Для доклінічного дослідження натрієву сіль 2-гідрокси-3-(8-метокси-2-метилхінолін-4-ілтіо)пропанової кислоти синтезовано нами за схемою 3.
Гостра токсичність (ЛД50) цієї сполуки становить <1000 мг/кг.
За результатами дослідження її специфічної активності встановлено, що сполука 34 знижує показники окисного стресу при гострому порушенні мозкового кровообігу, проявляє антиоксидантну активність та ефективно захищає мембрани клітин печінки, перевищуючи ефект пірацетаму.
Кількість дієнових кон’югатів у тканинах головного мозку при введенні сполуки 34 зменшувалася на 55,5%, триєнкетонів – на 61,5%, малонового діальдегіду – на 53,7% відповідно (Р<0,05), що на 27,8%, 19,2% та 22,7% перевищувало дію еталона порівняння – пірацетаму (Р<0,05).
У тканинах головного мозку активність супероксиддисмутази підвищувалася на 120,3%, що на 81,4% більше показника пірацетаму. Зростала активність глутатіонпероксидази на 85,6%, що перевищує дію пірацетаму на 61% (Р<0,05).
При введенні сполуки 34 тваринам з експериментальною ішемією головного мозку спостерігалася нормалізація рівня каталази і вмісту a-токоферолу. Рівень a-токоферолу зростав на 100% порівняно з контролем. Це перевищувало дію препарату порівняння − пірацетаму на 35,0% (Р<0,05).
Сполука 34 збільшує показники окисної продукції енергії – рівень лактату на 50,0%, пірувату на 111,1%, малату на 180,0% порівняно з контролем (Р<0,05). При цьому спостерігалося збільшення показників вуглеводного обміну порівняно з пірацетамом.
Пошкодження структурної цілісності клітинних мембран супроводжувалося збільшенням активності ВВ-ізоформи КФК. Наслідком антиоксидантного ефекту та позитивної реакції на порушення тонких ланок метаболізму була нейропротекторна дія щодо клітинних мембран мозкової тканини, про що свідчить зниження гіперферментації ВВ-КФК.
Порівнюючи антиоксидантну дію сполуки 34 з дією еталону порівняння − пірацетамом при гострому порушенні мозкового кровообігу, встановлено, що вона реалізує свій ефект як на початкових етапах вільнорадикального окиснення, так і на вільнорадикальному етапі розвитку ВРО, а також на етапі пероксидації.
Дуже важливо, що на фоні використання сполуки 34 не спостерігалося загибелі експериментальних тварин на моделі гострого порушення мозкового кровообігу.
Таким чином, натрієва сіль 2-гідрокси-3-(8-метокси-2-метилхінолін-4-ілтіо)пропанової кислоти може бути використана в медичній та ветеринарній практиці як перспективний антиоксидант і нейропротектор.
1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у пошуку ефективних біорегуляторів серед S-заміщених похідних2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліну, у результаті чого знайдені сполуки з антиоксидантними, мембраностабілізуючими, нейропротекторними властивостями.
2. Комп’ютерний прогноз біологічної активності за допомогою програми “PASS” показав доцільність пошуку серед похідних хіноліну речовин з різнобічною біологічною активністю та дав можливість поповнити банк даних комп’ютерних програм новими дескрипторними центрами.
3. Синтезовано 35 нових S-заміщених похідних2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліну та вивчено їх фізико-хімічні властивості й біологічну активність в модельних дослідах in vitro та in vivo.
4. Встановлено, що ЛД50 отриманих похідних знаходиться в межах 566 − 2000 мг/кг, тобто вони відносяться до мало- та нетоксичних сполук. Наявність N–ацетильних залишків в 4-му положенні хінолінового циклу або гідроксигрупи в карбоновому ланцюзі зменшує токсичність. Етерифікація карбоксильної групи залишку оцтової кислоти збільшує гостру токсичність сполук, а пропанової − зменшує її.
5. У дослідах in vitro виявлена властивість S-заміщених 2-метил-4-меркапто-8-метоксихінолінів виконувати функцію “пасток” супероксиданіона у водній фазі, “пасток” гідроксилрадикала у гетерогенних системах та захист антиоксидантних ферментів. Усі досліджені сполуки гальмують утворення активних форм оксиду азоту. Ступінь прояву антиоксидантних властивостей залежить від природи залишків карбонових кислот у 4-му положенні хінолінового циклу.
6. Встановлено, що найбільш виражена мембранозахисна дія in vivo властива 2-гідрокси-3-(8-метокси-2-метилхінолін-4-ілтіо)пропановій кислоті, наближає до норми рівень ферментативної активності та білоксинтезуючу функцію печінки.
7. Показано, що S-заміщені похідні 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліну in vivo (модель двосторонньої перев’язки загальної сонної артерії) проявляють властивості ефективних біорегуляторів з антиоксидантною, нейропротекторною дією і переважають еталон порівняння – пірацетам.
8. Розроблено зручний метод синтезу та проведені доклінічні дослідження натрієвої солі 2-гідрокси-3-(8-метокси-2-метилхінолін-4-ілтіо)пропанової кислоти. Встановлено, що сполука має виражену антиоксидантну та нейропротекторну активність. Зокрема, вона знижує активність вільнорадикальних процесів, нормалізує енергетичні процеси і відновлює ферментну систему антиоксидантного захисту.
1. Антиоксидантна та гепатопротекторна активність натрієвих солей похідних β-(2-метилхінолін-4-ілтіо)-молочної кислоти / М.П. Завгородній, І.Ф. Бєленічев, Л.О. Омельянчик, О.А. Бражко, В.І. Генчева, І.Б. Лабенська // Питання біоіндикації та екології.− 2004.− Вип. 9, № 2.− С. 149 − 157.
2. Генчева В.І., Омельянчик Л.О., Бражко О.А. Дослідження антирадикальної активності похідних 2-метил-8-метокси-4-тіохіноліну // Вісник Запорізького національного університету. − 2005.− № 1.− С. 71 − 74.
3. Пошук антиоксидантів серед похідних 8-метоксизаміщених 4-меркаптохінолінів / В.І. Генчева, Л.О. Омельянчик, І.Ф. Бєленічев, О.А. Бражко, М.П. Завгородній // Питання біоіндикації та екології.− 2006.− Вип. 11, № 1.− С. 194 − 200.
4. Вивчення біологічної дії деяких 4-S-похідних хіноліну / В.І. Генчева, Л.О. Омельянчик, Д.М. Федоряк, О.А. Бражко, М.П. Завгородній// Біополімери і клітина.− 2006.− Т. 22.− С. 475 − 479.
5. Пошук біорегуляторів з антиоксидантною дією серед S–похідних 4-меркаптохінолінів / Л.О. Омельянчик, В.І. Генчева, Д.М. Федоряк, О.А. Бражко, М.П. Завгородній, І.Б. Лабенська, М.М. Корнет // Ukrainica bioorganica acta. − 2007.– Т. 5, №2 – С. 17 – 24.
6. Синтез похідних 4-тіо та 4-гідразинохінолінів як потенційних біологічно активних речовин / В.І. Генчева, Д.С. Коваленко, І.Б. Лабенська, М.М. Корнет, Є.О. Уліщенко, М.Ф. Шаабан // Хімія і сучасні технології: II Міжнародна науково-технічна конференція студентів і аспірантів та молодих вчених. Дніпропетровськ.- 2005. − С. 116.
7. Синтез похідних 2-метил-6(8)-метокси-4-тіохінолінів як потенційних біологічно активних речовин / В.І. Генчева, М.П. Завгородній, І.Б. Лабенська, М.М. Корнет // Сучасні проблеми хімії: 6 Всеукраїнська конференція студентів та аспірантів.− К., 2005. – С. 73.
8. Синтез біологічно активних речовин на основі S-заміщених 4-тіохінолінів/ Л.О. Омельянчик, О.А. Бражко, М.П. Завгородній, В.І. Генчева, І.Б.Лабенська // Львівські хімічні читання. – Львів, 2005. – С. О29.
9. Виявлення потенційних біорегуляторів серед S-заміщених 4-меркаптохіноліну / В.І. Генчева, Л.О. Омельянчик, О.А. Бражко, М.П. Завгородній // Сучасні досягнення фармацевтичної науки та практики: Всеукраїнська науково-практична конференція з міжнародною участю. Запоріжжя.- 2006.− Вип. XV, Т. 1.− С. 217.
10. Біологічна активність похідних хіноліну / В.І. Генчева, Л.О. Омельянчик, О.А. Бражко, М.П. Завгородній // Сучасні проблеми біології, екології та хімії: Міжнародна конференція. Запоріжжя.2007. – С. 533.
11. Синтез потенційних біорегуляторів серед S-заміщених L-цистеїну та цистеаміну / О.А. Бражко, Л.О. Омельянчик, М.П. Завгородній, В.І. Генчева, М.М. Корнет, І.Б. Лабенська, Ю.Ю. Петруша, Є.О. Уліщенко // XXI Українська конференція з органічної хімії. – Чернігів, 2007. – С. 22.
АНОТАЦІЯ
Генчева В.І.Біологічна активність S-заміщених похідних 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліну. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 02.00.10 – біоорганічна хімія. − Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ, 2008.
Дисертацію присвячено вивченню антирадикальної, антиоксидантної, мембраностабілізуючої, нейропротекторної активностей S-заміщених похідних 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліну та встановленню залежності “хімічна будова – біологічна дія”.
Синтезовані S-заміщені похідні 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліну, всановлено, що вони відносяться до мало- та нетоксичних сполук (ЛД50 знаходиться в межах 566 − 2000 мг/кг).
На моделі окисного стресу in vivo (ішемія головного мозку) показано, що введення нетоксичних натрієвих солей S-заміщених похідних2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліну у дозі 1/50 ЛД50 (препарат порівняння − пірацетам) впливає на рівень показників вільнорадикального окиснення (рівень триєнкетонів) та вуглеводного обміну; захищає активність антиоксидантних ферментів (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатіонпероксидаза та вміст α-токоферолу). Встановлено, що подовження на метиленову групу карбонового ланцюга в 4-му положенні гетероциклу і наявність гідроксигрупи в карбоновому ланцюзі посилює антиоксидантну і нейропротекторну активність.
Розроблено зручний метод синтезу натрієвої солі 2-гідрокси-3-(8-метокси-2-метилхінолін-4-ілтіо)пропанової кислоти та проведені її доклінічні дослідження. На моделі окисного стресу in vivo (ішемія головного мозку) сполука проявила виражену антиоксидантну і нейропротекторну дію, що перевищує ефективність еталону порівняння – пірацетаму.
Ключові слова:S-заміщені похідні 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліну, комп’ютерний прогноз біологічної активності, антиоксидантна активність, перекисне окиснення ліпідів, окисний стрес, мембранозахисна дія, нейропротекторна дія.