Φαρμακοχημική Ανάπτυξη Νέων Βιοδραστικών Κινναμόϋλο Παραγώγων
Creators: name: Φωτόπουλος, Ιωάννης Αναστασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Κινναμωμικά Παράγωγα
Υβριδικές Ενώσεις
Αντιφλεγμονώδης Δράση – Αναστολείς Λιποξυγονάσης
Cinnamic Acid Derivatives
Hybrid Compounds
Anti-inflammatory Activity – Lipoxygenase Inhibitors

description: Στη βιβλιογραφία αναφέρεται εκτενώς ο σχεδιασμός υβριδικών μορίων που περιλαμβάνουν στο δομικό τους σκελετό τις φαρμακοφόρους ομάδες από τουλάχιστον δύο ομάδες φαρμακομορίων, έτσι ώστε το υβριδικό μόριο να συνδυάζει τις θεραπευτικές ιδιότητες των μητρικών μορίων, αλλά επίσης να εμφανίζει καλύτερο προφίλ. Στην παρούσα εργασία έγινε προσπάθεια συνδυασμού σε ένα υβριδικό μόριο, του κινναμωμικού σκελετού και ομάδων – δοτών μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ). Η επιλογή αυτών των δομικών ομάδων έγινε καθώς τα κινναμωμικά οξέα εμφανίζουν πληθώρα βιολογικών δράσεων και ήδη στην κλινική πρακτική έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται ενώσεις που φέρουν ομάδες – δότες ΝΟ. Στην παρούσα εργασία, συντέθηκαν δύο ομάδες ενώσεων. Η πρώτη ομάδα αποτελεί υβριδικούς εστέρες κινναμωμικών οξέων με την 2 – νιτροξυ – αιθανόλη. Για τη σύνθεσή τους χρησιμοποιήθηκαν διάφορα α,β – ακόρεστα καρβοξυλικά οξέα (κινναμωμικά οξέα) τα οποία έχουν μελετηθεί παλαιότερα από το εργαστήριό μας ως αναστολείς της λιποξυγονάσης. Η δεύτερη ομάδα αποτελεί υβριδικά αμίδια των επιλεγμένων α,β – ακόρεστων καρβοξυλικών οξέων με την αργινίνη. Ο χαρακτηρισμός των ενώσεων έγινε με προσδιορισμό των φυσικοχημικών τους χαρακτηριστικών αλλά και με τη λήψη φασμάτων. Η λιποφιλικότητα των μορίων προσδιορίστηκε τόσο θεωρητικά με το πρόγραμμα Bioloom, όσο και πειραματικά με τη μέθοδο της χρωματογραφίας αντίστροφης φάσης (ως τιμές RM). Ο σχεδιασμός των ενώσεων στηρίχθηκε στα αποτελέσματα της 2D-QSAR ανάλυσης και των μελετών πρόσδεσης. Οι συντιθέμενες ενώσεις αξιολογήθηκαν ως προς τη βιολογική τους δράση τόσο in vitro όσο και in vivo. Συγκεκριμένα εκτελέστηκαν οι παρακάτω δοκιμασίες: α)Αναστολή της λιπιδικής οξείδωσης του λινελαϊκού οξέος. β)Αναστολή της λιποξυγονάσης φυτικής προέλευσης γ)Αναστολή της κυκλοξυγονάσης – 2 δ)Ικανότητα να δρούν σαν δότες ΝΟ ε)Έλεγχος σταθερότητας τους στ) Αναστολή της εμφάνισης οιδήματος που επάγεται από την καραγενίνη, σε άκρο πέλματος ποντικιών. Από τα αποτελέσματα των πειραμάτων, προκύπτει πως οι εστέρες είναι γενικώς πιο δραστικοί από τα αμίδια όσον αφορά στη μελέτη αναστολής της λιπιδικής υπεροξείδωσης Όλες οι ενώσεις εμφάνισαν μέτρια δραστικότητα στην αναστολή της λιποξυγονάσης με εξαίρεση το παράγωγο JF3b που ήταν το δραστικότερο με τιμή IC50 = 51 μΜ. Το παράγωγο αυτό, από μελέτες πρόσδεσης, φαίνεται πως προσδένεται σε λιπόφιλη κοιλότητα του ενζύμου και πιθανώς εμποδίζει το υπόστρωμα να προσεγγίσει το ενεργό κέντρο. Κανένα από τα εξεταζόμενα μόρια δεν εμφάνισε δραστικότητα επί της αναστολής της κυκλοξυγονάσης - 2, με εξαίρεση το παράγωγο CAd για το οποίο προσδιορίστηκε η τιμή IC50 = 82.5 μΜ. Το παράγωγο αυτό εμφανίζει παρόμοιο τρόπο πρόσδεσης με τον ειδικό αναστολέα του ενζύμου, SC558, κάτι που εξηγεί και τη δραστικότητά του. Από το πείραμα σταθερότητας προκύπτει πως τα μόρια είναι σταθερά, ενώ από το πείραμα απελευθέρωσης ΝΟ φαίνεται πως οι εξεταζόμενοι εστέρες εμφανίζουν μέτρια δραστικότητα με εξαίρεση το παράγωγο JF4a (89%) που εμφανίζεται ως ισχυρότερος δότης ΝΟ από την ένωση αναφοράς (53%). Τέλος, από τα πειράματα αναστολής του οιδήματος σε άκρα μυών επαγόμενο από την καραγενίνη, προκύπτει πως το παράγωγο JF3b είναι το δραστικότερο (64.8%) Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν τον αρχικό σχεδιασμό.
description: The design and evaluation of a plethora of hybrid compounds has emerged as one of the main research aspects of today’s bibliography. This is due to the fact that the hybrid compounds exhibit a better profile, compared to the parent compounds, by combining the pharmacophore groups of the parent drugs into a single molecule. The present work focused on combining the cinnamic acid moiety and a nitric oxide (NO) – donor moiety in a single molecule. These two moieties were selected because of the many biological actions they present. This work is divided in two parts. The first part consists of the synthesis of hybrid esters of cinnamic acids and 2 – nitroxyethanol. The second part consists of the synthesis of hybrid amides of cinnamic acids and L – Arginine. The selected cinnamic acids used as starting materials, were previously evaluated by our group as lipoxygenase inhibitors, antioxidant and anti-inflammatory agents. All the synthesised compounds were characterised by their physicochemical properties and by their spectroscopic data. The lipophilicity of the compounds was calculated as clogP values via the Bioloom and C – QSAR programmes, and experimentally determined implementing reverse – phase thin layer chromatography (given as RM values). The design of the compounds was based on 2D-QSAR analysis and modelling studies.The biological evaluation of the final products was determined by performing the following assays: i)Inhibition of lipid peroxidation of linoleic acid, ii)Inhibition of soybean lipoxygenase, iii)Inhibition of cycloxygenase – 2, iv)Stability in vitro, v)Inhibition of carrageenan – induced mouse paw oedema. The test results show that the tested esters are more potent in inhibiting the lipid peroxidation of linoleic acid, compared to the amides tested. The most active derivatives are JF1a (86%) and CAc (86.5%). The only amide that exhibited satisfactory activity is JF3b (57.9%). All the tested compounds showed median activity in the lipoxygenase inhibition protocol, apart from the derivative JF3b, which is the most active (IC50 = 51 μM). The compound binds to the enzyme via lipophilic interactions and, possibly, inhibits the binding of the substrate to the enzyme’s active site. The compounds do not penetrate the blood – brain barrier. None of the tested compounds showed activity in the cycloxygenase - 2 inhibition protocol, apart from the derivative CAd for which the IC50 value was determined (IC50 = 82.5 μM). This derivative binds, with a similar pattern as the selective inhibitor SC558, to the enzyme and thus its activity is explained. None of the compounds showed activity in the esterase/amidase protocol. All the tested esters showed low activity in NO release protocol, with the derivative JF4a (89%), being the post potent NO donor, even compared to the reference compound (53%). Compounds JF3d, JF4a, CAd, inhibited the carrageenan - induced mouse paw oedema, with the derivative JF3b being the most active (64.8%), followed by the derivatives CAd (55.5%) and JF4a (27.7%). The compound JF4a showed lower activity compared to the reference compound (37.3%). The results support the main concept of design.