CZ307227B6 - C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu a jejich využití - Google Patents
C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu a jejich využití Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307227B6 CZ307227B6 CZ2015-549A CZ2015549A CZ307227B6 CZ 307227 B6 CZ307227 B6 CZ 307227B6 CZ 2015549 A CZ2015549 A CZ 2015549A CZ 307227 B6 CZ307227 B6 CZ 307227B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- lupine
- biotinylated
- type
- triterpenes
- biotin
- Prior art date
Links
- 150000003648 triterpenes Chemical class 0.000 title claims description 38
- JYIJIIVLEOETIQ-UHFFFAOYSA-N alpha-Isolupanin Natural products C12CCCCN2CC2C3CCCC(=O)N3CC1C2 JYIJIIVLEOETIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- JYIJIIVLEOETIQ-XDQVBPFNSA-N lupanine Chemical compound C([C@H]12)CCCN1C[C@H]1[C@H]3CCCC(=O)N3C[C@@H]2C1 JYIJIIVLEOETIQ-XDQVBPFNSA-N 0.000 title 1
- PXSNOBCUERDYST-UHFFFAOYSA-N lupanine Natural products O=C1CCCN2CC3CC(CC12)N4CCCCC34 PXSNOBCUERDYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 claims description 27
- 239000011616 biotin Substances 0.000 claims description 27
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 claims description 25
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 7
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 4
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000006297 carbonyl amino group Chemical group [H]N([*:2])C([*:1])=O 0.000 claims description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 2
- 235000017803 cinnamon Nutrition 0.000 claims description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 claims 1
- 241000723347 Cinnamomum Species 0.000 claims 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 claims 1
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- -1 ethyleneoxy units Chemical group 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000006287 biotinylation Effects 0.000 description 3
- 238000007413 biotinylation Methods 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- NPZTUJOABDZTLV-UHFFFAOYSA-N hydroxybenzotriazole Substances O=C1C=CC=C2NNN=C12 NPZTUJOABDZTLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 4-Dimethylaminopyridine Chemical compound CN(C)C1=CC=NC=C1 VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPTTVJLTNAWYAO-KPOXMGGZSA-N Bardoxolone methyl Chemical group C([C@@]12C)=C(C#N)C(=O)C(C)(C)[C@@H]1CC[C@]1(C)C2=CC(=O)[C@@H]2[C@@H]3CC(C)(C)CC[C@]3(C(=O)OC)CC[C@]21C WPTTVJLTNAWYAO-KPOXMGGZSA-N 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical group C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000219745 Lupinus Species 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010933 acylation Effects 0.000 description 2
- 238000005917 acylation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 125000001160 methoxycarbonyl group Chemical group [H]C([H])([H])OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 2
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBZYWSMVVKYHQN-MYPRUECHSA-N (4as,6as,6br,8ar,9r,10s,12ar,12br,14bs)-10-hydroxy-2,2,6a,6b,9,12a-hexamethyl-9-[(sulfooxy)methyl]-1,2,3,4,4a,5,6,6a,6b,7,8,8a,9,10,11,12,12a,12b,13,14b-icosahydropicene-4a-carboxylic acid Chemical compound C1C[C@H](O)[C@@](C)(COS(O)(=O)=O)[C@@H]2CC[C@@]3(C)[C@]4(C)CC[C@@]5(C(O)=O)CCC(C)(C)C[C@H]5C4=CC[C@@H]3[C@]21C XBZYWSMVVKYHQN-MYPRUECHSA-N 0.000 description 1
- 125000003088 (fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- GIAFURWZWWWBQT-UHFFFAOYSA-N 2-(2-aminoethoxy)ethanol Chemical compound NCCOCCO GIAFURWZWWWBQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical compound ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQPYRJIMPDBGRW-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-(9h-fluoren-9-ylmethoxycarbonylamino)ethoxy]ethoxy]acetic acid Chemical compound C1=CC=C2C(COC(=O)NCCOCCOCC(=O)O)C3=CC=CC=C3C2=C1 XQPYRJIMPDBGRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000549 4-dimethylaminophenol Drugs 0.000 description 1
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXGZJQLMVSIZEI-UQMAOPSPSA-N Bardoxolone Chemical compound C1=C(C#N)C(=O)C(C)(C)[C@@H]2CC[C@@]3(C)[C@]4(C)CC[C@@]5(C(O)=O)CCC(C)(C)C[C@H]5[C@H]4C(=O)C=C3[C@]21C TXGZJQLMVSIZEI-UQMAOPSPSA-N 0.000 description 1
- 108020004256 Beta-lactamase Proteins 0.000 description 1
- 244000223760 Cinnamomum zeylanicum Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006736 Huisgen cycloaddition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 102000004245 Proteasome Endopeptidase Complex Human genes 0.000 description 1
- 108090000708 Proteasome Endopeptidase Complex Proteins 0.000 description 1
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930194930 Triterpen Natural products 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002521 alkyl halide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 description 1
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000852 azido group Chemical group *N=[N+]=[N-] 0.000 description 1
- 102000006635 beta-lactamase Human genes 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 150000001615 biotins Chemical group 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000003596 drug target Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethyl mercaptane Natural products CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 1
- CMWYAOXYQATXSI-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylformamide;piperidine Chemical compound CN(C)C=O.C1CCNCC1 CMWYAOXYQATXSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 229940121649 protein inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 239000012268 protein inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000004007 reversed phase HPLC Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
- 125000003523 triterpene group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
Description
C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu a jejich využití
Oblast techniky
Vynález se týká C-3 biotinylovaných triterpenů lupanového typu a jejich využití při hledání molekulárních cílů. Jedná se o triterpeny lupanového typu navázané k biotinu přes variabilní raménko s využitím hydroxylové skupiny v poloze č. 3. Tyto konjugáty je možné využít pro stanovení molekulárního cíle, tedy proteinu v nádorové buňce, se kterým tyto aktivní triterpeny lupanového typu interagují, což má za následek její smrt. Využití se předpokládá zejména ve farmaceutickém průmyslu. V současné době je popsáno několik tisíc aktivních triterpenů lupanového typu přírodního nebo syntetického původu a další deriváty v literatuře neustále přibývají. Molekulární cíl je však znám pouze u několika z nich, což podstatně limituje jejich potenciální využití v humánní medicíně.
Dosavadní stav techniky
Triterpeny jsou přírodní sloučeniny, u kterých byla objevena řada biologických aktivit, z nichž nej významnější je selektivní protinádorová aktivita (Dzubak P., Hajduch M., Vydra D., Hustova Biedermann D., Markova L., Urban M., Šarek J. Nat. Prod. Rep. 2006, 23, 394 - 411). Jejich mechanizmus účinku je již studován řadu let a bylo objeveno několik typů proteinů, jejichž inhibice triterpeny vede k inhibici růstu rakovinných buněk, významná je např. inhibice proteasomu (K. Quian, S.-Y. Kim, H.-Y. Hung, L. Huang, C.-H. Chen, K.-H. Lee: Bioorg. Med. Chem. Letí. 2011, 21, 5944). Je však zřejmé, že i malá změna ve struktuře triterpenů může mít podstatný vliv na mechanizmus účinku a tedy pro každý nový, cytotoxicky aktivní triterpen je vhodné najít jeho konkrétní molekulární cíle. Mezi triterpeny vynikají svými protinádorovými aktivitami triterpeny lupanového typu, kterých se týká tento vynález.
Jednou z metod hledání molekulárních cílů je dobře známá afinitní chromatografie (Rylova, G.; Ozdian, T.; Varanasi, L.; Šoural, M.; Hlavac, J.; Holub, D.; Dzubak, P.; Hajduch, M. Current Drug Targets 2015, 16, 60-76). Nejčastějším uspořádáním této metody je pevná fáze modifikovaná avidinem a aktivní molekula navázaná na biotin přes definované raménko. Tímto raménkem je myšlena organická molekula protáhlého tvaru, která spojuje molekulu biotinu se studovanou sloučeninou. Raménko může mít různý charakter, nejčastěji je však založeno na bázi ethylenoxy jednotek. Takto modifikovaná aktivní molekula se přidá k lyzátu nádorových buněk, přičemž vznikne slabá interakce protein-inhibitor (aktivní molekula). Poté se k tomuto roztoku přidá pevná fáze modifikovaná avidinem, vytvoří se velmi pevná vazba biotin-avidin. Pevná fáze se odfiltruje od zbytku lyzátu, promyje vhodnými pufry a následuje eluce pomocí soustavy jiných pufrů, kdy se postupně vymývají proteiny z kolony v závislosti na síle jejich interakce s aktivní molekulou. V tandemu s výkonným MALD1-TOF spektrometrem se určí struktura proteinů, které s aktivní molekulou interagují. Pak následuje validace cílů. Jedním ze způsobů, jak cíl validovat, je metoda navázání molekuly z různých poloh a zopakování afinitní chromatografie pro všechny takto navázané molekuly. Cíl by se měl objevit pouze tehdy, když je molekula navázána mimo farmakofor (uspořádání v molekule zodpovědné za její aktivitu). Pokud tedy navážeme molekulu přes farmakofor, měl by tento být zablokovaný a experiment s takovou molekulou sloužit jako negativní kontrola. Jedním z výhodných uspořádání této metody je její kombinace s evaluací pomocí kvantitativní proteomiky a SILAC, např. v lit. S. Sakamoto,
M. Hatakeyama, T. Ito, H. Handa Bioorg. Med. Chem. 2012, 20, 1990 nebo v S.-E. Ong, X. Li, M. Schenone, S. L. Schreiber, S. A. Carr, Methods Mol. Biol 2012, 803, 129.
Je tedy zřejmé, že pro stanovení molekulárního cíle pomocí afinitní chromatografie je důležité spojit aktivní molekulu na vhodné části jejího skeletu s biotinem přes vhodné raménko. Za tímto účelem existuje řada metod. V literatuře je hojně popsána příprava a použití derivátů typu 1 (vzorec 1). Některé z těchto derivátů jsou i komerčně dostupné.
- 1 CZ 307227 B6
Hl. skelet bitoinu Skelgt raménl<a 'n -------
| í O | r- |
| γ_ΝΗ Vs o | H N^COOH >________________/ |
n= l - 12
Vzorec l: Příklad biotinylačního derivátu s raménkem na bázi methylenových jednotek s koncovou karboxylovou skupinou
Znázorněný typ raménka, tj. pouze na bázi uhlíkatého skeletu -(CH2)n-, však není považován pro účely afinitní chromatografie za zcela vhodný a nebude mu proto zde věnována další pozornost. Uvedeny budou pouze některé konkrétní příklady derivátů s raménkem na bázi ethylenoxy jednotek nebo deriváty s raménky podobné konstituce, která jsou považována z pohledu struktury za optimální. V literatuře je např. popsána příprava derivátu 2 dle vzorce 2 a jeho následné použití pro studium glykokonjugátů (McReynoIds, Katherine D.; Hadd, Michael J.; GervayHague, Jacquelyn, Bioconjugate Chemistry 1999, 10(6), 1021-1031). Popsána je také syntéza derivátu 3 a jeho použití pro studium protein-fosfoinositid vazebných interakcí (Gong, Denghuang: Smith, Matthew D.: Manna, Debasis; Bostic, Heidi E.; Cho, Wonhwa; Best, Michael D, Bioconjugate Chemistry 2009, 20(2), 310-316).
°^nh h
2: n = 3
3: n = 4
Vzorec 2: Příklad biotinylačního činidla s raménkem na bázi ethylenoxy jednotek s koncovou karboxylovou skupinou
Derivát 4 s raménkem obsahujícím disulfidickou vazbu (vzorec 3) byl připraven pomocí biotinu, ethylendiaminu a merkaptoethanolu ve výtěžku 72 % a použit pro studium β-laktamáz (Marchand-Brynaert, Jacqueline; Bouchet. Michele; Touillaux, Roland; Beauve, Cecile; Fastrez, Jacques, Tetrahedron 1996, 52(15), 5591-606).
COOH
Vzorec 3: Příklad biotinylačního činidla s raménkem obsahujícím -S-S- vazbu a koncovou karboxylovou skupinou
V poslední době se pro syntézu konjugátů malých molekul s biotinem rozšířilo použití Huisgenovy 1,3-cykloadice, tzv. click chemie a pro tento účel byly syntetizovány deriváty biotinu substituované molekulou azidu (vzorec 4), např. 5. (Vundyala Neeraja, Sun Chiin, Šidíme
-2 CZ 307227 B6
Francoise. Shi Wei, LAmoreaux William, Raja Krishnaswami. Peetz, Ralf. M., Tetrahedron Letters 2008, 49(45), 6386-6389).
5: n = 2 nebo 6
Vzorec 4: Příklad biotinylačního činidla s ethylenoxy raménkem a koncovou azidoskupinou
Dále je možné k syntéze biotinylovaných sloučenin pro afinitní chromatografií využít tzv. syntézy na pevné fázi, kde systém biotin-raménko je kovalentně uchycen na polymemí matrici. Syntéza na pevné fázi ve srovnání se syntézou v roztoku obecně poskytuje řadu výhod. Mezi největší výhody patří především jednoduché instrumentální vybavení a jednoduché experimentální provedení syntézy, dále snadná příprava malých množství látek (i při mnohastupňových syntézách) a zejména velmi jednoduchá izolace meziproduktů syntézy.
Příkladem takového přistupuje příprava polymemí matrice 5 s navázaným biotinem a raménkem zakončeným aminoskupinou (schéma 1, Cankarova Naděžda. Funk Petr, Hlavac Jan. and Šoural Miroslav, 2011, Tetrahedron Lett. 52, 5782 - 5788). Pryskyřice 5 následně reaguje s příslušnou 20 aktivní molekulou, která pro tento účel musí obsahovat vhodnou funkční skupinu.
Fmoc
Ffnoc tq tkrok(«)
2. krok (««)
Q Potjmcmi matrice (kcpotymer ítyrenu a dMntftenMnu)
Schéma 1. (i) 2-(2-aminoethoxy)ethanol, 10% AcOH/DMF, 20 °C, 16 h, potom NaBH(OAc)3, 2:5 20 °C, 6 h; (ii) Fmoc-Osu, DCM, 20 °C, 16 h; (iii) biotin, HOBt, DIC, D1EA, DMF, 20 °C, 16 h, zopakováno 3x; (iv) 20% piperidin/DMF, 20 °C, 30 min.; (v) [2-[2-(Fmocamino)ethoxy]ethoxy]octová kyselina, HOBt, DIC, DCM/DMF (1:1). 20 °C, 16 h.
Právě výše uvedený způsob je využitelný pro jednoduchou a rutinní modifikaci triterpenů 33 lupanového typu. Je však nutné vést v patrnosti, že triterpeny lupanového typu většinou neobsahují vhodnou funkční skupinu pro účel biotinylace. Za vhodnou (tedy dostatečně reaktivní) funkční skupinu se typicky považuje např. karboxylová skupina, aminoskupina nebo alkylhalogenidová skupina. Takové skupiny sice u triterpenů lupanového typu existují, nejsou však dostatečně reaktivní ze sterických důvodů. Pro vlastní biotinylaci triterpenů je proto nutné 35 triterpeny lupanového typu premodifikovat. Vybrané příklady premodifikace ukazuje schéma 2:
výchozí triterpeny 6-9 jsou modifikovány inkorporací karboxylové skupiny za vzniku karboxylových kyselin 10-13. Tyto reakce jsou popsané v literatuře (Šarek, J., Hajduch, M., Svoboda, M., Nováková, K., Spáčilová, P., Kubelka, T., Biedermann, D.: Method of preparation of a soluble formulation of water - insoluble pentacyelic and tetracyclic terpenoids, a soluble 40 formulation of a pentacyelic or tetracyclic terpenoid and a pharmaceutical composition containing this soluble formulation, 2008 WO 2008/037226 A2 a Mukherjee, R., Jaggi, M., Siddiqui, M. J. A., Srivastava, S. K., Rajednran, P., Vardhan, A., Burman, A. C.: Bioorg. Med. Chem. Lett. 2004, 14, 4087-4091.)
Í.X-CHj 1 X«CHO a y = co. z*ch2 S Y,Z · co
Schéma 2. (i) Sukcinanhydrid, THF, DMAP, reflux 12 h.
Jediným biotinylovaným triterpenem nalezeným v literatuře je bardoxolone methyl (CDDO), ze kterého byly syntetizovány konjugáty s biotinem, například typu 14 a 15 (vzorec 5) (Honda Tadashi, Janošík Tomasz, Honda Yukiko, Han Jie, Liby Karen T., Williams Charlotte R.; Couch, Robin D., Anderson Amy C., Sporn Michael B., Gribble Gordon W. Journal of Medicinal Chemistry 2004, 47, 4923 - 4932). Tyto konjugáty mají dvě zásadní nevýhody: 1) obsahují příliš krátké raménko, což může u některých cílových proteinů vést k tomu, že ze sterických důvodů se při provedení afinitní chromatografie nezachytí; 2) toto raménko je pouze na bázi uhlíkatého skeletu (-(CH2)n-), který není považován pro účely afinitní chromatografie za zcela vhodný, protože má tendenci zaujímat nevhodné prostorové uspořádání. Zcela podstatný je především fakt, že Bardoxolone methyl není triterpen lupanového typu. Konjugáty triterpenů lupanového typu s biotinem přes raménko na bázi ethylenoxy jednotek, kterých se týká tento vynález, nejsou v literatuře vůbec popsány a z pohledu afinitní chromatografie jako metody pro studium molekulárních cílů těchto látek jsou molekuly obsažené v tomto patentovém spisu jedinečné.
Vzorec 5: Jediné biotinylované triterpeny popsané v literatuře
Podstata vynálezu
Podstata vynálezu spočívá v C-3 biotinylovaných triterpenech lupanového typu obecného vzorce I, Schéma 3. Lupanový skelet je v tomto případě modifikován přes atom C-3, Základní skelet (Schéma 3) znázorňuje tuto polohu na základním terpenickém skeletu lupanového typu. Obecný vzorec 1 (Schéma 3) znázorňuje strukturu C-3 biotinylovaných triterpenů lupanového typu.
Modifikace C3
Triterpen lupanového typu (základní skelet)
Biotinylované triterpeny lupanového typu (Obecný vzorec I)
Schéma 3: Obecná struktura cílových látek
Rámcový popis syntézy C-3 biotinylovaných triterpenů lupanového typu
Byla připravena biotinylovaná pryskyřice 5 a triterpenoidní prekurzory 10, 11, 12, 13 (Schéma 2).
Vzorec 6: Sloučenina biotin-L-NH2 ukotvená na polystyrénové matrici (tzv. biotinylovaná pryskyřice 5).
Obecný postup pro acylace pryskyřice 5 terpenickými kyselinami
Triterpen lupanového typu 10-13 (0,3 mmol) byl rozpuštěn v DMF (1,5 ml) a k roztoku byl následně přidán HOBt.2H2O (45 mg, 0,3 mmol), DIC (45 pL, 0,3 mmol) a DCM (1,5 ml). Roztok byl následně přidán k pryskyřici 5 (250 mg). Směs byla třepána přes noc, následně promyta 3 x DMF a 3 x DCM.
Odštěpení cílových produktů (C-3 biotinylovaných triterpenů lupanového typu) z pryskyřice
Pryskyřice po acylačním/alkylačním kroku byla třepána s 50% TFA v DCM (3 ml) po dobu 30 min za laboratorní teploty. Roztok byl odebrán a pryskyřice ještě 3 x promyta 50% TFA v DCM. Spojené promývací roztoky byly odpařeny proudem dusíku a surový produkt byl rozpuštěn ve 2 ml MeCN a chromatografován na HPLC s reverzní fází. Chromatograficky jednotné frakce byly odpařeny a lyofilizovány z vody, 2-methyl-2-propanolu nebo jejich směsi.
Těmito reakcemi je možné připravit kombinací jednotlivých ramének a jednotlivých triterpenů lupanového širokou škálu produktů.
C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu uvedené v tomto patentovém spisu zahrnují následující provedení:
Raménko je vždy tvořeno uhlíkatým řetězcem s deseti až čtyřiceti atomy uhlíku s jednoduchými nebo jednou či více dvojnými nebo jednou či více trojnými vazbami a tento uhlíkatý řetězec může obsahovat jednu či více karbonylových skupin nebo jeden či více atomů uhlíků v tomto uhlíkatém řetězci může být substituováno atomem kyslíku, síry nebo -NH- skupinou, • b je jednoduchá nebo dvojná vazba, c je jednoduchá nebo dvojná vazba, • R1 je skupina CH2OR2, kde R2 je alkyl s jedním až pěti uhlíky nebo benzyl, nebo R2 je acyl odvozený od alifatické kyseliny obsahující jeden až pět atomů uhlíku, nebo R2 je acyl odvozený od kyseliny benzoové, fialové, skořicové, nebo R2 je skupina COOR3, kde R3 je alkyl s jedním až pěti uhlíky, nebo R3 je benzyl, nebo R3 je acyl odvozený od alifatické kyseliny s jedním až pěti uhlíky, • X je CH3, CH=O, CONH2, nebo X je skupina COOH, nebo X je CONHR4, kde R4 je alkyl s jedním až pěti atomy uhlíku nebo R4 je cykloalkyl s pěti nebo šesti uhlíky, • Y je CH2, C=O, C=NOH, nebo CHOH, • Z je skupina CH2; C=O; C=NOH nebo CHOH.
Příklady uskutečnění vynálezu
Podstata přípravy a použití derivátů podle vynálezu je blíže objasněna v následujících příkladech. Molekuly 16 - 21 byly připraveny dle rámcového popisu syntézy C-3 biotinylovaných triterpenů lupanového typu uvedeného v podstatě vynálezu a zde jsou uvedeny výtěžky těchto reakcí a data z hmotnostního spektrometru a NMR prokazující strukturu produktu.
Příklad 1
Výtěžek 20,4 mg (31 %). HRMS (ESI-TOF) m/z vypočteno pro C54H86N4O|2S [M+H]+ 1015,6036. nalezeno 1015,6061. 'H-NMR: 0,78 (s, 3H); 0,78 (s, 3H); 0,82 (s, 3H); 0,87 (s, 3H); 0,93 (s, 6H, 6 x CH3): 1,84 (bd, 1H, J = 10,9 Hz); 2,30 (t, 2H, J = 6,9 Hz); 2,36 (t, 2 H, J = 5,7 Hz); 2,58 (d, 1H, J = 12,6 Hz); 2,82 (dd, 1H, J, = 12,0 Hz, J2 = 5,4 Hz, SCHH biotin); 3,05 3,3 (m, 6H, Η-19β, 5 x H-biotin); 3,45 - 3,65 (m, 10H, H-linker, H-biotin); 3,87 (s, 2H, NHC(O)CH2O-linker); 3,99 (bs, 1H, H-3a); 4,11 (m, 3H, tercCH-biotin, 1 x CH2-linker); 4,29 (d, 1H, J = 4,6 Hz, (bs, 1H, H-29 pro E); 4,38 (d, 1H, J = 3,8 Hz, H-29pro Z); 6,36 (s, 1 Η, NHbiotin); 6,42 (s, IH, NH-biotin); 7,65 (bs, 1H, NH-linker); 7,92 (bs, 1H, NH-linker).
Příklad 2
Výtěžek 27,8 mg (39 %). HRMS (ESI-TOF) m/z vypočteno pro C66HhoN40|8S [M+H]+ 1279,7609, nalezeno 1279,7618.
Příklad 3
C-3 biotinylovaný triterpen lupanového typu 18
Výtěžek 35,5 mg (54 %). HRMS (ESI-TOF) m/z vypočteno pro C54H84N4Oi3S [M+H]+ 1029,5828, nalezeno 1029,5841. 'H-NMR: 0,76 (s, 3H); 0,77 (s, 3H); 0,78 (s, 3H); 0,85 (s, 3H); 0,91 (s, 3H, 5 x CH3); 1,78- 1,85 (m, 2H); 1,88-2,00 (m, IH); 2,10-2,21 (m,2H); 2,30 (t, IH, J = 7,3 Hz); 2,25 -2,37 (m, IH); 2,44 - 2,48 (m, 2H); 2,50 (m, 4H); 2,55 - 2,62 (m, 2H); 2,81 (dd, IH, J, = 12,3 Hz, J2 = 5 Hz); 3,05 - 3,15 (m, IH); 3,15 - 3,22 (m, 2H); 3,23 - 3,30 (m, 4H); 3,38 - 3,46 (m, 6H); 3,50 - 3,65 (m, 7H, CH2 linker, H - biotin); 3,87 (s, 2H, NHC(O)CH2Olinker); 4,02 - 4,15 (m, 3H, tercCH-biotin, 1 x CH2-linker); 4,25 -4,34 (m, IH); 6,09 (s, IH, H29pro Eý 6,36 (s, IH, NH-biotín); 6,43 (s, IH, NH-biotin); 6,47 (s, H-29pro Z); 7,65 (t, IH, J = 5,7 Hz, NH-linker); 7,92 (t, IH, J = 5,5 Hz, NH-linker); 9,49 (s, IH, H-30).
_ 7 CZ 307227 B6
Příklad 4
Výtěžek 7 mg (10 %). HRMS (ESI-TOF) m/z vypočteno pro C55H86N4O|3S [M+H]+ 1043,5985, nalezeno 1043,5995. 'H-NMR: 0,78 (s, 3H); 0,79 (s, 3H); 0,86 (s, 3H); 0,97 (s, 3H); 1,12 (d, 3H, J = 1,8 Hz); 1,14 (d, 3H, J = 1,9 Hz, 7 x CH3); 1,80 - 1,90 (m, 2H); 2,16 (d, 1H, J = 18,8 Hz); 2,35 -2,60 (m, 10H); 2,82 (dd, 1H, J, = 12,4 Hz, J2 = 5,0 Hz); 3,07 (m, 1H); 3,15 - 3,30 (m, 6H); 3,40 - 3,50 (m, 2H); 3,50 - 3,51 (m, 7H); 3,63 (s, 3H, COOMe): 3,88 (s, 2H, NHC(O)CH2Olinker); 4,12 (m, 3H, tercCH-biotin, 1 x CH2-linker): 4,30 (dd, 1H, J, = 7,9 Hz, J2 = 5,4 Hz); 4,38 (dd, 1H, J, = 11,4 Hz, J2 = 5,0 Hz): 6,37 (s, 1H, NH-biotin); 6,44 (s, 1H, NH-biotin); 7,64 (t, 1H, J = 5,5 Hz, NH-linker); 7,91 (t, 1H, J = 5,5 Hz, NH-linker).
Příklad 5
C-3 biotinylovaný triterpen lupanového typu 20
Výtěžek 32,6 mg (43 %). HRMS (ESI-TOF) m/z vypočteno pro C67HnoN4Oi9S [M+H]+ 1307,485, nalezeno 1307,7481.
_ 8 _
Příklad 6
Výtěžek 20 mg (30%). HRMS (ES1-TOF) m/z vypočteno pro C55H84N4O14S [M+H]+ 1057,5778, nalezeno 1057,5794. 'H-NMR: 0,79 (s, 3H); 0,79 (s, 3H); 0,86 (s, 3H); 0,96 (s, 3H); 1,18 (d, 3H, 10 J = 2,3 Hz); 1,20 (d, 3H, J = 2,3 Hz, 7 x CH0; 1,85 - 2,10 (m, 4H); 2,20 - 2,41 (m, 4H); 2,44 2,54 (m, 3H); 2,54 - 2,60 (d, 1H, J = 12,4 Hz); 2,71 (dd, 1H, JI = 4,1 Hz, J2 = 10,2 Hz); 2,82 (dd, 1H, J, = 12,8 Hz, J2 = 4,6 Hz); 3,09 (m, 1H); 3,13-3,50 (m, 15H); 3,52 - 3,63 (m, 7H); 3,66 (s, 3H, COOMe); 3,88 (s, 2H, NHC(O)CH2O-linker); 4,12 (m, 3H, tercCH-biotin, 1 x CH2linker); 4,30 (t, 1H, J = 6,8 Hz); 4,39 (dd, 1H, J, = 11,5 Hz, J2 = 5,0 Hz); 6,35 (s, 1H, NH-biotin);
6,42 (s, 1H, NH-biotin); 7,64 (t, 1H, J = 5,7 Hz. NH-linker); 7,91 (t, 1H, J = 5,5 Hz, NH-linker).
Průmyslová využitelnost
2(i C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu jsou konjugáty cytotoxicky aktivních triterpenů lupanového typu (potenciálních protinádorových léčiv) s biotinem a jsou využitelné ve farmaceutickém průmyslu pro stanovení molekulárních cílů příslušných triterpenů pomocí afinitní chromatografie. S jejich využitím je možné identifikovat proteiny, se kterými tyto cytotoxicky aktivní triterpeny vytváří specifickou interakci, případně je inhibují, a tím ozřejmit 25 jejich mechanizmus účinku, což je pro potenciální nová léčiva zásadní informace.
Claims (2)
1. C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu, které jsou složené z biotinu, na který je přes raménko navázán triterpen lupanového typu, obecného vzorce 1, kde raménko je tvořeno uhlíkatým řetězcem s deseti až čtyřiceti atomy uhlíku s jednoduchými nebo jednou či více dvojnými nebo jednou či více trojnými vazbami a tento uhlíkatý řetězec může obsahovat jednu či více karbonylových skupin nebo jeden či více atomů uhlíků v tomto uhlíkatém řetězci může být substituováno atomem kyslíku, síry nebo -NH- skupinou a • b je jednoduchá nebo dvojná vazba, c je jednoduchá nebo dvojná vazba, • R1 je skupina CH2OR2, kde R2 je alkyl s jedním až pěti uhlíky nebo benzyl, nebo R2 je acyl odvozený od alifatické kyseliny obsahující jeden až pět atomů uhlíku, nebo R2 je acyl odvozený od kyseliny benzoové, fialové, skořicové, nebo R2 je skupina COOR3, kde R3 je alkyl s jedním až pěti uhlíky, nebo R3 je benzyl, nebo R3 je acyl odvozený od alifatické kyseliny s jedním až pěti uhlíky, • X je CH3, CH=O, CONH2, nebo X je skupina COOH, nebo X je CONHR4, kde R4 je alkyl s jedním až pěti atomy uhlíku nebo R4 je cykloalkyl s pěti nebo šesti uhlíky, • Y je CH2, C=O, C=NOH, nebo CHOH, • Z je skupina CH2; C=O; C=NOH nebo CHOH.
2. Použití biotinylovaných triterpenů lupanového typu podle nároku 1 pro stanovení molekulárních cílů triterpenů lupanového typu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-549A CZ307227B6 (cs) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu a jejich využití |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-549A CZ307227B6 (cs) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu a jejich využití |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2015549A3 CZ2015549A3 (cs) | 2017-02-22 |
| CZ307227B6 true CZ307227B6 (cs) | 2018-04-11 |
Family
ID=58449108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-549A CZ307227B6 (cs) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu a jejich využití |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307227B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111333692A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-26 | 湖南省中医药研究院 | 一种白桦脂酸衍生物及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2008528A3 (cs) * | 2008-09-01 | 2009-11-18 | Univerzita Karlova v Praze, Prírodovedecká fakulta | Deriváty triterpenoidu pro lécbu nádorových onemocnení a farmaceutická kompozice je obsahující |
-
2015
- 2015-08-10 CZ CZ2015-549A patent/CZ307227B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2008528A3 (cs) * | 2008-09-01 | 2009-11-18 | Univerzita Karlova v Praze, Prírodovedecká fakulta | Deriváty triterpenoidu pro lécbu nádorových onemocnení a farmaceutická kompozice je obsahující |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| CANKAROVA, Nadezda, et al. Novel preloaded resins for solid-phase biotinylation of carboxylic acids. Tetrahedron Letters, 2011, 52.44: 5782-5788. * |
| HONDA, Tadashi, a kol. Design, synthesis, and biological evaluation of biotin conjugates of 2-cyano-3, 12-dioxooleana-1, 9 (11)-dien-28-oic acid for the isolation of the protein targets. Journal of medicinal chemistry, 2004, 47, 4923-4932. * |
| LACORN, Markus, et al. Use of biotinylated 17β-estradiol in enzyme-immunoassay development: Spacer length and chemical structure of the bridge are the main determinants in simultaneous streptavidin–antibody binding. Journal of immunological methods, 2005, 297.1: 225-236. * |
| RYLOVA, Gabriela, et al. Affinity-Based Methods in Drug-Target Discovery. Current drug targets, 2015, 16.1: 60-76. * |
| TO C. a kol. The Synthetic Triterpenoid 2-Cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-oic Acid-Imidazolide Alters Transforming Growth Factor β-dependent Signaling and Cell Migration by Affecting the Cytoskeleton and the Polarity Complex. Journal of Biol. Chem. 2008, 283, 11700–11713. * |
| YORE, Mark M., et al. Proteomic analysis shows synthetic oleanane triterpenoid binds to mTOR. PLoS One, 2011, 6.7: e22862. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111333692A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-26 | 湖南省中医药研究院 | 一种白桦脂酸衍生物及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2015549A3 (cs) | 2017-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kacprzak et al. | Alkaloids and isoprenoids modification by copper (I)-catalyzed Huisgen 1, 3-dipolar cycloaddition (click chemistry): Toward new functions and molecular architectures | |
| Huang et al. | Synthesis and anti-HIV activity of bi-functional betulinic acid derivatives | |
| CN105121455B (zh) | 新的雷公藤甲素衍生物及其制备方法和用途 | |
| Yang et al. | Synthesis and in vitro antitumor evaluation of betulin acid ester derivatives as novel apoptosis inducers | |
| Parra et al. | Solution-and solid-phase synthesis and anti-HIV activity of maslinic acid derivatives containing amino acids and peptides | |
| WO2013012737A1 (en) | New natural and synthetic compounds for treating cancer and other diseases | |
| Soural et al. | Preparation of conjugates of cytotoxic lupane triterpenes with biotin | |
| US10214558B2 (en) | Natural and synthetic compounds for treating cancer and other diseases | |
| Li et al. | Enmein-type diterpenoid analogs from natural kaurene-type oridonin: Synthesis and their antitumor biological evaluation | |
| Borkova et al. | Lupane and 18α-oleanane derivatives substituted in the position 2, their cytotoxicity and influence on cancer cells | |
| AU2016202477A1 (en) | Natural and synthetic compounds for treating cancer and other diseases | |
| CN106977581A (zh) | 知母皂苷元结构修饰的衍生物、其药物组合物及其应用 | |
| Carrigan et al. | The engineering of membrane-permeable peptides | |
| Kang et al. | Discovery of a novel water-soluble, rapid-release triptolide prodrug with improved drug-like properties and high efficacy in human acute myeloid leukemia | |
| CZ307227B6 (cs) | C-3 biotinylované triterpeny lupanového typu a jejich využití | |
| US9434677B2 (en) | Natural and synthetic compounds for treating cancer and other diseases | |
| Song et al. | Synthesis and anti-fibrosis activity study of 14-deoxyandrographolide-19-oic acid and 14-deoxydidehydroandrographolide-19-oic acid derivatives | |
| CZ307229B6 (cs) | C-28 biotinylované triterpeny lupanového typu a jejich využití | |
| CZ2016407A3 (cs) | C-28 biotinylované heterocyklické triterpeny lupanového typu a jejich využití | |
| Ning et al. | Design and semisynthesis of oleanolic acid derivatives as VEGF inhibitors: Inhibition of VEGF-induced proliferation, angiogenesis, and VEGFR2 activation in HUVECs | |
| Baltina Jr et al. | New amino-acid conjugates of Glycyrrhizic acid | |
| Harmatha et al. | Structural modification of trilobolide for upgrading its immunobiological properties and reducing its cytotoxic action | |
| TWI710561B (zh) | 作為ask1抑制劑的晶型及其製備方法和應用 | |
| Inoue | Chemical construction and structural permutation of neurotoxic natural product, antillatoxin: importance of the three-dimensional structure of the bulky side chain | |
| US10590163B2 (en) | Natural and synthetic compounds for treating cancer and other diseases |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190810 |