидів мурамоїлдипептиду виявлено, що тільки в-децил-MDP проявляє чітку захисну дію відносно заражених грипом мишей.
Основний зміст роботи викладений в наступних публікаціях:
1. Земляков А.Е., Цикалова В.Н., Цикалов В.В., Чирва В.Я. Синтез b-п-алкилфенилгликозидов N-ацетилмурамоил-L-аланил-D-изоглутамина // Журн. орг. та фарм. хімії. – 2004. – Т. 2, Вип. 3(7). – С. 17–20. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і трактування отриманих результатів).
2. Земляков А.Е., Цикалова В.Н., Цикалов В.В., Чирва В.Я., Малыгина В.Ю., Кацев А.М., Криворутченко Ю.Л. Синтез и биологическое действие липофильных b-алкилгликозидов мурамоилдипептида // Журн. орг. та фарм. хімії. – 2005. – Т. 3, Вип. 3(11). – С. 52–57. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і трактування отриманих результатів).
3. Земляков А.Е., Цикалова В.Н., Цикалов В.В., Чирва В.Я., Мулик Е.Л., Калюжин О.В. Синтез и протективная активность b-гликозидов N-ацетилмурамоил-L-аланил-D-изоглутамина с агликонами алкилалициклической и арилалифатической природы // Биоорган. химия. – 2005. – Т. 31, № 6. – С. 637–644. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і трактування отриманих результатів).
4. Земляков А.Е., Цикалова В.Н., Цикалов В.В., Чирва В.Я., Мулик Е.Л., Калюжин О.В. Синтез и протективное антиинфекционное действие аномеров липофильных гликозидов N-ацетилмурамоил-L-аланил-D-изоглутамина // Биоорган. химия. – 2006. – Т. 32, № 4. – С. 424–431. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і трактування отриманих результатів).
5. Земляков А.Е., Цикалова В.Н., Цикалов В.В., Чирва В.Я., Мулик Е.Л., Кузовлев Ф.Н., Калюжин О.В., Киселевский М.В. b-Диалкилметилгликозиды N-ацетилмурамоил-L-аланил-D-изоглутамина: синтез, протективное антиинфекционное и цитотоксическое действие // Биоорган. химия. – 2008. – Т. 34, № 1. – С. 114–120. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і трактування отриманих результатів).
6. Земляков А.Е., Цикалова В.Н., Чирва В.Я. Синтез гликозидов мурамоилдипептида с агликонами различной природы // XX Українська конф. з органiчної хiмiї. Одеса, 20–24 вересня 2004 р. – Одеса, 2004. – Ч. 2. – С. 412. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і інтерпретація отриманих результатів, участь в підготовці доповіді).
7. Цикалова В.Н., Цикалов В.В., Земляков А.Е., Чирва В.Я. Синтез О- и S-b-арилгликозидов N-ацетилмурамоил-L-аланил-D-изоглутамина // Int. Symp. “Advanced science in organic chemistry”. Sudak, June 26–30, 2006. – Moscow, 2006. – Р. 186. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і інтерпретація отриманих результатів, участь в підготовці доповіді).
8. Земляков А.Е., Цикалова В.Н., Чирва В.Я. Синтез и протективная антиинфекционная активность липофильных гликозидов мурамоилдипептида // XXI Українська конф. з органічної хімії. Чернігів, 1–5 жовтня 2007 р. – Київ, 2007. – С. 169. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і інтерпретація отриманих результатів, участь в підготовці доповіді).
9. Земляков А.Е., Цикалова В.Н., Калюжин О.В., Чирва В.Я. Синтез и тестирование in vitro и in vivo О-в-алкил-, О- и S-в-арилгликозидов N-ацетилмурамоил-L-аланил-D-изоглутамина. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Москва, 23–28 сентября 2007 г. – Москва, 2007. – Т. 4. – С. 536. (Виконання синтетичного експерименту, аналіз і інтерпретація отриманих результатів, участь в підготовці доповіді).
Анотація
Цикалова В.М. Ліпофільні глікозиди мурамоїлдипептиду: синтез і антиінфекційна протективна дія. - Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.10 - біоорганічна хімія. Фізико-хімічний інститут ім. А.В. Богатського НАН України, Одеса, 2008.
Дисертація присвячена синтезу нових ліпофільних глікозидів N-ацетилмурамоїл-L-аланіл-D-ізоглутаміну (мурамоїлдипептид, MDP) з різноманітною структурою аглікону, зокрема з різним типом і конфігурацією глікозидного зв'язку, а також встановленню впливу структури глікозидів MDP і їх ліпофільності на протективну антиінфекційну активність.
Здійснено синтез нових в-глікозидів MDP з первинними і вторинними симетричними аліфатичними, аліциклічними, алкілфенільними, алкілтіофенільними, 2-(адамантил-1) - і арилетильними агліконами. Отримані нові ліпофільні a-глікозіди мурамоїлдипептиду: a-додецил-, a-(ундецил-6) - і a-циклододецил-MDP.
Виявлені глікозиди MDP стимулюючі стійкість мишей до поразки грампозитивнимі (S. aureus) і грамнегативнимі (Е. coli) бактеріями. Встановлено протективний ефект в-децил-MDP відносно заражених грипом мишей.
Ключові слова: глікопептиди, мурамоїлдипептид, О- і S-глікозиди, глікозилювання, антибактеріальна і вірусна резистентність.
Анотация
Цикалова В.Н. Липофильные гликозиды мурамоилдипептида: синтез и антиинфекционное протективное действие.- Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.10 – биоорганическая химия. Физико-химический институт им. А.В. Богатского НАН Украины, Одесса, 2008.
Диссертация посвящена синтезу новых липофильных гликозидов N-ацетилмурамоил-L-аланил-D-изоглутамина (мурамоилдипептид, MDP) с различной структурой агликона, в том числе с разной природой соединительного гетероатома, и конфигурацией гликозидной связи, а также установлению влияния структуры гликозидов MDP и их липофильности на протективную антинфекционную активность.
Стартовыми соединениями в синтезе липогликопептидов послужили соответствующие перацетилированные гликозиды N-ацетилглюкозамина (GlcNAc). Дальнейшая схема включала последовательное дезацетилирование соединений по Земплену, и введение 4,6-О-изопропилиденовой защиты и алкилирование свободной С3–ОН группы L-2-бромпропионовой кислотой в диоксане в присутствии гидрида натрия. Полученные защищенные D-мурамовые кислоты конденсировали с бензиловым эфиром дипептида N-гидроксисукцинимидным методом. В гликопептидах ацетальные защиты удаляли нагреванием с 70% уксусной кислотой, а бензиловые эфиры подвергли каталитическому гидрогенолизу или в случае тиогликозидов проводили омыление сложноэфирной защиты.
В первую группу производных мурамоилдипептида вошли b-гликозиды MDP с первичными и вторичными симметричными алифатическими, алициклическими, 2-(адамантил-1)- и арилэтильными агликонами. Исходные перацетилированные b-гликозиды GlcNAcполучили оксазолиновым методом с выходами 62-88% для первичных спиртов, 28-68% для вторичных алифатических спиртов и 45-81% для циклододеканола и замещенных этанолов. Строение этих гликозидов подтверждено данными 1Н ЯМР-спектроскопии.
В случае цис-,транс-4-трет-бутилциклогексанола гликозилирование проводили недостатком оксазолина. Из реакционной смеси колоночной хроматографией были выделены два продукта гликозилирования: более подвижный минорный гликозид 3j и основной компонент – гликозид 3k.
Исходя из большей реакционной способности транс-4-трет-бутилциклогексанола с экваториальным расположением гидроксильной группы для соединения 3k предложена транс-конфигурация циклогексанового цикла, а для его изомера 3j – цис-конфигурация. Предложенная конфигурация заместителей в циклогексановом фрагменте агликонов соединений 3j,k подтверждается данными спектров COSY и NOESY.
Строение гликопептидных производных подтверждалось 1НЯМР-спектроскопией. Идентифицированы характеристические сигналы, относящиеся к протонам агликонов, углеводного остатка и лактилдипептидного фрагмента. Спектр COSY бензиловогоэфира b-додецил MDP позволил более точно отнести сигналы аномерного протона и метиновых протонов лактилпептидного фрагмента.
Для выявления влияния конфигурацией гликозидной связи на биологическую активность в дополнение к соответствующим b-гликозидам мурамоилдипептида получены их a-аномеры: a-додецил-, a-(ундецил-6)- и a-циклододецил-MDP. Исходные перацетилированные a-N-ацетилглюкозаминиды были получены с выходами 34-43% взаимодействием соответствующих спиртов с a-глюкозаминилхлоридом 1 в нитрометане при температуре ~90 °С в присутствии йодида ртути(II). Структура a-гликозидов GlcNAc и синтезированных на их основе гликопептидов соответствует их спектрам 1НЯМР.
Третью группу липофильных гликозидов MDP составили b-алкилфенил- и b-алкилфенилтиогликозиды мурамоилдипептида. Перацетилированные b-п-толил-, b-п-трет-бутилфенил- и b-п-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенилгликозиды GlcNAc синтезировали с выходами 61-77% гликозилированием фенолов перацетатом a-глюкозаминилхлорида в условиях межфазного катализа в системе «1,25 н. раствор NaOH – CHCl3» при катализе BnEt3NCl. Аналогично гликозилировали п-тиокрезол. Альтернативно с выходами 78 и 52%, соответственно, b-п-толил- и b-п-трет-бутилфенилтиогликозиды GlcNAc получили при действии a-глюкозаминилхлорида на тиофенолы в присутствии избытка триэтиламина.
Было исследовано влияние на экспериментальную гриппозную инфекцию мышей четырех мурамоилдипептидов с линейными алифатическими агликонами. Из группы b-децил-, b-додецил-, b-тетрадецил- и b-гексадецил-MDP протективный эффект выявлен только для b-децил-MDP.
Было изучено воздействие липофильных мурамоилдипептидов на иммунную систему в тесте стимуляции антибактериальной резистентности у мышей при внутрибрюшинном введении заведомо летальной дозы бактериального возбудителя. Исследованы две группы гликозидов MDP на стимулирование устойчивость мышей к поражению грамположительными (S. aureus) и одна - грамотрицательными (Е. coli) бактериями.
Установлено, что наиболее высокий протективный эффект к внутрибрюшинному заражению мышей S. aureus индуцируют b-алкил-, b-(трикозанил-12)-, b-циклододецил-, b-п-толил- и b-п-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенилгликозиды MDP. В эксперименте с Е. coli не выявлено четкого влияния липофильности или структуры агликонов на протективное антиинфекционное действие для большинства соединений из изученной группы гликозидов мурамоилдипептида. Наиболее достоверное снижение летальности, вызванноее грамотрицательными бактериями, было выявлено для b-тетрадецил-MDP, b-4-трет-бутилфенил-MDP и b-п-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил-MDP (доза 1 мкг/мышь), а также для b-децил-MDPи b-(ундецил-6)-MDP (доза 20 мкг/мышь).