Zadania 17-18 - Instytut Chemii Organicznej PAN

Projekt „Cukry jako surowce odnawialne w syntezie produktów o wysokiej wartości dodanej”
realizowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
POIG.01.01.02-14-102/09
Lider Projektu: Instytut Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk
Synteza i ocena aktywności biologicznej analogów substratów
glikozylotransferaz
T. Bieg, M. Grec, P. Hahn, A. Kasprzycka, K. Komor, R. Komor, K. Kral, K. Papaj, G. PastuchGawołek, U. Nawrot1, J. Paszkowska, A. Ptaszek-Budniok, I.Wandzik, W. Szeja
Politechnika Śląska, Katedra Chemii Organicznej, Bioorganicznej i Biotechnologii, Gliwice
1
Uniwersytet Medyczny, Katedra i Zakład Mikrobiologii, Wrocław
Glikozylotransferazy (GTs) są enzymami katalizującymi reakcję przeniesienia jednostki cukrowej
z substratu typu donora (NDP-cukier) na grupę hydroksylową cząsteczki akceptora, którą może być
rosnący łańcuch oligosacharydowy, lipid lub białko. Zmiany aktywności GTs mają wpływ na wiele
procesów zachodzących w organizmach żywych. GTs uczestniczą w biosyntezie antygenów krwi,
mają wpływ na choroby związane z zapaleniem stawów oraz rozwój komórek nowotworowych1.
Z tego względu enzymy te są celem molekularnym podczas projektowania nowych leków.
Celem pracy jest synteza potencjalnych inhibitorów GTs o charakterze kompetycyjnym. Związki
takie zaprojektowane zostały jako analogi substratów GTs o charakterze donora. Naturalne
substraty typu donora zawierają część nukleozydową połączoną za pomocą wiązania
difosforanowego z grupą monosacharydową. Większość GTs wykorzystuje urydyno-5’-difosforany
cukrowe jako substraty typu donora. Ugrupowanie difosforanowe odgrywa kluczową rolę
w wiązaniu w centrum aktywnym enzymu poprzez wiązania koordynacyjne z dwuwartościowymi
jonami metali. Wiele znanych inhibitorów zawiera grupy naśladujące ugrupowanie difosforanowe.
W ramach niniejszego zadania przeprowadzono syntezę pochodnych urydyny podstawionych
w pozycji C-5’ o charakterze estrów, eterów, amidów i tiofosfoestrów o potencjalnej możliwości
kompleksowania dwuwartościowych jonów metali. Substratem wyjściowym do syntezy tytułowych
związków były selektywnie zabezpieczone pochodne urydyny i 5’-aminourydyny.
O
NH
O
R2
R1
N
H
N
N
O
O
R2
N
H
X
O
O
O
N
OH OH
N
O
OH O
O
O
nSu
NR1
P
O
N
O
O
OR
RO
NH
O
S
n: 2-3
OR2 OR2
R1: Bz
R2: C(CH3)2, Bz, Ac
Su: 2,3,4,6-tetra-O-acetylo-1-tio--D-galaktoza
O
O
O
O
NH
O
n
OAc
O
R1: H, CH2CONH2
R2: H, Ac, Bzl,CH2CH2COOH
X: O, N
R
S
AcO
OH OH
R1,R2: OH, NAc, Ph
R: OH, NH2
N
OAc
O
NH
R1
OH OH
OH O
OAc
O
O
O
O
RO
S
NH
O
N
N
H
O
O
N
O
O
OH OH
O O
Podjęte zostały badania nad określeniem aktywności tych związków jako inhibitorów handlowo
dostępnej 1,4--GalT w badaniach in vitro. Do wyznaczenia wartości IC50 został wykorzystany
substrat typu akceptora zawierający fluorescencyjną grupę dansylową. Jako metodę analityczną
zastosowano technikę RP HPLC z detekcją fluorescencyjną. Równolegle nowe pochodne
nukleozydowe zostały poddane badaniom aktywności przeciwgrzybiczej. Aktualnie uważa się,
że inhibitory dwóch glikozylotransferaz: syntazy chitynowej i syntazy glukanowej mogą być
selektywnymi i bezpiecznymi środkami przeciwgrzybiczymi. Aktywność przeciwgrzybicza
oznaczona została metodą mikrorozcieńczeniową z zastosowaniem podłoża RPMI 1640
buforowanego MOPS na dwóch szczepach wzorcowych: Candida albicans i Aspergilus fumigatus.
Literatura:
1. Essentials of Glycobiology Second Edition, Eds.: A. Varki, R. D. Cummings, J. D. Esco, H. H. Freeze,
P. Stanley, C. R. Bertozzi, G. W. Hart, M. E. Etzler, CSHL Press, 2009, 784 pp.