Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2 - Альберт А.
ISBN 412-26010-7
Скачать (прямая ссылка):
До настоящего времени наиболее распространенным из известных типов реакции между ферментом и ФАНИ является конденсация Михаэля. Поэтому пролекарство должно под действием фермента превращаться в акцептор Михаэля. Такой акцептор [Michael, 1887] обязательно содержит двойную связь, поляризованную (а следовательно, активированную) наличием электроноакцепторного заместителя [Bergmann, Ginsburg, Pap-ро, 1959].
Как правило, молекула ФАНИ содержит активирующую группу, например, фторметильную, кетонную, сложноэфир-ную или нитрильную, а фермент выполняет свою обычную функцию — создание двойной связи. Конечно, молекула ФАНИ должна иметь характеристическую группу нормального субстрата, так как в противном случае она не будет взаимодействовать с ферментом, который должна блокировать.
Удачным примером ФАНИ такого типа может служить 2-дифторметилорнитин (9.88) —лекарственное вещество, необратимо ингибирующее орнитиндекарбоксилазу. Этот фермент с помощью кофермента миридоксаля декарбоксилирует орнитин, превращая его в путресцин (эта реакция имеет большое значение для некоторых простейших, а также для раковых клеток). Пролекарство, очень близкое по структуре к орнитину, ковалентно связывается с коферментом-пиридоксалем. Таким образом, аминогруппа в положении 2 молекулы ФАНИ и альдегидная группа пиридоксаля (9.90) образуют азометин (основание Шиффа) аналогично тому, как это происходит с орнитином. На этой стадии фермент обычно отщепляет атом водорода от молекулы орнитина или атом фтора, близкий по размеру атому водорода (см. табл. 9.1), но обладающий значительно большей электроотрицательностью. Отщепляя атом фтора от молекулы ФАНИ, фермент превращает его в акцептор Михаэля (9.89). Таки м образом, ФАНИ становится истинным лекарственным веществом, способным атаковать донор Михаэля в молекуле
5*
67 H2N-C-CO2H -* N У-CH=N-C
1
фермента (предполагают, что это SH-группа) и необратимо его" ингибировать [Prakash et al., 1980].
Дифторметилорнитин (9.88) имеет высокий терапевтический индекс и показал хорошие результаты при клинических испытаниях (лечение лейкоза и малярии). К сожалению, короткий период полупревращения этого препарата в организме человека создает трудности в поддержании терапевтических доз.
Me ОН CHO
HCF, W HCF HC4IzCH,ОН
' Vs_r.H = N_r. T И
(CH2)3 \ (CH2)3 Ме N
I CH2OH I
NH2 NH2
2-Дифторметилорнитии Акцептор Михаэля Пиридоксаль
(9.88) (9.89) (9.90)
H2CF
H4Nt:H—CO2H
З-Фтораланин
(9.91)
Аналогичный механизм действия характерен для антибактериального ФАНИ, D-3-фтораланина (9.91), который проходит клинические испытания. Это соединение необратимо ингибирует аланинрацемазу — фермент, который поставляет D-аланин, необходимый для синтеза клеточных стенок бактерий [Wang, Walsh,; 1978].
Классическими донорами Михаэля являются карбанионы, полученные из активированной метиленовой группы (например, в диэтилмалонате). Однако в молекулах ферментов донорами Михаэля чаще всего являются анионы либо NH-группы имида-зола (как в оригинальной работе К. Блоха), либо гидрокси-группы серина или меркаптогруппы цистеина. Для активации можно использовать также винильный или этинильный заместитель. Такие соединения были получены для повышения концентрации ГАМК (12.91) в мозге. ГАМК — это тормозной ней-ромедиатор. Однако при инъекционном введении она не обладает противосудорожным действием, так как не способна проникать через ГЭБ. При периферическом введении мышам 4-амино-5-гексеновой кислоты (4-винилпроизводного ГАМК) содержание ГАМК в мозге повышается втрое. Это происходит вследствие ингибирования трансаминазы 4-аминомасляной кислоты (ГАМКазы), механизм которого, по-видимому, состоит в следующем: ФАНИ (9.92), соединяясь с коферментом-пири-доксалем, образует азометин, от которого фермент отрывает протон, что приводит к образованию двойной связи, т. е. к получению акцептора Михаэля, способного необратимо дезактивировать ГАМК-разрушающий фермент [Lippert et al., 1977].
Р8 Этот ФАНИ не взаимодействует с коферментом, находящимся в форме пиридоксамина, и обладает значительной специфичностью, так как не действует на ГАМКазу бактерий. Кроме того, он не взаимодействует с некоторыми другими, требующими пиридоксаль ферментами: глутаматдекарбоксилазой и аспа-ртатаминотрансферазой млекопитающих. Последняя тем не менее ингибируется винилглицином (2-амино-З-бутеновая кислота) [Rando, 1974].
HC=CH2 C=CH
H2N-CH-CH2CH2CO2H H2N—CH—CH2CH2COsH
4-Амиио-5-гексеновая кислота 4-Амино-5-гексиновая кислота
(9.92) (9.93)
Аналог 4-амино-5-гексиновая кислота (9.93) также повышает уровень ГАМК в мозге мышей [Jung, Metealf, 1975]. Более того, при внутрибрюшинных инъекциях 4-амино-5-фторвале-риановой кислоты мышам уровень ГАМК в мозге понижается в 16 раз [Silverman et al., 1981]. Установлено, что механизм действия этого вещества аналогичен описываемому выше, за исключением того, что кофермент находится в форме пиридоксамина [Silverman, Levy, 1981]. В этом случае отщепление фтора происходит при алкилировании аминогруппы кофермента с помощью ФАНИ, а затем фермент отрывает протон, что приводит к образованию акцептора Михаэля.
