ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ АМИНОКИСЛОТНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ POLYFUNCTIONAL AMINO ACID DERIVATIVES
ФУЛЛЕРЕНА C60 FULLERENA C 60
ОПИСАНИЕ Изобретение относится к новым полифункциональным аминокислотным производным фуллерена C60 , обладающим биологической активностью, а также к способам их получения и способу ковалентного связывания производных фуллерена с SН-со держащими белками. Кроме того, изобретение относится к применению нитpoкcиaлкил-N-(фyллepeнил)aминoкиcлoт в качестве доноров монооксида азота, а также применению нитроксиалкил-N- (фyллepeнил)aминoкиcлoт в качестве вазодилататоров быстрого действия для антигипертинезивной терапии. Изобретение относится также к способу ингибирования процесса метастазирования и способу усиления антилейкемической активности циклофосфамида. Известно, что продукты эквимолярного присоединения аминокислот и пептидов к фуллерену C60 /N-(мoнoгидpoфyллepeнил)зaмeщeнныe аминокислоты или пептиды/ [Rоmапоvа V. S., V. А. Тsугуарkiп, Yu. I. Lуаkhоvеtskу, Z.N. Раmеs М.Е. VоГрiп // Russiап Сhеm. BuIl., 1994, vol.6, рр. 1090-1091.] составляют особый класс органических соединений, которые можно рассматривать как потенциальные антиметаболиты, относящиеся к определенному подклассу физиологически активных веществ. Широкий спектр биологической активности аминокислотных производных фуллерена (АПФ) обусловлен уникальной структурой углеродного сфероида, его способностью переводить кислород в синглетное состояние [Тоkuуаmа H., Nаkаmurа S., Nаkаmuга E. // J. Am. Сhеm. Sос, 1993, vоl. 115, рр. 7918], проявлять мембранотропные и антирадикальные свойства [Коtеlпikоvа R. А., Коtеlпikоv А. L, Воgdапоv G. N., Rоmапоvа V. S., Кulеshоvа E. F., Раmеs Z. N., VоГрiп М.Е. // ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
FEBS Lеttеrs. - 1996. 389. - P. 111-114], противовирусную активность [Фрог E.C., Котельникова P.A., Богданов Г.H., Штолько B.H., Файнгольд И.И., Кущ A.A., Федорова H.E., Меджидова A.A., Романова В. С. // Технологии живых систем. - 2006. 3. 2. - С. 42-46] и цитотоксическое действие [Nаkаmuга E., Тоkuуаmа H., Yаmаgо S., Shiгаki Т., Sugiuга Y. // BuIl. Сhеm. Sос. Jарап. - 1996. 69. - P. 2143-2151]. Известны предпосылки к изучению сердечно-сосудистых эффектов под влиянием производных фуллерена [Сыренский А. В., Галагудза M. M., Егорова E. И. Артериальная гипертензия, 2004, 10 (3), 15-20.]. Именно по этой причине фуллерен C60 рассматривается в химической фармакологии как весьма перспективный носитель функциональных групп, обладающих тем или иным видом биологической активности. К их числу относятся алкилирующие группировки цитотоксического действия, антрациклины, а также доноры монооксида азота.DESCRIPTION The invention relates to new multifunctional amino acid derivatives of C 60 fullerene having biological activity, as well as to methods for their preparation and a method for covalently linking fullerene derivatives to SH-containing proteins. In addition, the invention relates to the use of nitroxyalkyl-N- (fullerenyl) amino acids as donors of nitrogen monoxide, as well as the use of nitroxyalkyl-N- (fullerenyl) amino acids as quick-acting vasodilators for antihypertensive therapy. The invention also relates to a method for inhibiting the metastasis process and a method for enhancing the antileukemic activity of cyclophosphamide. It is known that the products of equimolar addition of amino acids and peptides to fullerene C 60 / N- (monohydrogen-substituted) substituted amino acids or peptides / [Romapova VS, V. A. Tsuguarkip, Yu. I. Luakhovetsku, ZN RAMES M.E. VOGRIP // Russiap Scheme. BuIl., 1994, vol. 6, pp. 1090-1091.] Constitute a special class of organic compounds, which can be considered as potential antimetabolites belonging to a certain subclass of physiologically active substances. A wide range of biological activity of amino acid derivatives of fullerene (ACE) is due to the unique structure of the carbon spheroid, its ability to convert oxygen to a singlet state [Tokuuama H., Nakama S., Nakama E. // J. Am. Chem. Sos, 1993, vol. 115, pp. 7918], to exhibit membranotropic and antiradical properties [Kotelpikova R. A., Kotelpikova A. L, Vgdapov GN, Rampapova VS, Kuleshova EF, Rams ZN, Vograp M.E. // SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) FEBS Letters. - 1996. 389. - P. 111-114], antiviral activity [Frog EC, Kotelnikova PA, Bogdanov G.H., Stolko BH, Fayngold II, Kushch AA, Fedorova HE, Medzhidova AA, Romanova V. S . // Technologies of living systems. - 2006. 3. 2. - P. 42-46] and the cytotoxic effect [Nakamuga E., Tukuuama H., Yamago S., Shigaki T., Sugiuga Y. // BuIl. Chem. Soc. Jarap. - 1996. 69. - P. 2143-2151]. Known prerequisites for the study of cardiovascular effects under the influence of fullerene derivatives [Syrensky A. V., Galagudza MM, Egorova E. I. Arterial hypertension, 2004, 10 (3), 15-20.]. For this reason, fullerene C 60 is considered in chemical pharmacology as a very promising carrier of functional groups with one or another type of biological activity. These include alkyl groups of a cytotoxic effect, anthracyclines, as well as donors of nitric monoxide.
Исследованиями последних лет выявлены различные аспекты противоопухолевого действия экзогенных доноров NO [Коновалова Н.П. // Технологии живых систем. -2004. 1. 3.- C.42-48]. Они повышают эффективность действия известных цитостатиков, тормозят развитие метастазов экспериментальных опухолей и модулируют чувствительность лекарственно- резистентных опухолей к цитостатической терапии. Оксид азота является уникальным внутриклеточным полифункциональным регулятором метаболизма, гомеостаза кровеносных сосудов, артериального давления и перфузии органов. Большинство экзогенных доноров оксида азота, рекомендованных для лечения ишемии миокарда и острой сердечной недостаточности, находят широкое применение в качестве вазодилататоров и ингибиторов агрегации тромбоцитов.Recent studies have revealed various aspects of the antitumor effect of exogenous NO donors [Konovalova NP // Technologies of living systems. 2004. 1. 3.- C.42-48]. They increase the effectiveness of known cytostatics, inhibit the development of metastases of experimental tumors and modulate the sensitivity of drug-resistant tumors to cytostatic therapy. Nitric oxide is a unique intracellular multifunctional regulator of metabolism, blood vessel homeostasis, blood pressure and organ perfusion. Most exogenous nitric oxide donors recommended for the treatment of myocardial ischemia and acute heart failure are widely used as vasodilators and platelet aggregation inhibitors.
Достаточно обширная библиография патентов по медицинской химии фуллеренов не содержит сведений в отношении новых полифункциональных аминокислотных производных фуллерена (АПФ), содержащих биологически активные группы, пептиды или белки, способы их получения также не раскрыты.A fairly extensive bibliography of patents on the medical chemistry of fullerenes does not contain information regarding new polyfunctional amino acid derivatives of fullerene (ACE) containing biologically active groups, peptides or proteins, methods for their preparation are also not disclosed.
Задачей настоящего изобретения является создание новых полифункциональных аминокислотных производных фуллерена (АПФ),The present invention is the creation of new multifunctional amino acid derivatives of fullerene (ACE),
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
обладающих ингибирующей активностью в отношении метастазов опухоли, а также усиливающих антилейкемическую активность циклофосфамида, и которые могут быть пригодны в качестве доноров монооксида азота или в качестве вазодилататоров быстрого действия для антигипертинезивной терапии. Полифункциональные аминокислотные производные фуллерена C60 в соответствии с изобретением имеют формулу (1)SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) possessing inhibitory activity against tumor metastases, as well as enhancing the antileukemic activity of cyclophosphamide, and which may be suitable as donors of nitric oxide or as vasodilators of rapid action for antihypertensive therapy. The multifunctional amino acid derivatives of fullerene C 60 in accordance with the invention have the formula (1)
где R = H, моно- или дигидроксиалкил, аминоалкил, галоидалкил, моно- или динитроксиалкил, малеинимид; N-Z представляет собой фрагмент α,β,γ,ω-aминoкиcлoты общей формулы -NH- where R = H, mono - or dihydroxyalkyl, aminoalkyl, haloalkyl, mono - or dinitroxyalkyl, maleimide; NZ is a fragment of α, β, γ, ω-amino acids of the general formula -NH-
COOMCoom
— N CmH2m-COOM или V где т = 2-5, а М представляет собой нитроксиалкильную группу, алкильную группу или соль щелочного металла, или дипептид, причем алкильные группы содержат 1-6 атомов углерода.- NC m H 2m —COOM or V where m = 2-5, and M represents a nitroxyalkyl group, an alkyl group or an alkali metal salt, or a dipeptide, wherein the alkyl groups contain 1-6 carbon atoms.
Авторы настоящего изобретения впервые разработали способы получения АПФ путем замещения подвижного протона в моногидрофуллеренил-аминокислотах, а также путем этерификации карбоксила моногидрофуллеренила- аминокислоты.The inventors of the present invention first developed methods for producing ACE by substituting a mobile proton in monohydrofullerenyl amino acids, as well as by esterifying the carboxyl monohydrofullerenyl amino acid.
В соответствии с этим при взаимодействии производного моногидрофуллеренил-аминокислот с броммалеинимидом происходит замещение подвижного протона с образованием малеинимидных производных:In accordance with this, when a monohydrofullerenyl amino acid derivative interacts with brommaleiminimide, a mobile proton is replaced with the formation of maleimide derivatives:
где N-Z= фрагмент синтетической или природной α, β, γ, ω-аминокислот (глицина, аланина, аргинина, серина, γ- аминомасляной, ω-аминокапроновой where NZ = a fragment of synthetic or natural α, β, γ, ω-amino acids (glycine, alanine, arginine, serine, γ-aminobutyric, ω-aminocaproic
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
кислот, пролина и др.), его соль щелочного металла или низший эфир.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) acids, proline, etc.), its alkali metal salt or lower ester.
Подвижность протона моногидрофуллеренил-аминокислот обусловлена электроотрицательностью сфероида фуллерена, что определяет высокую поляризацию C-H связи и преимущественную направленность по ней реакций электрофильного замещения:The proton mobility of monohydrofullerenyl amino acids is due to the electronegativity of the fullerene spheroid, which determines the high polarization of the C-H bond and the predominant direction of electrophilic substitution reactions along it:
n=2-5; p=0-2 где X = Cl-; Br-; J-. n is 2-5; p = 0-2 where X = Cl-; Br-; J-.
При -N-Z представляет фрагмент синтетической или природной α, β, γ,When -N-Z represents a fragment of synthetic or natural α, β, γ,
ω-аминокислот общих формул -NH-CmH2m-COOM, или
, где т =ω-amino acids of the general formulas —NH — C m H 2m —COOM, or where m =
2-5, M представляет собой нитроксиалкильную группу, алкильную группу, где алкильные группы включают 1-6 атомов углерода, или соль щелочноземельного металла, причем в случае солей щелочных металлов аминокислот, реакция моногидрофуллеренил-аминокислот с нитроксилалкилгалогенидами протекает по двум реакционным центрам по уравнению:2-5, M represents a nitroxyalkyl group, an alkyl group where the alkyl groups include 1-6 carbon atoms, or an alkaline earth metal salt, and in the case of alkali metal salts of amino acids, the reaction of monohydrofullerenyl amino acids with nitroxylalkyl halides proceeds according to two reaction centers according to the equation:
где M= К, Na; m=2-5, n=2-5 where M = K, Na; m = 2-5, n = 2-5
Отмечено, что даже при небольшом увеличении значений п, т и р резко возрастает и без того высокая гидрофобность соединений. Полная утрата ими гидрофильности негативно сказывается на их мембранотропности, а,It was noted that even with a slight increase in the values of n, m, and p, the already high hydrophobicity of the compounds sharply increases. Their complete loss of hydrophilicity negatively affects their membranotropy, and,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
следовательно, и на потенциальной биологической активности синтезированных доноров NO.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) therefore, on the potential biological activity of synthesized NO donors.
Поскольку по своей структуре АПФ можно отнести к классу антиметаболитов, нами предложены методы направленного синтеза производных фуллерена, ковалентно связанных с биологически активными пептидами и белками.Since the structure of ACE can be classified as a class of antimetabolites, we have proposed methods for the directed synthesis of fullerene derivatives covalently linked to biologically active peptides and proteins.
В качестве одного из них был использован карнозин (β-аланилгистидин), являющийся природным антиоксидантом мышечных и нервных тканей. Был синтезирован N-(мoнoгидpoфyллepeнил) аланилгистидин, прямой аналог карнозина, содержащий сферу фуллерена.Carnosine (β-alanyl histidine), which is a natural antioxidant of muscle and nerve tissues, was used as one of them. N- (monohydrofullerenyl) alanyl histidine, a direct analogue of carnosine containing the fullerene sphere, was synthesized.
Полученное соединение отличается повышенной мембранотропностью и способностью ингибировать процесс пероксидного окисления липидов биологических мембран.The resulting compound is characterized by increased membranotropy and the ability to inhibit the process of peroxide oxidation of lipids of biological membranes.
Другим примером модифицирующего действия АПФ на белки и ферменты может служить осуществленное нами ковалентное присоединение малеинимидного производного моногидрофуллеренил пролина к макромолекуле гемоглобина:Another example of the modifying effect of ACE on proteins and enzymes is the covalent attachment of the maleimide derivative of monohydrofullerenyl proline to the hemoglobin macromolecule that we performed:
Этот метод носит универсальный характер и пригоден для введения ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
сфероида фуллерена в любые SН-содержащие белки, обеспечивающие его трансмембранный перенос в клетку.This method is universal in nature and is suitable for the introduction of a SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the fullerene spheroid into any SN-containing proteins, ensuring its transmembrane transfer to the cell.
Исследования последних лет в области молекулярной кардиологии позволили установить важную роль оксида азота в регуляции сосудистого гомеостаза. Образование NO при биотрансформации экзогенных доноров оксида азота вызывает снижение тонуса коронарных сосудов, агрегации и адгезионной способности тромбоцитов, что способствует повышению гемодинамических характеристик и усилению кровотока.Recent studies in the field of molecular cardiology have established the important role of nitric oxide in the regulation of vascular homeostasis. The formation of NO during biotransformation of exogenous nitric oxide donors causes a decrease in coronary vascular tone, platelet aggregation and adhesion, which improves hemodynamic characteristics and increases blood flow.
Все полученные нитраты на основе аминокислотных производных фуллерена C60 (НАПФ) в процессе их биотрансформации генерируют монооксид азота, о чем свидетельствует их ингибирующее действие на каталитическую активность митохондриальной цитохром-С оксидазы. HAПФ-1 и HAПФ-2, структурные формулы которых представлены ниже, проявляют умеренное противоопухолевое действие и выраженную антиметастатическую активность.All obtained nitrates based on the amino acid derivatives of fullerene C 60 (NAPP) generate nitrogen monoxide during their biotransformation, as evidenced by their inhibitory effect on the catalytic activity of mitochondrial cytochrome C oxidase. HAPF-1 and HAPF-2, the structural formulas of which are presented below, exhibit moderate antitumor activity and pronounced antimetastatic activity.
Известно, что к числу наиболее распространенных терапевтических средств для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы относятся препараты на основе нитроглицерина. Однако они характеризуются рядом недостатков и побочными эффектами, ограничивающими масштабы их клинического применения.It is known that among the most common therapeutic agents for the treatment of diseases of the cardiovascular system are drugs based on nitroglycerin. However, they are characterized by a number of disadvantages and side effects that limit the scope of their clinical use.
При изучении влияния нитроксиалкил-N-фуллерениламинокислотных производных, в частности, HAПФ-1 на коронарную, сократительную и насосную функции изолированного сердца крыс линии Вистар было обнаружено, что HAПФ-1 является вазодилататором быстрого действия, снижающим артериальное давление и частоту сердечных сокращений и вызывающим расслабление коронарных сосудов при меньшем по сравнению с нитроглицерином (НГ) депрессивным влиянием на функцию миокарда ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
[Писаренко О. И., Серебрякова Л. И., Студнева И. M., Цкитишвили О. В. // Бюлл. эксп. биол. мед. - 2006. 141(3) - С. 267-269] Это означает, что соединения данного класса открывают перспективу создания оригинальных вазодилататоров для антигипертенизивной терапии.When studying the effect of nitroxyalkyl-N-fullerenylamino acid derivatives, in particular, HAPF-1 on the coronary, contractile and pumping functions of the isolated heart of Wistar rats, it was found that HAPF-1 is a fast-acting vasodilator that reduces blood pressure and heart rate and causes relaxation coronary vessels with less depressive effect on myocardial function in comparison with nitroglycerin (NG) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) [Pisarenko O. I., Serebryakova L. I., Studneva I. M., Tskitishvili O. V. // Bull. exp biol. honey. - 2006. 141 (3) - S. 267-269] This means that compounds of this class open the prospect of creating original vasodilators for antihypertensive therapy.
Нижеследующие примеры получения заявленных соединений и исследования их биологической активности не следует понимать как ограничивающие объем данного изобретения, а только как примеры предпочтительного воплощения изобретения.The following examples of the preparation of the claimed compounds and studies of their biological activity should not be understood as limiting the scope of the invention, but only as examples of a preferred embodiment of the invention.
Пример 1 Синтез метилового эфира N-нитроксиэтилфуллеренил пролинаExample 1 Synthesis of methyl ester of N-nitroxyethylfullerenyl proline
К раствору 0,849 г (0,001M) метилового эфира N-моногидрофуллеренил пролина в пиридине прибавляли раствор 1,25 г (0,01 M) 2-xлop-нитpoкcиэтaнa в 10 мл пиридина и смесь выдерживали в течение 6 час при комнатной температуре. Далее реакционную смесь подвергали диализу в течение 20 час.To a solution of 0.849 g (0.001M) of N-monohydrofullerenyl proline methyl ester in pyridine was added a solution of 1.25 g (0.01 M) of 2-chloro-nitroxyethane in 10 ml of pyridine and the mixture was kept for 6 hours at room temperature. Next, the reaction mixture was dialyzed for 20 hours.
Остаток высушивали на воздухе, получая целевой продукт с близким к количественному выходом. В ИК-спектрах метилового эфира N- (нитpoкcифyллepeнил)пpoлинa появились полосы поглощения (1340 и 1540 см"1), соответствующие нитратной группе.The residue was dried in air, obtaining the target product with a close to quantitative yield. Absorption bands (1340 and 1540 cm "1 ) corresponding to the nitrate group appeared in the IR spectra of N- (nitroxy-fillelerenyl) proline methyl ester.
Пример 2 Синтез нитроксиэтилового эфира N-нитроксиэтил-фуллеренилпролинаExample 2 Synthesis of N-nitroxyethyl-fullerenylproline nitroxyethyl ester
К раствору 0,86 г (0,001M) Nа-соли N-моногидрофуллеренил пролина в 50 мл пиридина прибавляли 2,5 г (0,02 M) 2-xлop-нитpoкcиэтaнa в 20 мл пиридина и выдерживали при комнатной температуре в течение 8 час. Затем реакционную смесь подвергали диализу в течение 20 час. Остаток высушивали с получением целевого продукта с близким к количественному выходом.To a solution of 0.86 g (0.001 M) of the Na salt of N-monohydrofullerenyl proline in 50 ml of pyridine was added 2.5 g (0.02 M) of 2-chlorophenoxyethane in 20 ml of pyridine and kept at room temperature for 8 hours . Then the reaction mixture was dialyzed for 20 hours. The residue was dried to obtain the desired product in close quantitative yield.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
ONO2 SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) ONO 2
В ИК-спектрах полученного нитроксиэтилового эфира N- (нитроксифуллеренил) пролина появились полосы поглощения (1340 и 1540 см"1), соответствующие нитратной группе. Пример 3In the IR spectra of the obtained N- (nitroxyfullerenyl) proline nitroxyethyl ester, absorption bands (1340 and 1540 cm "1 ) corresponding to the nitrate group appeared. Example 3
Синтез натриевой соли N- [моногидрофуллеренилi -карнозинаSynthesis of sodium salt of N- [monohydrofullerenyli-carnosine
К раствору 100 мг фуллерена C60 (0,138 ммоль) в 50 мл толуола добавляли 10-кратный избыток натриевой соли карнозина в 50 мл воды.To a solution of 100 mg of fullerene C 60 (0.138 mmol) in 50 ml of toluene was added a 10-fold excess of sodium carnosine in 50 ml of water.
Полученную гетерогенную систему перемешивали при нагревании при 7O0C в аргоне в течение 8 часов. Затем отделяли органический слой, отгоняли растворитель, остаток растворяли в 100 мл воды и к нему добавляли 100 мл насыщенного раствора хлорида натрия. Полученный раствор подвергали диализу до полного удаления хлорида натрия (реакция отсутствия иона хлора в промывных водах). Полученный водный раствор упаривали и получали 130 мг натриевой соли N- [моногидрофуллеренил] -карнозина (выход количественный).The resulting heterogeneous system was stirred under heating at 7O 0 C in argon for 8 hours. Then the organic layer was separated, the solvent was distilled off, the residue was dissolved in 100 ml of water, and 100 ml of a saturated solution of sodium chloride was added to it. The resulting solution was dialyzed until sodium chloride was completely removed (reaction of the absence of chlorine ion in the washings). The resulting aqueous solution was evaporated, and 130 mg of N- [monohydrofullerenyl] -carnosine sodium salt was obtained (quantitative yield).
При гидролизе полученного продукта в 6N соляной кислоте образуется согласно НРLС-анализу эквимолярное количество (найдено 2,16±0,2 мкМ и 2,16±0,02 мкМ) β-аланина и гистидина, соответствующее расчетному значению (вычислено 2,20 мкМ). Пример 4Upon hydrolysis of the obtained product in 6N hydrochloric acid, an equimolar amount (found 2.16 ± 0.2 μM and 2.16 ± 0.02 μM) of β-alanine and histidine corresponding to the calculated value (calculated 2.20 μM, is formed according to the HPLC analysis ) Example 4
Синтез метилового эфира N-Г(N-мaлeинимидил)фyллepeнилl-L-пpoлинaSynthesis of N-G (N-maleimidyl) fullerenyl-L-proline methyl ester
К раствору 0,849 г (0,001 моля) метилового эфира N- (мoнoгидpoфyллepeнил)-L-пpoлинa в 50 мл пиридина добавляли раствор 1,76 г (0,01 моля) броммалеинимида в 10 мл пиридина и смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 8 часов. Затем реакционную массу подвергали диализу, остаток высушивали получая метиловый эфир N-[(N- мaлeинимидил)фyллepeнил]-L-пpoлинa с количественным выходом. В ИК- спектре полученного продукта имеются характерные полосы поглощения при 1720 и 1355 см"1, подтверждающие наличие в молекуле малеинимидногоTo a solution of 0.849 g (0.001 mol) of N- (monohydrofueller) L-proline methyl ester in 50 ml of pyridine was added a solution of 1.76 g (0.01 mol) of bromomaleimide in 10 ml of pyridine and the mixture was stirred at room temperature for 8 hours . Then the reaction mass was dialyzed, the residue was dried to obtain N - [(N-maleimidyl) fullerenyl] -L-proline methyl ester in quantitative yield. The IR spectrum of the obtained product contains characteristic absorption bands at 1720 and 1355 cm "1 , confirming the presence of a maleimide
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
фрагмента.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fragment.
Пример 5 Ковалентное присоединение малеинимидного производного Сήп-пролина к макромолекулам белков Специальная методика была разработана для ковалентного присоединения малеинимидного производного фуллеренилпролина к SH- группам белков. В качестве примера такое присоединение осуществлено к SH- группам гемоглобина и альбумина человека.Example 5 Covalent attachment of the maleimide derivative of Cp proline to protein macromolecules A special procedure was developed for the covalent attachment of the maleimide derivative of fullerenylproline to SH-groups of proteins. By way of example, such an attachment is made to the SH groups of human hemoglobin and albumin.
В случае гемоглобина человека осуществлялась модификация двух SH- групп, которые входят в структуру циcтeинa-93 в двух β-субъединицах макромолекулы гемоглобина. К раствору гемоглобина в мет-состоянии в концентрации 5XlO"4 M в 0,1 M фосфатном буфере при pH=6,5 добавляли малеинимидное производное Сбо-пролина в трехкратном избытке по отношению к белку. Реакцию проводили в течение 30 мин при 2O0C. Избыток водорастворимого малеинимидного производного фуллерена отделяли на колонке Sерhаdех G-15, используя в качестве эльюента фосфатный буфер. В вышедшей с нулевым объемом фракции присоединение малеинимидного производного к гемоглобину контролировали спектрофотометрическим методом. Концентрацию гемоглобина определяли по характерной полосе поглощения при длине волны 407 нм (ε=7,06xl05 Nf1CM"1), концентрацию присоединившегося малеинимидного производного фуллерена - по поглощению на длине волны 315 нм. При этом принималось, что на этой длине волны для мaлeинимидил-C6o-пpoлинa ε=2,10><104 M-1CM"1 и для гемоглобина - ε=9,81 χlθ4 M-1CM 1. В результате компьютерного моделирования суммарного спектра поглощения продукта из индивидуальных спектров поглощения гемоглобина и малеинимидного производного фуллерена получено, что в результате реакции к одной макромолекуле гемоглобина в среднем присоединяется 1,6 молекул малеинимидного производного фуллерена.In the case of human hemoglobin, two SH-groups were modified, which are included in the structure of cysteine-93 in two β-subunits of the hemoglobin macromolecule. To a solution of met-hemoglobin in the state in 5XlO concentration "4 M in 0.1 M phosphate buffer at pH = 6,5 was added maleimide derivative of C-proline used in threefold excess relative to the protein. The reaction was conducted for 30 minutes at 2O 0 C. an excess of water-soluble fullerene derivative maleimide was separated by column Serhadeh G-15, using as elyuenta phosphate buffer. The withdrawn from zero volume fraction accession maleimide derivative to hemoglobin was monitored spectrophotometrically. The concentration of hemoglobin opr fissioning of a characteristic absorption band at a wavelength of 407 nm (ε = 7,06xl0 5 Nf 1 CM "1), acceding maleimide concentration fullerene derivative - by absorbance at a wavelength of 315 nm. It was assumed that at this wavelength for maleimidyl-C 6 o-proline ε = 2.10><10 4 M -1 CM "1 and for hemoglobin it was ε = 9.81 χ lθ 4 M -1 CM 1 . As a result of computer simulation of the total absorption spectrum of the product from the individual absorption spectra of hemoglobin and the maleimide derivative of fullerene, it was obtained that, as a result of the reaction, on average 1.6 molecules of the maleimide derivative of fullerene are attached to one hemoglobin macromolecule.
По аналогичной методике осуществлялось присоединение малеинимидного производного C60-пpoлинa к реакционноспособной SН-группе альбумина человека. К раствору альбумина в концентрации 5XlO"4 M в ОД M фосфатном буфере при pH=6,5 добавляли малеинимидное производное C60-By a similar technique, the maleimide derivative of C 60 proline was added to the reactive CH group of human albumin. To a solution of albumin at a concentration of 5XlO "4 M in OD M phosphate buffer at pH = 6.5 was added the maleimide derivative C 60 -
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
пролина в трехкратном избытке по отношению к белку. Реакцию проводили в течении 30 мин при 2O0C. Избыток водорастворимого малеинимидного производного фуллерена отделяли на колонке Sерhаdех G-25, используя в качестве эльюента фосфатный буфер. Хроматографию на колонке осуществляли двукратно, чтобы исключить сорбцию производного фуллерена на альбумин за счет гидрофобных взаимодействий. В вышедшей с нулевым объемом фракции присоединение малеинимидного производного к альбумину контролировали спектрофотометрическим методом. Концентрацию присоединившегося малеинимидного производного C60-пpoлинa спектрофотометрически, принимая для альбумина ε=3,65><104 M 1CM"1 при 279 нм и ε=l,4><103 М 'см'1 при 310 нм, а для малеинимидного производного C6o-пpoлинa - ε=3,30><104 M 1CM"1 при 279 нм и ε=2,70χl04 М'W1 при 310 нм. ε=3,65*104 M-1CM"1 при 279 нм и ε=l,4χlθ3 M-1CM 1 при 310 нм. В результате анализа поглощения реакционной смеси после двукратной хроматографии на двух длинах волн определено, что в результате реакции к одной макромолекуле альбумина в среднем присоединяется 1,1 молекула малеинимидного производного фуллерена. В качестве контроля было определено методом амперометрического титрования, что в процессе присоединения малеинимидного производного C60-пpoлинa к альбумину человека число свободных титруемых SН-групп в альбумине уменьшается от I,05±0,2 дo 0,l±0,2.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) proline in threefold excess in relation to protein. The reaction was carried out for 30 minutes at 2 ° C. The excess water-soluble maleimide derivative of fullerene was separated on a Serhadex G-25 column using phosphate buffer as an eluent. Column chromatography was performed twice to exclude the sorption of the fullerene derivative on albumin due to hydrophobic interactions. In the fraction with zero volume, the addition of the maleimide derivative to albumin was controlled by spectrophotometric method. The concentration of the joined maleimide derivative of the C 60 proline spectrophotometrically, taking for albumin ε = 3.65><10 4 M 1 CM "1 at 279 nm and ε = l, 4><10 3 M 'cm ' 1 at 310 nm, and maleimide derivative for o-C 6 ppolina - ε = 3,30><April 10 M 1 CM "1 at 279 nm and ε = 2,70 χ l0 4M 'W 1 at 310 nm. ε = 3.65 * 10 4 M- 1 CM "1 at 279 nm and ε = l, 4 χ lθ 3 M -1 CM 1 at 310 nm. As a result of analysis of the absorption of the reaction mixture after double chromatography at two wavelengths, it was determined that the reaction to a single macromolecule albumin joins the average molecule 1.1 maleimide fullerene derivative. as a control was determined by amperometric titration that during attachment maleimide derivative C 60 -ppolina to human albumin titrated number of free SH groups in albumin decreases from I, 05 ± 0.2 to 0, l ± 0.2.
Пример 6Example 6
Антиметастатическая активность HAПФ-1 и HAПФ-2 и их комбинаций с циклофосфамидом (ЦФ) исследовалась на двух моделях метастазирующих солидных опухолей: карциноме LL и меланоме B-16 у мышей линии BDFi. В опытной и контрольной группах мышей определяли среднее число метастазов в легких и вычисляли индекс ингибирования метастазов в процентах: ИИM= ((No- Nк)/(Nк))χl00. Статистическая обработка результатов исследования проводилась по Стьюденту. Результаты считали достоверными при р < 0,05. Полученные результаты представлены в Таблице 1. (Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР иThe antimetastatic activity of HAPF-1 and HAPF-2 and their combinations with cyclophosphamide (CF) was studied on two models of metastatic solid tumors: LL carcinoma and B-16 melanoma in BDFi mice. In the experimental and control groups of mice, the average number of lung metastases was determined and the percentage inhibition of metastases was calculated: IIM = ((No-N к ) / (N к )) χ l00. Statistical processing of the results of the study was carried out according to Student. The results were considered reliable at p <0.05. The results obtained are presented in Table 1. (Experimental evaluation of antitumor drugs in the USSR and
США" под редакцией З.П. Софьиной, А.Б. Сыркина (СССР), А. Голдина, А. Kляйнa(CШA) Москва, "Медицина", 1980 г., стр. 76-86.) ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Таблица 1USA "edited by Z. P. Sof'ina, A. B. Syrkin (USSR), A. Goldin, A. Klein (USA) Moscow," Medicine ", 1980, pp. 76-86.) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Table 1
Антиметастатическая активность HAПФ-1 и HAПФ-2Antimetastatic activity of HAPF-1 and HAPF-2
Данные в отношении противоопухолевой активности НАПФ, которая определялась в соответствии с методикой, раскрытой в ((Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и CШA» под редакцией З.П.Data on the antitumor activity of NAPF, which was determined in accordance with the methodology disclosed in ((Experimental evaluation of antitumor drugs in the USSR and the USA) edited by Z. P.
Софьиной, А.Б. Сыркина (СССР), А. Голдина, А. Кляйна (США) Москва,Sof'ina, A.B. Syrkina (USSR), A. Goldin, A. Klein (USA) Moscow,
"Медицина", 1980 г., стр. 73) приведены на Фиг. 1 и 2."Medicine", 1980, p. 73) are shown in FIG. 1 and 2.
На Фиг. 1 показано усиление антилейкемической активности (увеличение продолжительности жизни (ILS,%) мышей линии BDF-I с лейкемией P-388) циклофосфамида (ЗОмг/кг; 1; 6 сутки) при его комбинации с HAПФ-1 (30 мг/кг; 1-6 сутки) и HAПФ-2 (ЗОмг/кг; 1-6 сутки).In FIG. 1 shows an increase in antileukemic activity (increase in life expectancy (ILS,%) of BDF-I mice with P-388 leukemia) cyclophosphamide (SOMg / kg; 1; 6 days) when combined with HAPP-1 (30 mg / kg; 1 -6 days) and HAPF-2 (ZOMg / kg; 1-6 days).
На Фиг.2 приведены результаты по увеличению хемосенсибилизирующего эффекта HAПФ-1 и HAПФ-2 (% излеченных мышей линии BDF-I с лейкемией P-388) при их комбинации с циклофосфамидом (разовые дозы и режимы введения - как на Фиг. 1).Figure 2 shows the results of an increase in the chemosensitizing effect of HAPF-1 and HAPF-2 (% of cured BDF-I mice with P-388 leukemia) when combined with cyclophosphamide (single doses and administration modes as in Fig. 1).
Пример 7Example 7
В опытах iп vivо крысам линии Вистар внутривенно вводили HAПФ-1 или НГ (нитроглицирин) в эквимолярных дозах (2,6 х 10"5 мМ/кг). Гемодинамику характеризовали значениями артериального давления (АД) и частоты сердечных сокращений (ЧСС). Полученные нормированные значения приведены в Таблице 2.In ipviv experiments, Wistar rats were intravenously injected with HAPF-1 or NG (nitroglycerin) at equimolar doses (2.6 x 10 "5 mM / kg). Hemodynamics was characterized by blood pressure (BP) and heart rate (HR). normalized values are given in Table 2.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Таблица 2SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) table 2
Влияние доноров NO на нормированные значения показателей гемодинамики у крыс в условиях iп vivоThe effect of NO donors on normalized values of hemodynamic parameters in rats under ip vivo conditions
Изучено влияние внутривенного введения доноров NO на длительность снижения артериального давления у крыс в условиях iп vivо (Фиг. 3).The effect of intravenous administration of NO donors on the duration of a decrease in blood pressure in rats was studied under ip vivo conditions (Fig. 3).
Нитроксипроизводное фуллерена в широком диапазоне концентраций слабо действует на длительность снижения артериального давления и значительно (в два-три раза) сокращает этот показатель по сравнению с нитроглицерином.The nitroxy derivative of fullerene in a wide range of concentrations weakly affects the duration of a decrease in blood pressure and significantly (two to three times) reduces this indicator compared to nitroglycerin.
Данные получены в сериях из 6 опытов и результаты представлены на Фиг. 3.The data were obtained in a series of 6 experiments and the results are presented in FIG. 3.
Пример 8Example 8
Общепринятой методикой [Писаренко О. И., Шульженко В. С, Студнева И. M., Тимошин А. А. // Кардиология. - 2004. 44 (4) - С. 65-70] изучено влияние HAПФ-1 на функции левого желудочка изолированного сердца крыс и коронарных сосудов при концентрации HAПФ-1 3,5 х 10"5 M. Полученные нормированные значения давления (Д), развиваемого левым желудочком, интенсивности сокращений (ИС) и коронарного потока (КП) приведены в Таблице 3.The generally accepted methodology [Pisarenko O. I., Shulzhenko V. S, Studneva I. M., Timoshin A. A. // Cardiology. - 2004. 44 (4) - S. 65-70] studied the effect of HAPF-1 on the functions of the left ventricle of the isolated heart of rats and coronary vessels at a concentration of HAPF-1 3.5 x 10 "5 M. The normalized pressure values obtained (D) developed by the left ventricle, the intensity of contractions (IS) and coronary flow (CP) are shown in Table 3.
Таблица 3Table 3
Изменения функциональных характеристик левого желудочка и интенсивности коронарного потока под влиянием доноров NOChanges in the functional characteristics of the left ventricle and the intensity of the coronary flow under the influence of NO donors
Достоверность различий подтверждена критерием Стьюдента при P<0,05.The significance of differences is confirmed by Student's criterion at P <0.05.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
ЛИТЕРАТУРАSUBSTITUTE SHEET (RULE 26) LITERATURE
1. Rоmапоvа V. S., V. А. Тsугуаркiп, Yu. I. Lуакhоvеtsку, Z.N. Раrпеs М.Е. VоГрiп. Addition of amino acids and dipeptides to fullerene C60 gjviпg risе tо mопоаdduсts. - Russiап Сhеm. BuIl., 1994, vol.6, pp.1090-1091. 2. Токuуаmа H., Nакаmuга S ., Nакаmuга E . Рhоtоiпduсеd biосhеmiсаl асtivitу оf fullerene саrbохуliс асid. - J. Am. Сhеm. Sос, 1993, vоl.l 15, рр. 7918.1. Romapova VS, V. A. Tsuguarkip, Yu. I. Luhovetsku, ZN Ropes M.E. VOGRIP. Addition of amino acids and dipeptides to fullerene C 60 gjviпg risе to mopoadduсts. - Russiap Chem. BuIl., 1994, vol. 6, pp. 1090-1091. 2. Tokuuama H., Nakamuga S., Nakamuga E. Rhotoipduced bioshemisal activitof fullerene sarbohulis asid. - J. Am. Chem. Sos, 1993, vol.l 15, pp. 7918.
3. Коtеlпiкоvа R. А., Коtеlпiкоv A.I., Воgdапоv G. N., Rоmапоvа V. S., Кulеshоvа E. F., Раmеs Z. N., VоГрiп М.Е. Меmbrапоtгорiс рrореtiеs оf thе wаtеr sоlublе аmiпо асid апd рерtid dеrivаtivеs оf fullerene C60. // FEBS Lеttеrs. - 1996. 389. - P. 111-114.3. Kotelpikova R. A., Kotelpikov AI, Vgdapov GN, Rampapova VS, Kuleshov EF, Rams ZN, Vogrep M.E. Меmbrapotgoris роrеtеs оf thе wаther sоluble аmіpо аsid аpd reрtid derivative оf fullerene C 60 . // FEBS Letters. - 1996. 389. - P. 111-114.
4. Фрог E.C., Котельникова P.A., Богданов Г.H., Штолько В. H., Файнгольд И.И., Кущ A.A., Федорова H.E., Меджидова A.A., Романова В. С. Влияние аминокислотных производных фуллерена C60 на развитие цитомегаловирусной инфекции. // Технологии живых систем. - 2006. 3. 2. - С. 42-46.4. Frog EC, Kotelnikova PA, Bogdanov G.N., Shtolko V. H., Fayngold II, Kushch AA, Fedorova HE, Medzhidova AA, Romanova VS The influence of amino acid derivatives of fullerene C 60 on the development of cytomegalovirus infection . // Technologies of living systems. - 2006. 3. 2. - S. 42-46.
5. Nаkаmurа E., Токuуаmа H., Yаmаgо S., Shiгакi Т., Sugiurа Y. Вiоlоgiсаl асtivitу оf wаtеr-sоlublе fullеrепеs. Struсturаl dependence of DNA сlеаvаgе, суtоtохiсitу, апd епzуmе iпbibitоrу асtivitiеs iпсludiпg НГV-рrоtеаsе iпhibitiоп. // BuIl. Сhеm. Sос. Jарап. - 1996. 69. - P. 2143-2151. 6. Сыренский А. В., Галагудза M. M., Егорова E. И. Артериальная гипертензия, 2004, 10 (3), 15-20.5. Nakamura E., Tokuuama H., Yamago S., Shigaki T., Sugiura Y. Biological assistance of a full-class. Structural dependence of DNA is cleavage, complete, upgrade, testability, testability, and NGV-testability. // BuIl. Chem. Soc. Jarap. - 1996. 69. - P. 2143-2151. 6. Syrensky A. V., Galagudza M. M., Egorova E. I. Arterial hypertension, 2004, 10 (3), 15-20.
7. Коновалова Н.П. Доноры монооксида азота в экспериментальной химиотерапии опухолей //Технологии живых систем. -2004. 1. 3.- C.42-48.7. Konovalova N.P. Nitrogen Monoxide Donors in Experimental Tumor Chemotherapy // Living Systems Technologies. 2004. 1. 3.- C. 42-48.
8. Писаренко О. И., Серебрякова Л. И., Студнева И. M., Цкитишвили О. В. // Бюлл. эксп. биол. мед. - 2006. 141 (3) - С. 267 -269.8. Pisarenko O. I., Serebryakova L. I., Studneva I. M., Tskitishvili O. V. // Bull. exp biol. honey. - 2006.141 (3) - S. 267 -269.
9. Писаренко О. И., Шульженко В. С, Студнева И. M., Тимошин А. А. // Кардиология. - 2004. 44 (4) - С. 65 -70.9. Pisarenko O. I., Shulzhenko V. S, Studneva I. M., Timoshin A. A. // Cardiology. - 2004.44 (4) - S. 65 -70.
10. ((Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и CШA» под редакцией З.П. Софьиной, А.Б. Сыркина (СССР), А. Голдина, А. Кляйна (США) Москва, "Медицина", 1980 г.,10. ((Experimental evaluation of anticancer drugs in the USSR and the USA) edited by Z. P. Sof'ina, A. B. Syrkin (USSR), A. Goldin, A. Klein (USA) Moscow, "Medicine", 1980,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)