PL178449B1 - Pochodne fosfokreatyny - Google Patents

Abstract

. Pochodne fosfokreatyny określone wzorem 1, gdzie R1 oznacza grupę benzylową, R2 oznacza wodór lub grupę benzylową, R3 oznacza wodór lub grupę alkilową, korzystnie etylową występujące w postaci soli metali.

Description

Przedmiotem wynalazku są pochodne fosfokreatyny podstawione grupami alkilowymi i benzylowymi w grupie fosforanowej i karboksylowej występujące w postaci soli metali.

Fosfokreatyna (FCr, wzór 1, r1=r2=r3=H) jest jednym z kilku wewnątrzkomórkowych wysokoenergetycznych środków obiegowych. Odgrywa ona szczególną rolę w energetyce tkanek mięśniowych i nerwowych. Fosfokreatyna może przenosić grupę fosforanową na adenozynodifosforan (ADP), tworząc adenozynotrójfosforan (ATP), związek spełniający główną rolę w transporcie i wymianie energii

FCr + ADP

Cr + ATP

Może być realizowana również reakcja odwrotna. Reakcje te w organizmie katalizowane są poprzez enzym kreatynokinazę. Równowaga ustala się w zależności od różnicy potencjałów grup fosforanowych. W środowisku obojętnym w obecności jonów magnezowych potencjał przenoszenia grup fosforanowych w fosfokreatynie jest wyższy od potencjału ADP, dlatego też równowaga tej reakcji przesunięta jest znacznie w prawo, natomiast w środowisku zasadowym, z uwagi na zmianę wartości potencjałów - w lewo. Ponieważ nie jest znana inna metaboliczna droga tworzenia i rozkładu fosfokreatyny, związek ten jest dobrze dostosowany do spełniania roli magazynowania grup fosforanowych, tym bardziej, że jego zawartość w komórkach mięśniowych i nerwowych jest kilkakrotnie większa niż ATP.

W normalnych warunkach pracy organizmu tworzenie ATP z ADP następuje w wyniku utlenienia cząsteczek pokarmu. Fosfokreatyna jest w tym przypadku substancją buforową, która magazynuje energię w przypadku nadmiernej jej produkcji i oddaje energię w wyniku przekazywania grupy fosforanowej na ADP w przypadku jej dużego zużycia. Obecność w fosfokreatynie wysokoenergetycznego wiązania stwarza możliwość wykorzystania tego związku jako dostarczyciela energii w warunkach niedoboru tlenu (np. zawał serca, zator mózgu). Jednakże z uwagi na silne hydrofilowe własności fosfokreatyny nie jest ona przenikalna przez błonę komórkową i nie ma w związku z tym możliwości wprowadzenia jej do komórki z zewnątrz.

Istotą wynalazku jest zsyntezowanie takich pochodnych fosfokreatyny, które wykazując zdolność przenikania przez błonę komórkową zachowują możliwość przekazywania grup fosforanowych na ADP. Pochodne fosfokreatyny o wzorze 1 według wynalazku nie były dotąd opisane, stanowią więc grupę związków nowych. Nieoczekiwanie związki te, w zależności od rodzaju podstawników Ri, r2 i r3 wywierają bądź znacznie silniejszy efekt przekazywania energii od fosfokreatyny manifestujący się większą amplitudą skurczów preparatów mięśniowych, bądź też wykazują silne działanie inhibujące ten efekt.

W pochodnych fosfokreatyny według wynalazku o wzorze 1 Ri oznacza grupę benzylową, IR oznacza wodór lub grupę benzylową, a r3 oznacza wodór lub grupę alkilową.

178 449

Korzystną grupę pochodnych fosfokreatyny stanowi związek 1, gdzie grupa alkilowa jest grupą etylową.

Związki o wzorze 1 mogą występować w postaci soli, korzystnie soli monosodowych lub dwusodowych. Otrzymywanie pochodnych fosfokreatyny w postaci soli pozwala po rozpuszczeniu w wodzie na uzyskanie roztworów o odczynie obojętnym lub zasadowym, co zapewnia im wystarczającą trwałość.

Związki o wzorze 1 zestawiono w tabeli 1.

Tabela 1

	Nazwa związku	R*	R2	R3	t.t. °C
a	O-benzylofosfokreatyna (sól monosodowa)	c6h5-ch2	Na	H	39 *40
b	O-benzylofosfokreatyna (sól dwusodowa)	c6h5-ch2	Na	Na	123
c	O, O-dibenzylofosfokreatyna (sól sodowa)	c6h5-ch2	C6H5-CH2	Na	olej
d	Ester etylowy O-benzylofosfokreatyny (sól monosodowa)	c6h5-ch2	Na	C2H5	45

Jak się okazało, związki a * c, mogące tworzyć wewnętrzne sole określone wzorem 2, powodują znaczny wzrost amplitudy skurczów preparatów mięśniowych w stosunku do kontroli oraz wzrost ilości ATP w komórkach. Związek d, który nie może tworzyć soli wewnętrznej i występuje tylko w postaci określonej wzorem 1, wykazuje silny efekt inhibujący, zmniejszając w komórkach ilość ATP, fosfokreatyny, obniżając aktywność kreatynokinazy oraz zmniejsza częstotliwość i amplitudę skurczów.

Sposób wytwarzania nowych związków o wzorze 1 polega na tym, ze związek 3 będący pochodną fosfocyjanamidu, w którym R¹ i R² mają znaczenie podane przy omawianiu wzoru 1, poddaje się reakcji ze związkiem 4, będącym pochodną sarkozyny, w którym R³ ma znaczenie podane przy omawianiu wzoru 1. Reakcję prowadzi się w rozpuszczalniku polarnym, korzystnie roztworze etanolowo-wodnym, w temperaturze 20 + 80°C, korzystnie 50°C, przez 2 4 20 dni, korzystnie 7 dni. Szczegóły wytwarzania produktów pośrednich o wzorze 3 można zaczerpnąć z metod podanych w publikacji Chem. Ber., 95, 1670 (1962).

W innym wariancie sposobu według wynalazku związki o wzorze 1 można otrzymać na drodze fosforylacji związkiem 5, gdzie R¹ i r2 mają znaczenie podane przy omawianiu wzoru 1, pochodnej kreatyny o wzorze 6, gdzie R3 ma znaczenie podane przy omawianiu wzoru 1, według ogólnie znanych metod.

Podane niżej przykłady szczegółowo podają sposób wytwarzania niektórych nowych związków o wzorze 1 i ich działanie biologiczne.

Przykład 1

Synteza soli monosodowej O-benzylofosfokreatyny (1a)

W kolbie o pojemności 100 cm³ umieszczono 2.22 g (0.08 m) soli monosodowej O-benzylofosfocyjanamidu i 1.00 g (0.012 m) sarkozyny, 54 cm³ etanolu i 20 cm3 wody destylowanej. Kolbę ogrzewano w termostatowej łaźni o temperaturze 50°C przez 7 dni. Kia4

178 449 równy roztwór odparowano na wyparce próżniowej. Pozostały gęsty jasnożółty olej zadano 10 cm³ bezwodnego acetonu. Wypadający osad nadmiaru sarkozyny odsączono, przesącz rozpuszczono w 30 cm3 metanolu, zadano 10 cm³ bezwodnego eteru, odsączono pozostałą ilość sarkozyny. Rozpuszczalniki odparowano otrzymując chromatograficznie czysty produkt o t.t. 39 40°C z wydajnością 59 %.

Przykład 2

Synteza soli monosodowej estru etylowego O-benzylofosfokreatyny (1d)

1.3 g (0.05 m) soli disodowej O-benzylofosfocyjanamidu i 1.15 g (0.0075 m) chlorowodorku estru etylowego sarkozyny rozpuszczono w mieszaninie 35 cm³ etanolu i 15 cm3 wody destylowanej. Roztwór ogrzewano w temperaturze 50°C przez 7 dni. Rozpuszczalniki oddzielono na próżniowej wyparce rotacyjnej. Mieszaninę oleju i białego osadu zadano 20 cm3 bezwodnego acetonu, odsączono osad stanowiący chlorek sodu i nadmiar chlorowodorku estru etylowego sarkozyny. Z przesączu oddzielono aceton, otrzymując chromatograficznie czysty produkt o t.t. 45°C z wydajnością 63 %.

Przykład 3

Działanie soli monosodowej O-benzylofosfokreatyny na mięśnie serca królika Świeżo spreparowane mięśnie serca królika obmywano natlenowanym roztworem Tyroda mierząc znanymi metodami zawartość ATP w mięśniu, wielkość potencjału i amplitudy skurczu mięśnia jako dane kontrolne. Całkowite niedotlenienie mięśnia uzyskano przemywając go roztworem Tyroda nasyconym mieszaniną azotu i dwutlenku węgla (95 : 5), co powodowało zanik skurczów i obniżenie potencjału. Przemycie następnie roztworem Tyroda zawierającym 5 mmoli/l soli monosodowej O-benzylokreatyny spowodowało przyrost ATP w stosunku do kontroli o ponad 60 %, niewielki wzrost potencjału i prawie sześciokrotny wzrost amplitudy skurczu mięśnia.

Przykład 4

Działanie soli monosodowej estru etylowego O-benzylofosfokreatyny Przeprowadzając doświadczenie analogicznie jak w przykładzie 3, po przemyciu roztworem Tyroda zawierającym sól monosodową estru etylowego O-benzylofosfokreatyny, przy stężeniu 2.5 mmoli/l stwierdzono około czterokrotny spadek zawartości ATP, około trzykrotny spadek zawartości fosfokreatyny oraz około trzykrotny spadek aktywności kreatynokinazy, przy stężeniu 0.5 mmoli/l stwierdzono pięciokrotny spadek częstotliwości skurczów, przy stężeniu 0.1 mmoli/l stwierdzono dwukrotny spadek częstotliwości skurczów, około trzykrotne zmniejszenie amplitudy skurczu i obniżenie potencjału.

178 449

R¹—Ό

NH-C-N~CH₂-C0

O-R^z CH₃

Wzór 1

O NH,

II II r¹—o—p-nh-c—n—ch₂-co₂

A-r² Ah₃

Wzór 2

Wzór 4

178 449

Wzór 5 h₂n-c-n-ch₂-co₂r³ ch₃

Wzór 6

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pochodne fosfokreatyny określone wzorem 1, gdzie R¹ oznacza grupę benzylową, R² oznacza wodór lub grupę benzylową, R³ oznacza wodór lub grupę alkilową, korzystnie etylową występujące w postaci soli metali.
2. 2. Pochodne fosfokreatyny według zastrz. 1 w postaci soli monosodowej lub disodowej.
3. 3. Pochodne fosfokreatyny według zastrz. 1 lub 2 występujące w postaci soli wewnętrznej określonej wzorem 2.