Транспортер дофамина DAT является трансмембранным белком, который регулирует передачу дофаминергического сигнала в центральной нервной системе путем обратного захвата дофамина и является членом суперсемейства нейротрансмиттеров/Na симпортеров (NSS) [6]. Дофамин вовлечен во многие аспекты функционирования мозга, основными из которых являются обучение, моторная функция, эмоциональная сфера, мотивация и др. Дисфункция и/или полиморфизм DAT ассоциируются с шизофренией, биполярным расстройством, болезнью Паркинсона и синдромом гиперактивности и дефицита внимания, и поэтому DAT интересен с точки зрения фармакологии. В терапии биполярного расстройства и синдрома гиперактивности и дефицита внимания, а также кокаиновой зависимости используются селективные ингибиторы белка-транспортёра дофамина (DAT) [8], одним из которых является GBR 12909 (ваноксерин), представляющий собой 1,4-замещенное производное пиперазина с бис-фторбензгидрилом (фрагмент A) и фенилпропионовой кислотой (фрагмент B). Благодаря селективности GBR12909 к DAT по сравнению с другими транспортерами моноаминов (серотониновым SERT и норадреналиновым NET) [1], его рассматривают как эталонное соединение для разработки других селективных аналогов. Однако, несмотря на клиническую важность DAT, многое в регуляции транспортера остается непонятным. Поэтому GBR12909 является хорошей основой для разработки “нацеленных” функционализированных аналогов ингибитора путем введения, например, фармакофоров, флуорофоров, квантовых точек (фрагменты D) в структуру ингибитора. Группой S.J.Rosenthal была предложена базовая структура аналога GBR12909 на основе 3-(пара-нитрофенил)пропионовой кислоты, которая после восстановления нитро-группы до амино-группы, позволяет осуществлять функциональную модификацию [7, 8]. Однако ограничивающим фактором для широкого использования этой структуры является низкая реакционная способность ароматической пара-аминогруппы. Поэтому целью работы являлась разработка новой базовой структуры на основе GBR12909, с линкерной группировкой (С) на основе аминогексановой кислоты, позволяющей дальнейшее присоединение как флуорофоров, так и фармакофоров (рис. 1) в мягких условиях. Ранее выполненые исследования взаимосвязи структруры и функции показали, что введение объемных заместителей в пара-положение фенилпропильной группировки не существенно сказывается на биологической активности молекулы [7], что послужило дополнительным аргументом в пользу использования линкера. Базовую структуру использовали для синтеза флуоресцентного DAT-специфического лиганда с BODIPY® FL C3.
Фрагмент А получали как описано в [2] реакцией бис-(4-фторфенил)-метанола (1) с хлорэтанолом с образованием 4,4′-((2-хлорэтокси)-метилен)-бис-(фторбензола) (2), который в реакции с избытком пиперазина давал 1-(2-(бис(4-фторфенил)-метокси)-этил)-пиперазин (3) (Рис. 1).
Рис. 1. A) Высоко эффективный ингибитор обратного захвата дофамина GBR12909 (ваноксерин),
- B) функционализированный аналог GBR12909: AB – аналог GBR12909 с аминогруппой в пара-положении, С – линкерная вставка, D — флуорофор)
Схема 1. Получение фрагмента А: i – 2-хлорэтанол, п-толуолсульфокислота, толуол, 110°C, 2ч.; ii – толуол, пиперазин, K2CO3, 110°C, 18ч.
Для синтеза фрагмента ВС (схема 2) 3-(4-нитрофенил)пропионовую кислоту (4) сначала превращали в метиловый эфир, после чего восстанавливали нитрогруппу дигидратом хлорида олова по методу [3]. Метиловый эфир 3-(4-аминофенил)-пропионовой кислоты (5) конъюгировали с линкерной группировкой – ВОС-защищенной 6-аминогексановой кислотой по реакции с её фтор-ангидридом. После омыления метилового эфира и восстановления карбоксильной группы соединения (6) боргидридом натрия по методу [10] получали спирт (7), который превращали в йод-производное (8) реакцией с метил-йодидом в присутствии 1,1`-карбонилдиимидазола [5].
Схема 2. Получение фрагмента BC: iii – диэтиловый эфир, диазометан, 30 мин.; iv – этанол, SnCl2*2H2O, HCl (конц.), 70°C, 2ч.; v –ВОС-защищенная 6-аминогексановая кислота, CyF, Py, ацетонитрил, комн. т., 1 ч.; vi – 45% NaOH, EtOH, H2O, 24 ч., комн. т.; vii – Et3N, iBuClF, ацетонитрил, 4°C; viii- NaBH4, H2O, 0°C; xi – ацетонитрил, CDI, CH3I, 6 ч., 82 °С
Схема 3. Получение АВС и присоединение флуорофора D: ix – K2CO3, толуол, 110 °С, 2 ч., x -ТФУ, комн. т., 1 ч.; xi –BODIPY C3 кислота, iBuClF, Et3N, ацетонитрил, 4 °С, 20 мин
Фрагменты A (3) и ВС (8) конденсировали и после удаления ВОС-защитной группировки получали аналог GBR12909 (9). Таким образом, была выполнена задача синтеза базовой структуры аналога GBR12909, содержащего линкерную группировку на основе аминогексановой кислоты, пригодной для дальнейших модификаций.
Флуоресцентный аналог GBR12909 (10) получали реакцией смешанного ангидрида BODIPY®FL С3 и (9) (схема 3). Структура синтезированного аналога была подтверждена методом масс-спектрометрии: 853.4757 [M+H]+ (посчитано 853.46).
Таким образом, была разработана общая стратегия синтеза функционализированных аналогов обратного захвата дофамина на основе ингибитора GBR12909, которая позволила успешно синтезировать новый флуоресцентный аналог ингибитора DAT –– GBR12909, содержащий BODIPY®FL C3.
Список литературы:
- Andersen P.H. Eur. // J. Pharm, 1989. – V.166. – P.493.
- Buzas A., Champagnac A., Dehnel A. et.all. // Journal of Medicinal Chemistry, 1980. – 23. – P.149.
- Chen H., Nilsen C.N., Choudhury A., et al // Chemical Development, Johnson & Johnson Pharmaceutical Research & Development, LLC,1000 Route 202, Raritan, NJ 08869, USA ARKIVOC 2008 (xiv) 1-6.
- Eriksen J., Rasmussen S.G.F., Rasmussen T.N., et al. // The Journal of Neuroscience, 2009. – V.29. – P.6794
- Kamijo T., Harada H., Iizuka K. Chem Pharm. Bull, –V.3 – P. 4189.
- Schmitt K.C., Rothman R.B., Reith M.E.A. // J Pharmacol Exp Ther, 2013. –– V.346. – P.2
- Tomlinson I.D., Mason J., Burton J.N., et.all // Tetrahedron, 2003. – V.59. – P.
- Tomlinson I.D., Mason J. N., Blakely R. D., Rosenthal S. J. // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2006. – – P. 4664.
- Torres G.E. // Journal of Neurochemistry, 2006. – V. 97. – P. 3
- Грецкая Н.М., Дружинина А.А., Бобров М.Ю., Безуглов В.В. // Химия природных соединений. 2013. – №2. – С. 93.[schema type=»book» name=»СИНТЕЗ НОВОГО ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ПРОИЗВОДНОГО ИНГИБИТОРА ОБРАТНОГО ЗАХВАТА ДОФАМИНА GBR 12909″ description=»Синтезирован новый функционализированный аналог ингибитора обратного захвата дофамина GBR12909, содержащий флуоресцентную BODIPY® FL C3 кислоту» author=»Лаврова Алина Викторовна, Грецкая Наталья Михайловна, Безуглов Владимир Виленович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2016-12-26″ edition=»euroasia-science.ru_26-27.02.2016_2(23)» ebook=»yes» ]