2-фторкордицепин: химико-ферментативный синтез и изучение цитотоксичности in vitro

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложены и реализованы два метода получения 2-фторкордицепина: химический синтез из 2 -фтораденозина c выходом 34% и химико-ферментативный синтез с выходом 66%, включающий получение 3-дезоксиэритропентофуранозо-1-фосфата и последующее трансгликозилирование с помощью пуриннуклеозидофосфорилазы E. сoli. Проведена оценка цитотоксической активности 2-фторкордицепина in vitro. Показано, что 2-фторкордицепин проявляет антиметаболический эффект в отношении ряда опухолевых клеточных линий (Jurkat, Raji, MCF-7, THP-1, U937, A549, LS174T), что позволяет рассматривать это соединение в качестве перспективного кандидата для дальнейшего изучения in vivo

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. О. Арнаутова

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН; ФГБУН “Институт молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10; 119991, г. Москва, ул. Вавилова, 32

К. В. Антонов

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Е. А. Зорина

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

М. А. Симонова

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

А. С. Парамонов

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

О. С. Жукова

Институт экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра им. Н.Н. Блохина

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 119334 Москва, ул. Косыгина, 4к1

M. В. Киселевский

Институт экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра им. Н.Н. Блохина

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 119334 Москва, ул. Косыгина, 4к1

А. Л. Каюшин

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

И. В. Фатеев

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Е. В. Дорофеева

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Б. З. Елецкая

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

М. Я. Берзина

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

О. С. Смирнова

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Т. В. Егорова

Московский педагогический государственный университет

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 119435 Москва, ул. Малая Пироговская, 1с1

Р. С. Есипов

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

А. И. Мирошников

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

И. Д. Константинова

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Список литературы

  1. Cunningham K., Manson, W., Spring F., Hutchinson S. // Nature. 1950. V. 949. P. 166.
  2. Chen Y. J. // Life Sci. 1997. V. 60. P. 2349–2359. https://doi.org/10.1016/S0024-3205(97)00291-9
  3. Ng T.B., Wang H.X. // J. Pharm. Pharmacol. 2005. V. 57. P. 1509–1519. https://doi.org/10.1211/jpp.57.12.0001
  4. Chu C. K., Baker D. C. // Nucleosides and Nucleotides as Antitumor and Antiviral Agents / Eds. Plenum Press: New York, 1993.
  5. Herdewijn, P. // Modified Nucleosides in Biochemistry, Biotechnology and Medicine / Ed. Wiley-VCH: Weinheim, 2008.
  6. Thomadaki H., Scorilas A., Tsiapalis C.M., Havredaki M. // Cancer Chemother Pharmacol. 2008. V. 61. P. 251–265. https://doi.org/10.1007/s00280-007-0533-5
  7. Shao L.W., Huang L.H., Yan S., Jin J.D., Ren S.Y. // Oncol. Lett. 2016. V. 12. P. 995–1000. https://doi.org/10.3892/ol.2016.4706
  8. Zhou Y., Guo Z., Meng, Q., Lu J., Wang N., Liu H., Liang Q., Quan Y., Wang D., Xie J. // Anti-Cancer Agents Med. Chem. 2017. V. 17. P. 143–149. https://doi.org/10.2174/1871520616666160526114555
  9. Lee H.H., Jeong J.-W., Lee J.H., Kim G.-Y., Cheong J., Jeong Y.K., Yoo Y.H., Choi Y.H. // Oncol. Rep. 2013. V. 30. P. 1257–1264. https://doi.org/10.3892/or.2013.2589
  10. Yamamoto K., Shichiri H., Uda A., Yamashita K., Nishioka T., Kume M., Makimoto H., Nakagawa T., Hirano T., Hirai M // Phytother. Res. 2015. V. 29. P. 707– 713. https://doi.org/10.1002/ptr.5305
  11. Hwang J.-H., Joo J.C., Kim D.J., Jo E., Yoo H.-S., Lee K.-B., Park S.J., Jang I.-S. // Am. J. Cancer Res. 2016. V. 6. P. 1758. https://doi.org/2156-6976/ajcr0035711
  12. Joo J.C., Hwang J.H., Jo E., Kim Y.-R., Kim D.J., Lee K.-B., Park S.J., Jang I.-S. // Oncotarget 2017. V. 8. P. 12211–12224. https://doi.org/10.18632/oncotarget.14661
  13. Hwang J.H., Park S.J., Ko W.G., Kang S.-M., Lee D.B., Bang J., Park B.-J., Wee C.-B., Kim D.J., Jang I.-S. // Am. J. Cancer Res. 2017. V. 7. P. 417. https://doi.org/2156-6976/ajcr005071
  14. Tao X., Ning Y., Zhao X., Pan T. // J. Pharm. Pharmacol. 2016. V. 68. P. 901–911. https://doi.org/10.1111/jphp.12544
  15. Zhang C., Zhong Q., Zhang X., Hu D., He X., Li Q., Feng T. // J. Chin. Med. Mater. 2015. V. 38. P. 786–789.
  16. Lee D., Lee W.-Y., Jung K., Kwon Y.S., Kim D., Hwang G.S., Kim C.-E., Lee S., Kang K.S. // Biomolecules 2019. V. 9. P. 414. https://doi.org/10.3390/biom9090414
  17. Tian T., Song L., Zheng Q., Hu X., Yu R. // Pharm. Mag. 2014. V. 10. P. 325–331. https://doi.org/10.4103/0973-1296.137374
  18. Ko B.-S., Lu Y.-J., Yao W.-L., Liu T.-A., Tzean S.-S., Shen T.-L., Liou J.-Y. // PLoS ONE. 2013. V. 8. e76320. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0076320
  19. Liao Y., Ling J., Zhang G., Liu F., Tao S., Han Z., Chen S., Chen Z., Le H. // Cell Cycle 2015. V. 14. P. 761–771. https://doi.org/10.1080/15384101.2014.1000097
  20. Baik J.-S., Mun S.-W., Kim K.-S., Park S.-J., Yoon H.-K., Kim D.-H., Park M.-K., Kim C.-H., Lee Y.-C. // J. Microbiol. Biotechnol. 2016. V. 26. P. 309–314. https://doi.org/10.4014/jmb.1507.07090
  21. Li Y., Li R., Zhu S., Zhou R., Wang L., Du J., Wang Y., Zhou B., Ma, L. // Oncol. Lett. 2015. V. 9. P. 2541–2547. https://doi.org/10.3892/ol.2015.3066
  22. Lee S.-J., Moon G.-S., Jung K.-H., Kim W.-J., Moon S.-K. // Food Chem. Toxicol. 2010. V. 48. P. 277– 283. https://doi.org/10.1016/j.fct.2009.09.042
  23. Lee S.-J., Kim S.-K., Choi W.-S., Kim W.-J., Moon S.-K. // Arch. Biochem. Biophys. 2009. V. 490. P. 103–109. https://doi.org/10.1016/j.abb.2009.09.001
  24. Kuchta R.D. // Curr. Protocols Chem. Biol. 2010. V. 2. P. 111–124. https://doi.org/10.1002/9780470559277.ch090203
  25. Klenow H. // Biochim. Biophys. Acta 1963. V. 76. P. 347–353.
  26. Rottman F., Guarino A.J. // Biochim. Biophys. Acta. 1964. V. 89. P. 465–472.
  27. Holbein S., Wengi A., Decourty L., Freimoser F.M., Jacquier A., Dichtl B. // RNA. 2009. V. 15. P. 837–849. https://doi.org/10.1261/rna.1458909
  28. Horowitz B., Goldfinger B.A., Marmur J. // Arch. Biochem. Biophys. 1976. V. 172. P. 143–148. https://doi.org/10.1016/0003-9861(76)90059-x
  29. Müller W.E., Seibert G., Beyer R., Breter H.J., Maidhof A., Zahn R.K. // Cancer Res. 1977. V. 37. P. 3824–3833.
  30. Müller W.E., Weiler B.E., Charubala R., Pfleiderer W., Leserman L., Sobol R.W., Suhadolnik R.J., Schröder // Biochemistry. 1991. V. 30. P. 2027–2033. https://doi.org/10.1021/bi00222a004
  31. Rose R. // N Engl J Med. 1999. V. 340. P. 115–126. https://doi.org/10.1056/NEJM199901143400207
  32. Kim H.G., Shrestha B., Lim S.Y., Yoon D.H., Chang W.C., Shin D.J., Han S.K., Park S.M., Park J.H., Park H.I., Sung J.M., Jang Y., Chung N., Hwang K.C., Kim T.W. // Eur J Pharmacol. 2006. V. 545. P. 192–199. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2006.06.047
  33. Nair C.N., Panicali D.L. // J Virol. 1976. V. 20. P. 170–176. https://doi.org/10.1128/JVI.20.1.170-176.1976
  34. Richardson L.S., Ting R.C., Gallo R.C., Wu A.M. // Int. J. Cancer. 1975. V. 15. P. 451–456. https://doi.org/10.1002/ijc.2910150311
  35. Hashimoto K., Simizu B. // Arch Virol. 1976. V. 52. P. 341–345. https://doi.org/10.1007/BF01315623
  36. Leinwand, L., Ruddle, F.H. // Science. 1977. V. 197. P. 381–383. https://doi.org/10.1126/science.17919
  37. Person A., Ben-Hamida F., Beaud G. // Nature 1980. V. 287. P. 355–357. 0.1038/287355a0
  38. Amgad M. Rabie // ACS Omega. 2022. V. 7. P. 2960– 2969. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c05998
  39. Ramesh T., Yoo S.-K., Kim S.-W., Hwang S.-Y., Sohn S.H., Kim I. W., Kim S.-K. // Exp. Gerontol. 2012. V. 47. P. 979–987. https://doi.org/10.1016/j.exger.2012.09.003
  40. Niida A., Hiroko,T., Kasai M., Furukawa Y., Nakamura Y., Suzuki Y., Sugano S., Akiyama T. // Oncogene. 2004. V. 23. P. 8520–8526. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1207892
  41. Qin P., Li X.-K., Yang H., Wang Z.-Y., Lu D.-X. // Molecules. 2019. V. 24. P. 2231. https://doi.org/10.3390/molecules24122231
  42. Li B., Hou Y., Zhu M., Bao H., Nie J., Zhang G.Y., Shan L., Yao Y., Du K., Yang H., Li M., Zheng B., Xu X., Xiao C., Du J. // Int. J. Neuropsychopharmacol. 2016. V. 19. P. 1–11. https://doi.org/10.1093/ijnp/pyv112
  43. Ahn Y.J., Park S.J., Lee S.G., Shi S.C., Choi D.H. // J. Agric. Food Chem. 2000. V. 48. P. 2744–2748. https://doi.org/10.1021/jf990862n
  44. Dong Y., Jing T., Meng Q., Liu C., Hu S., Ma Y., Liu Y., Lu J., Cheng Y., Wang D., Teng L. // Biomed. Res. Int. 2014, V. 2014. 160980. https://doi.org/10.1155/2014/160980
  45. Shin S., Lee S., Kwon J., Moon S., Lee C.K., Cho K., Ha N.J., Kim K. // Immune Netw. 2009. V. 9. P. 98–105. https://doi.org/10.4110/in.2009.9.3.98
  46. Yun Y.H., Han S.H., Lee S.J., Ko S.K., Lee C.K., Ha N.J., Kim K.J. // Nat. Prod. Sci. 2003. V. 9. P. 291–298.
  47. Lee H.J., Burger P., Vogel M., Friese K., Bruning A. // Investig. New Drugs. 2012. V. 30. P. 1917–1925. https://doi.org/10.1007/s10637-012-9859-x
  48. Lui J.C., Wong J.W., Suen Y.K., Kwok T.T., Fung K.P., Kong S.K. // Arch. Toxicol. 2007. V. 81. P. 859–865. https://doi.org/10.1007/s00204-007-0214-5
  49. Dalla Rosa, L. da Silva A.S., Gressler L.T., Oliveira C.B., Dambros M.G., Miletti L.C., Franca R.T., Lopes S.T., Samara Y.N., da Veiga M.L., Monteiro S. G. // Parasitology. 2013. V. 140. P. 663–671. https://doi.org/10.1017/S0031182012001990
  50. Hassan S. El Khadem, El Sayed H. El Ashry // Carbohydr. Research, 1973. V. 29, Issue 2. P. 525–527. https://doi.org/10.1016/S0008-6215(00)83043-8
  51. Tsai Y.J., Lin L.C., Tsai T.H. // J. Agric. Food Chem. 2010. V. 58. P. 4638–4643. https://doi.org/10.1021/jf100269g
  52. Dickinson M., Holly F. // J. Med. Chem. 1967. V. 275. P. 1165−1167. https://doi.org/10.1021/jm00318a042
  53. Gillerman I., Fischer B. // J. Med. Chem. 2011. V. 54. P. 107−121. https://doi.org/10.1021/jm101286g
  54. Vodnala S.K., Lundback T., Yeheskieli E., Sjoberg B., Gustavsson A.L., Svensson R., Olivera G.C., Eze A.A., de Koning H.P., Hammarstrom L.G., Rottenberg M.E. // J. Med. Chem. 2013. V. 56. P. 9861–9873. https://doi.org/10.1021/jm401530a
  55. Denisova A.O., Tokunova Y.A., Fateev I.V., Breslav A.A., Leonov V.N., Dorofeeva E.V., Lutonina O.I., Muzyka I. S., Esipov R.S., Kayushin A.L., Konstantinova I.D., Miroshnikov I.A., Stepchenko V.A., Mikhailopulo I.A. // Synthesis. 2017. V. 49. P. 4853–4860. https://doi.org/10.1055/s-0036-1590804
  56. Robins M.J., Wilson J.S., Madej D., Low N.H., Hansske F., Wnuk S.F. // J. Org. Chem. 1995. V. 60. P. 7902−7908. https://doi.org/10.1021/jo00129a034
  57. Berzin V. B., Dorofeeva E. V., Leonov V. N., Miroshnikov A. I. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2009. P. 193– 196. https://doi.org/10.1134/s1068162009020071
  58. Hori N., Watanabe M., Sunagawa K., Uehara K., Mikami Y. // J. Biotechnol., 1991. V. 17. P. 121–131. https://doi.org/10.1016/0168-1656(91)90003-E
  59. Bzowska A., Kulikowska E., Shugar D. // Pharmacol. Ther., 2000. V. 88. P. 349–425. https://doi.org/10.1016/s0163-7258(00)00097-8
  60. Taran S.A., Verevkina K.N., Feofanov S.A., Miroshnikov A.I. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2009. V. 35. P. 739–745. https://doi.org/10.1134/S1068162009060107
  61. Del Arco J., Fernández-Lucas J. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018. V. 102. P. 7805–7820. https://doi.org/10.1007/s00253-018-9242-8
  62. Xu L., Li H.M., Lin J. // World J. Microbiol. Biotechnol. 2023. V. 39. P. 286. https://doi.org/10.1007/s11274-023-03721-1
  63. Zlatev I., Vasseur J.-J., Morvan F. // Tetrahedron Lett. 2008. V. 49. P. 3288–3290. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2008.03.079
  64. Fathi R., Jordan F. // J. Org. Chem. 1986. V. 51. P. 4143–4146. https://doi.org/10.1021/jo00372a008
  65. Esipov R.S., Gurevich A.I., Chuvikovsky D.V., Chupova L.A., Muravyova T.I., Miroshnikov A.I // Protein Expr. Purif. 2002. V. 24. P. 56–60. https://doi.org/10.1006/prep.2001.1524

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Аденозин, кордицепин и 2-фтор-кордицепин.

Скачать (284KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема реакции трансгликозилирования 2-F-Ado и 3-dIno в синтезе 2-фторкордицепина.

Скачать (422KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема синтеза 2-F-3-dAdo, где (a) – α-ацетоксиизобутирилбромид/МeCN, (b) – H2/Pd, (c) – NH3, CH3OH.

Скачать (580KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема синтеза соединения (VI), где (a) – H2SO4, ацетон, H2O, (b) – толуоилхлорид, пиридин, (c) – тиокарбонилдиимидазол, ДМАП, MeCN, (d) – диметилфосфит, перекись бензоила, диоксан, (e) – уксусная кислота, вода, (f) – ацетилбромид, ангидрид уксусной кислоты, диоксан, H3PO4, (g) – H3PO4, Bu3N, (h) – LiOH, H2O.

Скачать (995KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схема синтеза 2-F-3-dAdo.

Скачать (510KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Динамика накопления нуклеозида (IV) в зависимости от соотношения 2-F-Ado к 1-P-3-dRib.

Скачать (626KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость конверсии 2-F-Ado в соединение (IV) (168 ч) от значения рН калий-фосфатного буфера.

Скачать (289KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимость конверсии 2-F-Ado в соединение (IV) (120 ч) от температуры реакционной смеси.

Скачать (273KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Зависимость конверсии 2-F-Ado в соединение (IV) (120 ч) от концентрации PNP.

Скачать (320KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Динамика накопления 2-F-3-dAdo.

Скачать (268KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Кривые зависимости выживаемости клеток различных линий от концентраций 2-F-3-dAdo и 3-dAdo.

Скачать (2MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025