RU2454420C1 - Cytotoxic semi-synthetic macrolide antibiotic oligomycin a derivatives and synthesis method thereof - Google Patents

Cytotoxic semi-synthetic macrolide antibiotic oligomycin a derivatives and synthesis method thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2454420C1
RU2454420C1 RU2011112213/04A RU2011112213A RU2454420C1 RU 2454420 C1 RU2454420 C1 RU 2454420C1 RU 2011112213/04 A RU2011112213/04 A RU 2011112213/04A RU 2011112213 A RU2011112213 A RU 2011112213A RU 2454420 C1 RU2454420 C1 RU 2454420C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oligomycin
derivatives
antibiotic
cytotoxic
synthesis method
Prior art date
Application number
RU2011112213/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Николаевна Лысенкова (RU)
Людмила Николаевна Лысенкова
Александр Михайлович Королев (RU)
Александр Михайлович Королев
Александр Альбертович Штиль (RU)
Александр Альбертович Штиль
Ольга Борисовна Беккер (RU)
Ольга Борисовна Беккер
Сергей Михайлович Елизаров (RU)
Сергей Михайлович Елизаров
Мария Николаевна Преображенская (RU)
Мария Николаевна ПРЕОБРАЖЕНСКАЯ
Валерий Николаевич Даниленко (RU)
Валерий Николаевич Даниленко
Original Assignee
Автономная Некоммерческая Организация "Научно-Исследовательский Центр Биотехнологии Антибиотиков И Других Биологически Активных Веществ "Биоан"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Автономная Некоммерческая Организация "Научно-Исследовательский Центр Биотехнологии Антибиотиков И Других Биологически Активных Веществ "Биоан" filed Critical Автономная Некоммерческая Организация "Научно-Исследовательский Центр Биотехнологии Антибиотиков И Других Биологически Активных Веществ "Биоан"
Priority to RU2011112213/04A priority Critical patent/RU2454420C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2454420C1 publication Critical patent/RU2454420C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to novel antibiotic oligomycin A derivatives, having anti-tumour activity and low toxicity, of formula:
Figure 00000007
, where R is a methanesulphonic acid (OSO3CH3) residue or an azide group (N3) and synthesis method and use thereof.
EFFECT: obtaining novel antibiotic oligomycin A derivatives.
3 cl, 1 dwg, 1 tbl, 4 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и касается новых производных ингибитора F0F1 АТФ-синтаз - макролидного антибиотика олигомицина А - и способа их получения.The invention relates to the pharmaceutical industry and relates to new derivatives of the inhibitor F 0 F 1 ATP synthases - macrolide antibiotic oligomycin A - and a method for their preparation.

Уровень техникиState of the art

Макролидные антибиотики семейства олигомицинов, механизм действия которых связан с подавлением активности F0F1 АТФ-синтаз, являются природными веществами, проявляющими цитотоксическое действие в отношении опухолевых клеток, грибов и бактерий (Salomon A.R., Voehringer D.W., Herzenberg L.A., Khosla C. Understanding and exploiting the mechanistic basis for selectivity of polyketide inhibitors of F0F1-ATPase. Proc Natl Acad Sci USA. 2000, 97(26):14766-14771; Senior AE, Nadanaciva S, Weber J. The molecular mechanism of ATP synthesis by F1F0-synthase. Biochim Biophys Acta. 2002 Feb 15; 1553(3): 188-211; Devenish R.J., Prescott M., Boyle G. M., Nagley P. The Oligomycin Axis of Mitochondrial ATP Synthase: OSCP and the Proton Channel. J Bioenerg Biomembr. 2000, 32(5):507-515; Salomon A.R., Voehringer D.W., Herzenberg L.A., Khosla C. Apoptolidin, a selective cytotoxic agent, is an inhibitor of F0F1-ATPase. Chemistry & Biology, 2001, 8, 71-80; Comelli M., Di P.F., Mavelli I. Apoptosis is induced by decline of mitochondrial ATP synthesis in erythroleukemia cells. Free Radicals Biol. Med. 2003; 34(9):1190-1199; Li Y.C., Fung K.P., Kwok T.T., Lee C.Y., Suen Y.K., Kong S.K. Mitochondria-targeting drug oligomycin blocked P-glycoprotein activity and triggered apoptosis in doxorubicin-resistant HepG2 cells. Chemotherapy. 2004, 50(2):55-62; M.G.Alekseeva, S.M.Elizarov, О.В.Bekker, I.K.Lubimova and V.N.Danilenko. F0F1ATP Synthase of Streptomycetes: Modulation of Activity and Oligomycin Resistance by Protein Ser/Thr Kinases. Biologicheskie Membrany, 2009, Vol.26, No.1, pp.41-49). Олигомицины влияют на важные клеточные процессы, такие как транслокацию протонов, связанную с АТФ-азой.Macrolide antibiotics of the oligomycin family, the mechanism of action of which is associated with the suppression of the activity of F 0 F 1 ATP synthases, are natural substances that exhibit a cytotoxic effect against tumor cells, fungi and bacteria (Salomon AR, Voehringer DW, Herzenberg LA, Khosla C. Understanding and exploiting the mechanistic basis for selectivity of polyketide inhibitors of F 0 F 1 -ATPase. Proc Natl Acad Sci USA. 2000, 97 (26): 14766-14771; Senior AE, Nadanaciva S, Weber J. The molecular mechanism of ATP synthesis by F1F0-synthase. Biochim Biophys Acta. 2002 Feb 15; 1553 (3): 188-211; Devenish RJ, Prescott M., Boyle GM, Nagley P. The Oligomycin Axis of Mitochondrial ATP Synthase: OSCP and the Proton Channel. J Bioenerg Biomembr. 2000, 32 (5): 507-515; Salomon AR, Voehrin ger DW, Herzenberg LA, Khosla C. Apoptolidin, a selective cytotoxic agent, is an inhibitor of F 0 F 1 -ATPase. Chemistry & Biology, 2001, 8, 71-80; Comelli M., Di PF, Mavelli I. Apoptosis is induced by decline of mitochondrial ATP synthesis in erythroleukemia cells. Free Radicals Biol. Med. 2003; 34 (9): 1190-1199; Li YC, Fung KP, Kwok TT, Lee CY, Suen YK, Kong SK Mitochondria-targeting drug oligomycin blocked P-glycoprotein activity and triggered apoptosis in doxorubicin-resistant HepG2 cells. Chemotherapy. 2004, 50 (2): 55-62; MGAlekseeva, SMElizarov, O.V. Bekker, IKLubimova and VNDanilenko. F0F1ATP Synthase of Streptomycetes: Modulation of Activity and Oligomycin Resistance by Protein Ser / Thr Kinases. Biologicheskie Membrany, 2009, Vol. 26, No.1, pp. 41-49). Oligomycins affect important cellular processes, such as proton translocation associated with ATPase.

Важнейшими представителями этого химического класса являются олигомицин А (формула 1, R1=CH2, R2=СН3, R3=H, R4=OH), олигомицин В (формула 1 R1=C=O, R2=H, R3=CH3, R4=OH), олигомицин C (формула 1, R1=CH2, R2=H, R3=CH3, R4=H), рутамицин А (формула 2, R=OH), рутамицин В (формула 2, R=H), цитоварицин (формула 3) и ряд других.The most important representatives of this chemical class are oligomycin A (formula 1, R 1 = CH 2 , R 2 = CH 3 , R 3 = H, R 4 = OH), oligomycin B (formula 1 R 1 = C = O, R 2 = H, R 3 = CH 3 , R 4 = OH), oligomycin C (formula 1, R 1 = CH 2 , R 2 = H, R 3 = CH 3 , R 4 = H), rutamycin A (formula 2, R = OH), rutamycin B (formula 2, R = H), cytovaricin (formula 3) and several others.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003

Олигомицин А - цитотоксичный макролидный антибиотик. По строению он представляет собой 26-членный α,β-ненасышенный лактон, сочлененный с бициклической спирокетальной структурой. Структура и абсолютная конфигурация олигомицина А были установлены при их сравнении с продуктами деградации рутамицина (G.Т.Carter. Structure Determination of Oligomycins A and С.J. Org. Chem. 1986, 51, 4264-4271). Хорошо изученный механизм действия макролидных антибиотиков группы олигомицинов основан на взаимодействии с F0 комплексом F0F1АТФ-синтазы митохондрий эукариотов и цитоплазматического комплекса F0F1АТФ-синтазы некоторых актинобактерий (http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/part2/f1fo.htm). Вместе с тем предполагают, что у семейства данной группы антибиотиков могут быть другие биомишени [Wender PA, Jankowski OD, Longcore, K, Tabet EA, Seto H, Tomikawa T. Correlation of F0F1-ATPase inhibition and antiproliferative activity of apoptolidin analogues. Org Lett. 2006, 8(4):589-592]. Олигомицин специфичен в отношении С-субъединицы F0 комплекса АТФ-синтазы и в микромолярных концентрациях эффективно блокирует транспорт протонов через субъединицу F0 и синтез АТФ. Ферментный комплекс F0F1 АТФ-синтазы в настоящее время рассматривается как перспективная молекулярная мишень в противораковой и инфекционной терапии. [L.A Shchepina, О.Y Pletjushkina, А.V Avetisyan, L.E Bakeeva, Е.K Fetisova, D.S Izyumov, V.В Saprunova, M.Yu Vyssokikh, В.V Chernyak, and V.P Skulachev, Oligomycin, inhibitor of the F0 part of H+-ATP-synthase, suppresses the TNF-induced apoptosis, Oncogene (2002), 21, 8149-8157; Cole S.T., Alzari P.M. Microbiology. ТВ - a new target, a new drug. Science. 2005 Jan 14; 307(5707): 214-215].Oligomycin A is a cytotoxic macrolide antibiotic. In structure, it is a 26-membered α, β-unsaturated lactone articulated with a bicyclic spiroketal structure. The structure and absolute configuration of oligomycin A were established by comparing them with the products of rutamycin degradation (G.T. Carter. Structure Determination of Oligomycins A and C.J. Org. Chem. 1986, 51, 4264-4271). The well-studied mechanism of action of macrolide antibiotics of the oligomycin group is based on interaction with the F 0 complex F 0 F 1 ATP synthase of eukaryotic mitochondria and the cytoplasmic complex F 0 F 1 ATP synthase of certain actinobacteria (http://www.rpi.edu/dept/bcbpp /molbiochem/MBWeb/mb1/part2/f1fo.htm). At the same time, it is suggested that the family of this antibiotic group may have other biological targets [Wender PA, Jankowski OD, Longcore, K, Tabet EA, Seto H, Tomikawa T. Correlation of F 0 F 1 -ATPase inhibition and antiproliferative activity of apoptolidin analog . Org Lett. 2006, 8 (4): 589-592]. Oligomycin is specific for the C-subunit F 0 of the ATP synthase complex and, in micromolar concentrations, effectively blocks proton transport through the F 0 subunit and ATP synthesis. The enzyme complex F0F1 ATP synthase is currently regarded as a promising molecular target in anti-cancer and infectious therapy. [LA Shchepina, O. Y. Pletjushkina, A.V. Avetisyan, LE Bakeeva, E.K Fetisova, DS Izyumov, V. B Saprunova, M.Yu Vyssokikh, B.V Chernyak, and VP Skulachev, Oligomycin, inhibitor of the F0 part of H + -ATP-synthase, suppresses the TNF-induced apoptosis, Oncogene (2002), 21, 8149-8157; Cole ST, Alzari PM Microbiology. TV - a new target, a new drug. Science. 2005 Jan 14; 307 (5707): 214-215].

Химическая модификация природных антибиотиков - важнейший способ получения новых препаратов, обладающих преимуществами перед исходными антибиотиками. Химическая модификация антибиотиков группы олигомицинов практически не проводилась. Описано частичное ацетилирование олигомицина А, которое привело к образованию 5,9,33-три-О-ацетил и 5,9,13,33-тетра-О-ацетил производных, чьи полные структуры установили на основе 1Н и 13С ЯМР спектров. Эти производные не проявили ингибирующей активности при тестировании на спорах Aspergillus niger [László Szilágyi; János Samu; Ilona Harsányi, Structure Elucidation of Two Acetylated Derivatives of Oligomycin A, Spectroscopy Letters, 28, Issue 5 July 1995, 699-707]. Олигомицин А содержит несколько кето-групп, и была исследована их реакционная способность [Fausto Rfmires, James F. Marecek, Shu-I Tu, Thomas V. Kantor, and Hiroshi Okazaki, Effects of Borohydride-Treated Oligomycins on Processes of Energy Transduction in Mitochondria, Eur. J. Biochem. (1982), 121, 275-2279]. Авторами показано, что постепенное прибавление боргидрида натрия в этанольный раствор рутамицина и олигомицинов восстанавливает кето-группы по С-7 и С-11 положениям макролидного агликона до соответствующих гидроксильных групп без дальнейшего изменения лактонного цикла. Восстановленные соединения так же, как и исходные антибиотики, ингибируют АДФ-зависимое дыхание и выбрасывание протона, связанное с гидролизом АТФ, но не влияют на другие связанные с дыханием активности в интактных митохондриях печени крыс.Chemical modification of natural antibiotics is the most important way to obtain new drugs that have advantages over the original antibiotics. Chemical modification of antibiotics of the oligomycin group was practically not carried out. Partial acetylation of oligomycin A is described, which led to the formation of 5,9,33-tri-O-acetyl and 5,9,13,33-tetra-O-acetyl derivatives, whose complete structures were established on the basis of 1 H and 13 C NMR spectra . These derivatives did not show inhibitory activity when tested on Aspergillus niger spores [László Szilágyi; János Samu; Ilona Harsányi, Structure Elucidation of Two Acetylated Derivatives of Oligomycin A, Spectroscopy Letters, 28, Issue 5 July 1995, 699-707]. Oligomycin A contains several keto groups and their reactivity was studied [Fausto Rfmires, James F. Marecek, Shu-I Tu, Thomas V. Kantor, and Hiroshi Okazaki, Effects of Borohydride-Treated Oligomycins on Processes of Energy Transduction in Mitochondria , Eur. J. Biochem. (1982), 121, 275-2279]. The authors showed that the gradual addition of sodium borohydride to the ethanol solution of rutamycin and oligomycin restores the keto groups at the C-7 and C-11 positions of the macrolide aglycon to the corresponding hydroxyl groups without further changing the lactone cycle. The reduced compounds, like the original antibiotics, inhibit ADP-dependent respiration and proton emission associated with ATP hydrolysis, but do not affect other respiration-related activities in intact rat liver mitochondria.

Ранее описаны способы химической модификации олигомицина А, селективно изменяющие 7-кето-группу и С-2, С-3-двойную связь. Взаимодействие олигомицина А с гидроксиламином привело к образованию 6-членного нитрона, аннелированного с исходным антибиотиком по положениям 3-7. Реакции с 1-аминопиридиниум йодидом дала пиразоло[1,5-а]пиридины, конъюгированные с олигомицином А по положениям С-2 и С-3, за которым последовало спонтанное окисление продукта присоединения по двойной связи С2-С3. Полученные производные менее токсичны, чем исходный. [L.N Lysenkova, K.F Turchin, V.N Danilenko, A.M Korolev and M.N Preobrazhenskaya, The first examples of chemical modification of oligomycin A, The Journal of Antibiotics (2010), 63, 17-22].Methods for the chemical modification of oligomycin A, which selectively change the 7-keto group and the C-2, C-3 double bond, have been previously described. The interaction of oligomycin A with hydroxylamine led to the formation of a 6-membered nitron annelated with the original antibiotic at positions 3-7. Reactions with 1-aminopyridinium iodide gave pyrazolo [1,5-a] pyridines conjugated to oligomycin A at positions C-2 and C-3, followed by spontaneous oxidation of the coupling product at the C2-C3 double bond. The resulting derivatives are less toxic than the original. [L.N. Lysenkova, K.F. Turchin, V.N. Danilenko, A.M. Korolev and M.N. Preobrazhenskaya, The first examples of chemical modification of oligomycin A, The Journal of Antibiotics (2010), 63, 17-22].

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

По сравнению с полусинтетическими производными, описанными выше, в настоящем изобретении заменена 33-гидроксильная группа. Изобретение включает способ получения новых полусинтетических аналогов антибиотика олигомицина А, заключающийся в селективной этерификация гидроксильной группы в боковой цепи олигомицина А в положении С-33 хлорангидридом метансульфоной кислоты с образованием 33-O-метансульфонил-олигомицина А (формула 4), с последующим нуклеофильным замещением аниона метансульфоновой кислоты на азидогруппу (Схема 1). Реакцию азидирования 33-O-мезил-олигомицина А (формула 5) азидом натрия с получением 33-дезокси-33-азидо-олигомицина А проводили в апротонных растворителях - N,N-диметилформамиде и диметилсульфоксиде.Compared to the semi-synthetic derivatives described above, the 33-hydroxyl group is replaced in the present invention. The invention includes a method for producing new semi-synthetic analogues of the antibiotic oligomycin A, which consists in the selective esterification of a hydroxyl group in the side chain of oligomycin A at position C-33 with methanesulfonic acid chloride to form 33-O-methanesulfonyl-oligomycin A (formula 4), followed by nucleophilic substitution of the anion methanesulfonic acid per azido group (Scheme 1). The azidation reaction of 33-O-mesyl-oligomycin A (formula 5) with sodium azide to obtain 33-deoxy-33-azido-oligomycin A was carried out in aprotic solvents - N, N-dimethylformamide and dimethyl sulfoxide.

Схема 1Scheme 1

Figure 00000004
Figure 00000004

Кроме того, изобретение относится к фармацевтическим композициям, содержащим терапевтически эффективное количество по меньшей мере одного соединения, соответствующего формуле 4 или 5 в смеси по меньшей мере с одним приемлемым носителем.In addition, the invention relates to pharmaceutical compositions comprising a therapeutically effective amount of at least one compound corresponding to Formula 4 or 5 in a mixture with at least one acceptable carrier.

Термин «Фармацевтически приемлемый» означает материал, используемый при получении фармацевтической композиции, обычно безопасный, нетоксичный и приемлемый для использования в фармацевтике и ветеринарии.The term "Pharmaceutically acceptable" means a material used in the preparation of a pharmaceutical composition, usually safe, non-toxic and acceptable for use in pharmaceuticals and veterinary medicine.

Примеры получения производных олигомицина А по настоящему изобретениюExamples of the preparation of oligomycin A derivatives of the present invention

Пример 1Example 1

33-O-Мезил-олигомицин А (Формула 4).33-O-Mesyl-oligomycin A (Formula 4).

Олигомицин в количестве 1,0 г помещали в круглодонную колбу с магнитной мешалкой и растворяли в 30 мл сухого пиридина. При сильном перемешивании в колбу добавляли 0,5 г диметиламинопиридина в виде порошка и метансульфохлорид 0,3 мл. Реакционную смесь перемешивали 1,5 часа при комнатной температуре и добавляли метансульфохлорид 0,2 мл, через час добавляли еще 0,1 мл метансульфохлорида. Контролировали реакцию методом тонкослойной хроматографии в системе гексан-ацетон (1:1), по окончании реакции реакционную смесь выливали на лед, подкисляли 1 N раствором соляной кислоты до pH 3 и экстрагировали этилацетатом (2×50 мл). Экстракт промывали водой до нейтрального значения pH, сушили и концентрировали в вакууме. Вещество очищали методом колоночной хроматографии на силикагеле в системе гексан-ацетон (4:1). Получали 0,6 мг (58%) производного олигомицина в виде бесцветного аморфного порошка, Rf 0,47 в системе гексан-ацетон, Rt 12,4 мин (подвижная фаза - вода - ацетонитрил. Элюция в градиентном режиме, при котором процентное содержание ацетонитрила изменялось от 80 до 95% за 10 минут и сохранялось 20 минут при 95% при скорости потока - 1 мл/мин). Найдено: m/z 891.4939 [М+Na]+. C46H76NaO13S. Вычислено: М=891.4904. Найдено: m/z 907.4638 [М+К]+. С46Н76KO13S. Вычислено: М=907.4643. Методами спектроскопии ЯМР 1Н и 13С в вариантах 1D и 2D (кореляционные спектры 1H-1Н COSY и 1Н-13С HETCOR)] изучено строение мезилата олигомицина А. Обнаружено значительное слабопольное смещение сигнала С33Н (на ~0.9 м.д., отнесение на основании 1Н-1H COSY) и сигнала С33 (на ~14 м.д., отнесение на основании 1Н-13С HETCOR) относительно соответствующих сигналов в исходном олигомицине А. Указанный эффект, а также наличие в спектре ЯМР 1Н мезилата синглета при δ 3.00 интенсивностью 3 п.е. согласуется с электронно-акцепторными свойствами заместителя O-S(O2)СН3 и подтверждает его присутствие при С33 в мезилате олигомицина А.Oligomycin in an amount of 1.0 g was placed in a round bottom flask with a magnetic stirrer and dissolved in 30 ml of dry pyridine. With vigorous stirring, 0.5 g of dimethylaminopyridine in powder form and 0.3 ml methanesulfonyl chloride were added to the flask. The reaction mixture was stirred for 1.5 hours at room temperature and 0.2 ml of methanesulfonyl chloride was added, after an additional 0.1 ml of methanesulfonyl chloride was added. The reaction was monitored by thin-layer chromatography in a hexane-acetone system (1: 1), at the end of the reaction, the reaction mixture was poured onto ice, acidified with 1 N hydrochloric acid to pH 3 and extracted with ethyl acetate (2 × 50 ml). The extract was washed with water until a neutral pH, dried and concentrated in vacuo. The substance was purified by column chromatography on silica gel in a hexane-acetone system (4: 1). Received 0.6 mg (58%) of the oligomycin derivative in the form of a colorless amorphous powder, R f 0.47 in the hexane-acetone system, R t 12.4 min (mobile phase - water - acetonitrile. Elution in gradient mode, in which the percentage the acetonitrile content varied from 80 to 95% in 10 minutes and remained 20 minutes at 95% at a flow rate of 1 ml / min). Found: m / z 891.4939 [M + Na] +. C 46 H 76 NaO 13 S. Calculated: M = 891.4904. Found: m / z 907.4638 [M + K] +. C 46 H 76 KO 13 S. Calculated: M = 907.4643. Using 1 H and 13 C NMR spectroscopy in versions 1D and 2D (correlation spectra 1 H- 1 H COSY and 1 H- 13 C HETCOR)] the structure of oligomycin A mesylate was studied. Significant weak-field shift of the C 33 H signal was detected (by ~ 0.9 m .d., assignment based on 1 H- 1 H COZY) and signal C 33 (by ~ 14 ppm, assignment based on 1 H- 13 C HETCOR) relative to the corresponding signals in the starting oligomycin A. The indicated effect, as well as the presence in the 1 H NMR spectrum of a singlet mesylate at δ 3.00 with an intensity of 3 bp consistent with the electron-acceptor properties of the substituent OS (O 2 ) CH 3 and confirms its presence at C 33 in oligomycin A mesylate.

Пример 2Example 2

33-Дезокси-33-азидо-олигомицин А (Формула 5)33-Deoxy-33-azido-oligomycin A (Formula 5)

33-O-Мезилолигомицин А в количестве 0,5 г помещали в круглодонную колбу, снабженную термометром и магнитной мешалкой, и растворяли в 10 мл сухого диметилформамида. Азид натрия 0,25 г присыпали в сухом виде, реакционную смесь нагревали до 60-65°C при перемешивании 2 часа. Контролировали реакцию методом тонкослойной хроматографии в системе гексан-ацетон, 1:1, и хлороформ-метанол, 10:0,5. Затем добавляли 0.125 г азида натрия. По окончании реакции реакционную смесь экстрагировали смесью толуола и этилацетата в соотношении 1:1, промывали водой, сушили сульфатом натрия. Азид олигомицина выделяли на силикагеле, используя хроматографическую систему хлороформ-метанол (30:0,5). Получали азид олигомицина в виде аморфного белого порошка с Rf 0,68 в системе хлороформ-метанол (10-0,5) с выходом 60%. Rt 23,0 мин (подвижная фаза - вода - ацетонитрил. Элюция в градиентном режиме, при котором процентное содержание ацетонитрила изменялось от 80 до 95% за 10 минут и сохранялось 20 минут при 95% при скорости потока - 1 мл/мин). ИК-спектр (порошок), v/см-1: 2103 (азидо-группа). Найдено: m/z 838.5178 [М+Na]+. C45H73N3O10Na. Вычислено: М=838.5194.0.5 g of 33-O-Mesyloligomycin A was placed in a round bottom flask equipped with a thermometer and a magnetic stirrer, and dissolved in 10 ml of dry dimethylformamide. Sodium azide 0.25 g was sprinkled in dry form, the reaction mixture was heated to 60-65 ° C with stirring for 2 hours. The reaction was monitored by thin layer chromatography in a hexane-acetone system, 1: 1, and chloroform-methanol, 10: 0.5. Then 0.125 g of sodium azide was added. At the end of the reaction, the reaction mixture was extracted with a 1: 1 mixture of toluene and ethyl acetate, washed with water, dried with sodium sulfate. Oligomycin azide was isolated on silica gel using a chloroform-methanol chromatographic system (30: 0.5). Oligomycin azide was obtained as an amorphous white powder with R f 0.68 in the chloroform-methanol system (10-0.5) with a yield of 60%. R t 23.0 min (mobile phase - water - acetonitrile. Elution in gradient mode, in which the percentage of acetonitrile changed from 80 to 95% in 10 minutes and remained 20 minutes at 95% at a flow rate of 1 ml / min). IR spectrum (powder), v / cm -1 : 2103 (azido group). Found: m / z 838.5178 [M + Na] +. C 45 H 73 N 3 O 10 Na. Calculated: M = 838.5194.

Пример 3Example 3

Биологическая активность 33-O-мезилата и 33-дезокси-33-азидо олигомицина АThe biological activity of 33-O-mesylate and 33-deoxy-33-azido oligomycin A

В таблице 1 представлены результаты сравнительного измерения активности олигомицина А и его производных 4 и 5 на линиях опухолевых клеток НСТ116 и K562, в клеточной тест-системе Streptomyces sp.(сверхчувствительной к олигомицинам) и протеолипосомах этого штамма. 33-Дезокси-33-азидо-олигомицин показал IC50, сопоставимую с олигомицином А, проявив при этом в 1000 раз меньшую активность в бактериальной тест-системе Streptomyces sp., и почти пропорционально сниженную активность на протеолипосомах, содержащих F0F1АТФ синтазу. 33-о-мезилолигомицин менее активен по сравнению с олигомицином А в отношении линий раковых клеток НСТ116 и К562 в 6 и 45 раз соответственно, а также в 100 раз в клеточной тест-системе Streptomyces sp., как и предыдущее производное он проявлял активность в отношении F0F1АТФ синтазы в протеолипосомах.Table 1 presents the results of a comparative measurement of the activity of oligomycin A and its derivatives 4 and 5 on the tumor cell lines HCT116 and K562, in the cell test system Streptomyces sp. (Hypersensitive to oligomycin) and proteoliposomes of this strain. 33-Deoxy-33-azido-oligomycin showed an IC 50 comparable to oligomycin A, showing 1000 times less activity in the bacterial test system Streptomyces sp., And almost proportionally reduced activity on proteoliposomes containing F0F1ATP synthase. 33-o-mesyloligomycin is less active compared to oligomycin A in relation to cancer cell lines HCT116 and K562 6 and 45 times, respectively, and also 100 times in the cell test system Streptomyces sp., Like the previous derivative, it was active against F0F1ATP synthase in proteoliposomes.

Таблица 1Table 1 Токсичность олигомицина А и его новых производных.Toxicity of oligomycin A and its new derivatives. СоединениеCompound Streptomyces sp*.Streptomyces sp *. Линии опухолевых клеток**, IC50, µМTumor cell lines **, IC 50 , µM АТФазная активность в протеолипосомах***ATPase activity in proteoliposomes *** Концентрация, нмоль/дискConcentration, nmol / disk Зона, ммZone mm НСТ116HCT116 К562K562 Концентрация, нМConcentration, nm Активность, пмоль 32Pi/минActivity, pmol 32P i / min Олигомицин АOligomycin A 0.0010.001 1010 1.0+0.21.0 + 0.2 0.2+0.010.2 + 0.01 5.05.0 412±50412 ± 50 50.050.0 249±25249 ± 25 250,0250,0 124±12124 ± 12 1000,01000,0 69±769 ± 7 33-O-33-o- 0.10.1 9.59.5 6.4±0.96.4 ± 0.9 5.8±2.15.8 ± 2.1 5,05,0 467±68467 ± 68 Мезилолигомицин Mesyloligomycin 50,050,0 454±59454 ± 59 А4A4 250,0250,0 463±45463 ± 45 1000,01000,0 408±23408 ± 23 33-Дезокси-33-33-deoxy-33- 1one 7.57.5 1.0+0.31.0 + 0.3 0.1+0.030.1 + 0.03 5,05,0 451±46451 ± 46 азидо-azido 50,050,0 452±43452 ± 43 олигомицин А5oligomycin A5 250,0250,0 483±72483 ± 72 1000,01000,0 450±65450 ± 65 * Уровень чувствительности определяли методом наложения дисков с различными концентрациями антибиотика на чашках Петри с агаризованной средой, как описано ранее [М.G.Alekseeva, S.M.Elizarov, О.В.Bekker, I.K.Lubimova, and V.N.Danilenko. F0F1-ATP Synthase of Streptomycetes: Modulation of Activity and Oligomycin Resistance by Protein Ser/Thr Kinases. Biochemistry (Moscow) SUPPLEMENT SERIES A: MEMBRANE AND CELL BIOLOGY. Vol.3, No.1, P.16-22, 2009].
** Клетки линий НСТ116 (аденокарцинома толстой кишки) и К562 (промиелоцитарный лейкоз) инкубировали в течение 72 часов с добавлением различных концентраций исследуемых веществ (для анализа выживаемости клеток использовался МТТ-тест).
* The sensitivity level was determined by applying discs with different concentrations of antibiotic on Petri dishes with agar medium, as described previously [M. G. Alekseeva, SMElizarov, O. Bekker, IKLubimova, and VNDanilenko. F0F1-ATP Synthase of Streptomycetes: Modulation of Activity and Oligomycin Resistance by Protein Ser / Thr Kinases. Biochemistry (Moscow) SUPPLEMENT SERIES A: MEMBRANE AND CELL BIOLOGY. Vol.3, No.1, P.16-22, 2009].
** Cells of lines HCT116 (colon adenocarcinoma) and K562 (promyelocytic leukemia) were incubated for 72 hours with the addition of various concentrations of the studied substances (MTT test was used to analyze cell survival).
*** АТФазная активность в препарате протеолипосом, пмоль 32Pi, освобожденного за 1 мин в присутствии 1 мкг белка. В контроле (только ДМСО) АТФазная активность в препарате протеолипосом равна 462±34 пмоль 32Pi/мин.*** ATPase activity in the preparation of proteoliposomes , pmol 32P i , released in 1 min in the presence of 1 μg of protein. In the control (DMSO only), the ATPase activity in the proteoliposome preparation is 462 ± 34 pmol 32P i / min.

Таким образом, получены новые производные антибиотика олигомицина А, обладающие высокой цитотоксической активностью в отношении линий опухолевых клеток. Поскольку новые производные не ингибируют АТФазу в протеолипосомах, следует считать, что биомишень для воздействия 4 и 5 не АТФаза. Такое утверждение правомерно, т.к. независимая от АТФазы мишень ранее показана для производных апоптолидина - соединения, близкого по структуре к олигомицину [Wender PA, Jankowski OD, Longcore K, Tabet EA, Seto H, Tomikawa T. Correlation of F0F1-ATPase inhibition and antiproliferative activity of apoptolidin analogues. Org Lett. 2006, 8(4):589-592]. Отсутствие воздействия синтезированных веществ 4 и 5 на F0F1 АТФсинтазу при сохранении высокой цитотоксичности и способности индуцировать апоптоз позволяет предполагать их меньшую токсичность для человека. Полученные нами соединения 4 и 5 можно использовать в качестве хит-соединений для создания на их основе новых противоопухолевых препаратов.Thus, new derivatives of the antibiotic oligomycin A were obtained, which have high cytotoxic activity against tumor cell lines. Since the new derivatives do not inhibit ATPase in proteoliposomes, it should be considered that the biological target for exposure to 4 and 5 is not ATPase. Such a statement is valid, because ATPase-independent target has previously been shown for derivatives of apoptolidine, a compound close in structure to oligomycin [Wender PA, Jankowski OD, Longcore K, Tabet EA, Seto H, Tomikawa T. Correlation of F 0 F 1 -ATPase inhibition and antiproliferative activity of apoptolidin analogues. Org Lett. 2006, 8 (4): 589-592]. The absence of the effects of synthesized substances 4 and 5 on F0F1 ATP synthase while maintaining high cytotoxicity and the ability to induce apoptosis suggests their lower toxicity to humans. The compounds 4 and 5 obtained by us can be used as hit compounds to create new antitumor drugs based on them.

Claims (3)

1. Производные антибиотика олигомицина А (соединения 4 и 5, Схема 1), соответствующие формуле:
Figure 00000005

где: R представляет собой остаток метансульфоновой кислоты (4, R=OSO3CH3) или азидо-группу (5, R=N3).
1. Derivatives of the antibiotic oligomycin A (compounds 4 and 5, Scheme 1), corresponding to the formula:
Figure 00000005

where: R represents a methanesulfonic acid residue (4, R = OSO 3 CH 3 ) or an azido group (5, R = N 3 ).
2. Способ получения производных антибиотика олигомицина А по п.1, заключающийся в селективной этерификации гидрокси-группы хлорангидридом метансульфоновой кислоты, находящейся в С-33 положении боковой цепи антибиотика, с последующим нуклеофильным замещением остатка метансульфоновой кислоты в полученном метансульфонате азидо-группой (Схема 1).2. The method of producing derivatives of the antibiotic oligomycin A according to claim 1, which consists in the selective esterification of the hydroxy group with methanesulfonic acid chloride located in the C-33 position of the antibiotic side chain, followed by nucleophilic substitution of the methanesulfonic acid residue in the resulting methanesulfonate with an azido group (Scheme 1 ) 3. Применение соединений формулы 4 и 5 из п.1 в качестве химиотерапевтических биологически активных веществ для получения лекарственных средств для лечения онкологических заболеваний. 3. The use of compounds of formulas 4 and 5 of claim 1 as chemotherapeutic biologically active substances for the manufacture of drugs for the treatment of cancer.
RU2011112213/04A 2011-03-31 2011-03-31 Cytotoxic semi-synthetic macrolide antibiotic oligomycin a derivatives and synthesis method thereof RU2454420C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112213/04A RU2454420C1 (en) 2011-03-31 2011-03-31 Cytotoxic semi-synthetic macrolide antibiotic oligomycin a derivatives and synthesis method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112213/04A RU2454420C1 (en) 2011-03-31 2011-03-31 Cytotoxic semi-synthetic macrolide antibiotic oligomycin a derivatives and synthesis method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2454420C1 true RU2454420C1 (en) 2012-06-27

Family

ID=46681879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011112213/04A RU2454420C1 (en) 2011-03-31 2011-03-31 Cytotoxic semi-synthetic macrolide antibiotic oligomycin a derivatives and synthesis method thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2454420C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2096462C1 (en) * 1987-01-23 1997-11-20 Пфайзер Инк. Method of preparing avermectin and strains of streptomyces avermitilis - producers of avermectin

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2096462C1 (en) * 1987-01-23 1997-11-20 Пфайзер Инк. Method of preparing avermectin and strains of streptomyces avermitilis - producers of avermectin

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G.T.Carter et al, J. Org. Chem, 1986, v.51, no.22, 4264-4271. L.N.Lysenkova et al, J. of Antibiotics, 2010, v.63, no.1, 17-22. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Remsing et al. Mithramycin SK, A Novel Antitumor Drug with Improved Therapeutic Index, Mithramycin SA, and Demycarosyl-mithramycin SK: Three New Products Generated in the Mithramycin Producer Streptomyces a rgillaceus through Combinatorial Biosynthesis
Woodard et al. Synthesis and antiproliferative activity of derivatives of the phyllanthusmin class of arylnaphthalene lignan lactones
Sharma et al. Design and synthesis of novel N, N′-glycoside derivatives of 3, 3′-diindolylmethanes as potential antiproliferative agents
Sanchez-Fernandez et al. Synthesis of polyfluoroalkyl sp2-iminosugar glycolipids and evaluation of their immunomodulatory properties towards anti-tumor, anti-leishmanial and anti-inflammatory therapies
Zhang et al. Synthesis and identification of cytotoxic diphyllin glycosides as vacuolar H+-ATPase inhibitors
ES2431323T3 (en) Biologically active compounds obtainable from Sorangium cellulosum
CN106431925B (en) False white olive alkane type macrocyclic diterpene compounds and its application
Ryoo et al. Selective cytotoxic activity of valinomycin against HT-29 Human colon carcinoma cells via down-regulation of GRP78
Máximo et al. Marine sesterterpenes: An overview
Huczyński et al. Anti-proliferative activity of monensin and its tertiary amide derivatives
Guo et al. Triphenyl-sesquineolignan analogues derived from Illicium simonsii Maxim exhibit potent antibacterial activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) by disrupting bacterial membranes
Li et al. A milbemycin compound isolated from Streptomyces Sp. FJS31-2 with cytotoxicity and reversal of cisplatin resistance activity in A549/DDP cells
Lee et al. Acylated kaempferol glycosides from Laurus nobilis leaves and their inhibitory effects on Na+/K+-adenosine triphosphatase
Myszka et al. Design, synthesis and biological evaluation of betulin-3-yl 2-amino-2-deoxy-β-D-glycopyranosides
Zhang et al. Antibacterial activity of the structurally novel ocotillol-type lactone and its analogues
Rodrigues et al. Correlation of the acid-sensitivity of polyethylene glycol daunorubicin conjugates with their in vitro antiproliferative activity
Lohmann et al. Rosellin A and B, two red diketopiperazine alkaloids from the mushroom Mycena rosella
Aromdee et al. Effect of the derivatives of andrographolide on the morphology of Bacillus subtilis
RU2454420C1 (en) Cytotoxic semi-synthetic macrolide antibiotic oligomycin a derivatives and synthesis method thereof
Patil et al. Bioactive chemical constituents from the leaves of Lantana Camara L.
Zhou et al. Design, synthesis and anti-tumor activities of carbamate derivatives of cinobufagin
Oliveri et al. Positional isomers of mannose–quinoline conjugates and their copper complexes: exploring the biological activity
El-Shamy et al. Synthesis and antimicrobial activities of S-nucleosides of 4-mesitylphthalazine-1-thiol and some new selenium-containing nucleoside analogues
El-Bassuony et al. Antibacterial coumarins isolated from Launaea resedifolia
Chen et al. Enzymatic Methylation and Structure–Activity‐Relationship Studies on Polycarcin V, a Gilvocarcin‐Type Antitumor Agent

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210401