Введение к работе
Актуальность исследования. Аденозин и его производные играют важную роль во многих биохимических процессах. Аденозин и 2'-дезоксиаденозин входят в состав РНК и ДНК. Из тРНК выделено более 20 минорных адениновых нуклеозидов, таких как Ж1-метиладенозин, N6- метиладенозин, 2'-0-метиладенозин, 2'-0-Р-0-рибофуранозиладенозин, N-изопентениладенозин и другие. ATP и ADP играют исключительно важную роль в энергетическом обмене во всех живых организмах. ,S-Аденозилметионин принимает участие в реакциях переноса метильных групп, а кофермент А - в реакциях переноса ацильных групп. Никотинамидадениндинуклеотид (НАД) - кофермент, присутствующий во всех живых клетках, входит в состав ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции. Важными метаболитами НАД являются поли(АDP- рибоза) и цикло(АDP-рибоза). 2'-5'-Олигоаденилаты являются медиаторами антивирусного действия интерферона.
Еще одной биологически важной группой адениновых производных являются цитокинины. Классифицируют два типа цитокининов: ароматические - 6-бензиламинопурин, тополины, кинетин, и алифатические - N^-изопентениладенин, цис- и транс-зеатины. Цитокинины обладают многообразным физиологическим действием на растения. Биосинтез цитокининов включает введение изопренильного остатка в 6-ое положение AMP, ADP и ATP с помощью аденозинфосфат-изопентенилтрансферазы, последующее дефосфорилирование осуществляется фосфатазой, и гидролиз N-гликозидной связи - пуриннуклеозидфосфорилазой. Поэтому соответствующие N6 -замещенные рибонуклеозиды также проявляют цитокининовую активность (H.Sakakibara Annu. Rev. Plant Biol. 2006, 57, 431). Также известно, что N6 -замещенные аденозины обладают выраженной противоопухолевой активностью (Vollera J. et al Phytochemistry 2010, 71, 1350-1359; Ottria R. Bioorg. Med. Chem. 2010, 18, 8396-8402). Вышесказанное свидетельствует об актуальности и важности получения цитокининовых нуклеозидов и изучения их биологической активности.
Целью работы являлся синтез и изучение биологических свойств известных и новых N6- замещенных аденозинов. В ходе работы решались следующие задачи:
разработка удобного региоселективного метода алкилирования Л^-ацетил-2',3',5'-три-0- ацетиладенозина;
препаративный синтез Лй-ацетил-2',3',5'-три-О-ацетиладенозина;
синтез ^-замещенных аденинов;
синтез пропаргилзамещенных пуриновых нуклеозидов и изучение их реакций, катализируемых одновалентной медью;
изучение цитокининовой и цитотоксической активности полученных соединений.
Научная новизна и практическая значимость работы. Разработан препаративный метод синтеза Л^-ацетил-2',3',5'-три-0-ацетиладенозина. Показано, что это соединение региоселективно алкилируется с образованием Л^-замещенных производных. Предложенный новый подход позволяет синтезировать широкий ряд Л^-производных аденозина, исходя из галоидных алкилов и спиртов. Предложен простой способ синтеза Л^-замещенных аденинов кислотным гидролизом соответствующих защищенных нуклеозидов. Показана возможность использования пропаргильных производных пуриновых нуклеозидов для их дальнейшей модификации [3+2]- циклоприсоединением с азидами и реакциями с аллилбромидами, катализируемыми одновалентной медью. В ходе работы синтезировано 34 новых соединений, структура которых подтверждена данными масс-спектрометрии, УФ- и ЯМР-спектроскопии. Исследовано цитотоксическое действие полученных нуклеозидов на раковые клетки in vitro. Наиболее активными оказались Л6-(гекс-5 -ен-2-инил)аденозин и -метилгепт-5-ен-2-инил)аденозин,
активность которых выше, чем у Л^-изопрениладенозина, и сравнима с активностью известного препарата гемцитабина.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на XXIII зимней молодежной школе-конференции Института биоорганической химии им. академиков Ю.А. Овчинникова и М.М. Шемякина РАН (Москва, 7-10 февраля 2011), на научно- практической конференции «Биологически активные вещества: фундаментальные и прикладные вопросы получения и применения» (Крым, Украина, 23-28 мая 2011 года), на XV международном симпозиуме по химии компонентов нуклеиновых кислот (Cesky Krumlov, Czech Republic, June 510, 2011), на VII съезде общества физиологов растений России (Нижний Новгород, 4-10 июля 2011), на VII-ой международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, Беларусь, 26-28 октября 2011) и на научной конференции молодых ученых ИМБ РАН (Москва, 30 октября 2012).
Публикации По материалам диссертации опубликовано 3 статьи и 5 тезисов докладов.
Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы ( наименований). Работа изложена на страницах, включает рисунков, схем и таблиц.