Изучение свойств потенциальных противоопухолевых аминокислотных производных гликозидов индолокарбазолов in silico и in vitro Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

изучение свойств потенциальных противоопухолевых аминокислотных производных гликозидов индолокарбазолов

IN SILICO и IN VITRO

Г.н. Апрышко, о.С. Жукова, л.в. фетисова, н.к. Бласенкова, р.Б. Пугачева, о.в. Горюнова

ФГБУ«НМИЦонкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России; Россия, 115478 Москва, Каширское ш., 24

Контакты: Ольга Васильевна Горюнова [email protected]

Цель работы — оценка перспективности производных гликозидов индолокарбазола, содержащих аминокислотные остатки, как потенциальных противоопухолевых соединений.

Материалы и методы. Для 32 соединений по структурным формулам с использованием методов хемоинформатики рассчитали ряд молекулярных дескрипторов и вероятность проявления различных видов биологической активности, в экспериментах in vitro оценили цитотоксическую активность с помощью МТТ-теста на 5линиях клеток.

Результаты. Для изученных аминокислотных производных гликозидов индолокарбазола компьютерным методом предсказана высокая вероятность противоопухолевой активности при низкой вероятности цитотоксической активности in vitro. Низкая цитотоксическая активность подтверждена в МТТ-тесте на 5 линиях клеток. Компьютерными методами получен прогноз механизмов возможной противоопухолевой активности и рассчитан ряд молекулярных дескрипторов, имеющих значение для квалификации веществ как потенциальных лекарств.

Заключение. Целесообразно дальнейшее исследование противоопухолевой активности аминокислотных производных гликозидов индолокарбазола в опытах на животных с перевиваемыми опухолями.

Ключевые слова: гликозид индолокарбазолов, аминокислотное производное, противоопухолевая активность, цитотоксич-ность, прогнозирование биологической активности

DOI: 10.17650/1726-9784-2017-16-4-46-54

IN SILICO AND IN VITRO RESEARCH OF POTENTIAL ANTINEOPLASTIC AMINO ACID DERIVATIVES OF INDOLOCARBAZOL GLYCOSIDES PROPERTIES

Objective: to evaluate the prospects of the glycosides of indolocarbazole containing amino acid residues as potential antitumor compounds.

Materials and methods. For 32 compounds by structural formulas using the methods of chemoinformatics, a number of molecular descriptors and the probability of manifestation of various types of biological activity were calculated, the cytotoxic activity was evaluated in vitro by methylthiazole tetrazolium (MTT) assay using five human tumor cell lines.

Results. For the studied amino acid derivatives of glycosides of indolocarbazole, a high probability of antitumor activity with a low probability of cytotoxic activity in vitro is predicted by computer method. Low cytotoxic activity was confirmed in the MTT test on 5 cell lines. Computer methods were used to predict the mechanisms of possible antitumor activity and to calculate a number of molecular descriptors that are important for the qualification of substances as potential drugs.

Conclusion. It is expedient to study the antitumor activity of amino-acid derivatives of glycosides of indolocarbazole in experiments on animals with transplanted tumors.

Key words: glycoside of indolocarbazoles, amino acid derivative, antitumor activity, cytotoxicity, prediction of biological activity

Введение лекарствами, имеющимися в настоящее время в ар-

В связи с неудовлетворительной эффективно- сенале врачей, продолжается поиск новых активных стью химиотерапии злокачественных опухолей потенциальных противоопухолевых веществ. Один

G . N. Apryshko, O. S . Zhukova, L. V Fetisova, N. K. Vlasenkova, R. B . Pugacheva, O. V Goryunova

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology; 24 Kashirskoe Sh., Moscow 115478, Russia

Оригинальные статьи 47

из химических классов, изучающихся в этом отно- ных дескрипторов, используемых при отнесении шении, — производные индолокарбазола с различ- химических соединений к потенциальным лекар-ными заместителями. ствам, а также исследование цитотоксической актив-В этом классе молекулы, содержащие гетеро- ности in vitro производных гликозидов индолокарба-циклическое ядро индоло [2,3-а] пирроло [3,4-с] зола, содержащих аминокислотные остатки карбазола, обладают, наряду с антибактериальным, при имидном атоме азота, по сравнению с гликози-противопаразитарным и прочими видами биологи- дами индолопирролокарбазола без заместителей ческой активности, наиболее выраженным противо- у этого атома. Соединения были синтезированы опухолевым действием [1]. Оно обусловлено их спо- в лаборатории химического синтеза НИИ ЭДиТО собностью интеркалировать в ДНК, ингибировать ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минз-топоизомеразы 1 и 2 [2, 3], протеинкиназы С и А [2, драва России. 4], циклинзависимые киназы [5]. В настоящее время проходят II—III фазы клинических испытаний раз- Материалы и методы работанные на основе соединений этого класса про- Объект исследования — содержащие аминокис- изводные противоопухолевого антибиотика ребек- лотные остатки 28 соединений общей формулы: камицина эдотекарин и бекатекарин, производное R3 алкалоида стауроспорина мидостаурин [6]. Тем не ме- 1 нее продолжается поиск новых противоопухолевых О N Xi---' O агентов класса индолокарбазолов путем выделения из природных источников методами химического синтеза [7—9]. Введение различных заместителей в молекулу индолокарбазола, в первую очередь к ато- 1 и \\ и \ мам азота индола и/или имидного атома азота '1 / \ JJ /у 5-членного цикла, позволяет модулировать физи- N N ко-химические и биологические свойства получен- R R2 , ных соединений [10]. Наличие углеводного остатка у азота индола — ключевой элемент как для взаимодействия с ДНК, так и для ингибирования топоизо- имеющие шифры ЛХС-1046, ЛХС-1047, ЛХС-1156, меразы 1 [10, 11]. Метильная группа при атоме азота ЛХС-1166, ЛХС-1167, ЛХС-1171, ЛХС-1174, ЛХС-индола [11] или при имидном азоте [10] усиливает 1176, ЛХС-1179, ЛХС-1196, ЛХС-1203, ЛХС-1204, в ряде случаев цитотоксическую активность соеди- ЛХС-1205, ЛХС-1206, ЛХС-1224, ЛХС-1225, ЛХС-нения. Следует отметить, что в структурах описанных 1226, ЛХС-1227, ЛХС-1228, ЛХС-1229, ЛХС-1230, производных индоло [2,3-а] пирроло [3,4-с] карба- ЛХС-1231, ЛХС-1233, ЛХС-1234, ЛХС-1235, ЛХС-зола преобладают низкомолекулярные группы заме- 1243, ЛХС-1244, ЛХС-1245, и 2 соединения общей стителей, а, например, молекулы, содержащие формулы: пептидные остатки или аминокислоты, представле- R3 ны лишь в некоторых публикациях [11—14]. I Важным качеством биологически активного пре- O^^/ N O парата является его растворимость. К сожалению, даже N-гликозиды индолопирролокарбазолов, на- \-/ пример ребеккамицин и стауроспорин, трудно растворимы [2, 15]. Одна из задач при синтезе новых у" ¡У"\\ /Т^л производных гликозидов индолокарбазолов — ввести L II у U \ заместители, способные улучшить растворимость N^^^^ целевых соединений. Нами предположено, что вклю- 1 1 чение в молекулу индолокарбазола при имидном R1 атоме азота аминокислотного остатка с открытой карбоксильной группой как активного метаболита имеющие шифры ЛХС-1172 и ЛХС-1173, где R1 — способно изменить путь продвижения лекарствен- гликозидный остаток; R2 — СН3; R3 — остаток L-ного препарата в опухоль и действие на нее. Кроме или D-аминокислоты. того, наличие открытой карбоксильной группы в мо- Изучены также ЛХС-1177 и ЛХС-1207 в качестве лекуле способно привести к значительному улучше- сравнительных, не содержащих аминокислотных нию растворимости полученных соединений. остатков соединений (см. рисунок). Цель работы — компьютерное прогнозирование Исследования in silico. Для 32 исследованных сое-биологической активности и расчет ряда молекуляр- динений класса индолокарбазолов из формул,

4 2017 том 16 | vol. 16 РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ | RUSSIAN JOURNAL OF BiOTHERAPY

48 Оригинальные статьи

о...... ° ° Не содержащие аминокислотные остатки соединения ЛХС-1177(а) и ЛХС-1207(б) содержащихся в бумажных паспортах на эти соедине- Значения молекулярной массы извлекали из ба-ния, с помощью программы ISIS Draw генерировали зы данных формата ISIS Base, в которой они автома-структурные формулы в электронном виде, которые тически рассчитываются при вводе структурных затем сохраняли в базе данных формата ISIS Base [16]. формул соединений. Компьютерное прогнозирование биологической Исследования in vitro. Цитотоксическую актив-активности проводили с помощью системы PASS, ность in vitro изучали в соответствии с методикой [22] разработанной и постоянно совершенствуемой со- на клетках линий рака яичников SKOV3, карциномы трудниками ФГБНУ «НИИ биомедицинской химии молочной железы MCF7 и SKBR3, рака толстой им. В.Н. Ореховича» [17—19]. Использованная вер- кишки LS174T и НСТ116. сия PASS 12.06.22 прогнозирует 6400 видов биологи- Цитотоксическую активность оценивали по выжи-ческой активности на основе анализа обучающего ваемости клеток в присутствии соединений в опреде-массива, содержащего структурные формулы и дан- ленных концентрациях. Для этого клетки рассевали ные по биологической активности 313 345 химиче- в плоскодонные 96-луночные микропланшеты (Nunc) ских соединений. Структурные формулы исследуе- и инкубировали в течение 24 ч. Затем в лунки добав-мых соединений вводятся в систему в виде файлов ляли исследуемые соединения и инкубировали в тече-формата MOL или SDF. Средняя ошибка прогноза ние 48 ч. Выживаемость клеток оценивали с помощью составляет 4,9 %. Результаты прогнозирования рас- МТТ-теста, основанного на способности дегидрогеназ считывают в виде вероятности соединения проявлять живых клеток восстанавливать бесцветную форму определенную биологическую активность (Pa) МТТ-реагента (3,4,5-диметилтиазол-2-ил-2,5-дифе-и не проявлять ее (Pi). Обычно для новых химиче- нилтетразолиум бромид) до голубых кристаллов фор-ских соединений порогом отбора перспективных мазана, растворимых в диметилсульфоксиде [23]. соединений считают значение Pa >0,5. Оптическое поглощение растворов диметилсуль- С использованием программного комплекса фоксида измеряли на счетчике Multiskan MS (Lab-CheD [20], предоставленного ФГБУ «НМИЦ онко- sistem, Финляндия) при длине волны 1 = 540 нм. логии им. Н.Н. Блохина» разработчиками в лице Выживаемость клеток для соответствующей концен-С.В. Трепалина, по структурным формулам соедине- трации вычисляли (в процентах) по формуле: ний рассчитаны следующие молекулярные дескрипторы: N_O (суммарное число атомов азота (опыт/контроль) х 100. и кислорода с неподеленными электронными парами), H_Donors (число групп, являющихся донорами Соединение считали активным, если при кон-атомов водорода, которые могут участвовать в обра- центрации 10 мкМ хотя бы на одной из линий выжи-зовании водородных связей), H_Accept (число групп, ваемость клеток <50 % (IC50 <10 мкМ). Ошибка из-являющихся акцепторами атомов водорода, которые мерений не превышала 5 %. участвуют в образовании водородных связей), PSA (площадь полярной поверхности в квадратных анг- Результаты и обсуждение стремах). С помощью свободно доступного online При прогнозировании спектра биологической ак- программного комплекса ALOGPS [21] рассчитыва- тивности извлеченные из базы данных ФГБУ ли коэффициент распределения октанол — вода LogP, «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» структурные характеризующий липофильность соединений. формулы конвертировали в файлы формата SDF

РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ | RUSSiAN JOURNAL OF BiOTHERAPY 4'2017 том 16 | vol. 16

для ввода в систему PASS. Результаты прогнозирования, полученные в виде разностей вероятности проявлять ту или иную активность и вероятности не проявлять эту активность Pa — Pi, представлены в табл. 1—3.

таблица 1. Результаты прогнозирования цитостатической и противоопухолевой активности (Pa — Pi)

Шифр соединения Цитостатическая активность Противоопухолевая активность

ЛХС-1177 (R3 = H) 0,5763 0,8077

ЛХС-1207 (R3 = H) 0,6107 0,8245

ЛХС-1046 0,4992 0,7129

ЛХС-1047 0,2391 0,7362

ЛХС-1156 0,3570 0,7236

ЛХС-1166 0,3002 0,7191

ЛХС-1167 0,3570 0,7236

ЛХС-1171 0,4889 0,5162

ЛХС-1172 0,2248 0,5715

ЛХС-1173 0,3243 0,6314

ЛХС-1174 0,2050 0,7130

ЛХС-1176 -0,0135 0,7190

ЛХС-1179 0,2868 0,7271

ЛХС-1196 0,2570 0,7176

ЛХС-1203 0,3773 0,6417

ЛХС-1204 0,3001 0,7396

ЛХС-1205 0,5325 0,7182

ЛХС-1206 0,4119 0,6942

ЛХС-1224 0,2314 0,5663

ЛХС-1225 -0,0315 0,6239

ЛХС-1226 0,3094 0,7422

ЛХС-1227 0,2325 0,7516

ЛХС-1228 -0,0332 0,6308

ЛХС-1229 0,160 0,6771

ЛХС-1230 0,2452 0,7270

ЛХС-1231 0,4247 0,6998

ЛХС-1233 0,3460 0,7312

ЛХС-1234 0,3570 0,7236

ЛХС-1235 0,3570 0,7236

ЛХС-1243 0,3001 0,7396

ЛХС-1244 0,2452 0,7270

ЛХС-1245 0,2325 0,7516

В табл. 1 приведены результаты прогнозирования цитостатической и противоопухолевой активности соединений. Видно, что для всех изученных аминокислотных производных гликозидов индолокарбазо-ла прогнозируется невысокая цитостатическая активность или ее полное отсутствие (только для соединения ЛХС-1205 значение Pa — Pi >0,5 (0,5325), для остальных аминокислотных производных значения Pa — Pi составляли от —0,0332 до 0,4992), в то время как для не содержащих аминокислотных остатков соединений ЛХС-1177 и ЛХС-1207 получены более значимые величины Pa — Pi — 0,5763 и 0,6107 соответственно. Для всех аминокислотных производных получены значительные вероятности проявления противоопухолевой активности: Pa — Pi от 0,5162 до 0,7516. Для не содержащих аминокислотных остатков ЛХС-1177 и ЛХС-1207 эти значения были больше и составляли 0,8245 и 0,8077 соответственно.

Сравнение результатов прогнозирования цито-статической и противоопухолевой активности позволяет предположить, что введение в молекулу гликозидов индолокарбазолов аминокислотных остатков, снижая вероятность цитостатической активности, не препятствует высокой вероятности наличия у этих соединений противоопухолевой активности.

Проведено прогнозирование наличия у изученных соединений 243 биологических эффектов, определяющих клеточные и молекулярные механизмы действия противоопухолевых лекарств. Значимые результаты представлены в табл. 2 в виде Pa — Pi.

С наибольшей вероятностью для изученных соединений прогнозируется способность ингибировать циклинзависимую киназу 3: Pa — Pi для всех исследуемых соединений колеблется в области 0,65—0,74, а для ЛХС-1206 ее значение достигает 0,85. Для препаратов сравнения ЛХС-1177 и ЛХС-1207 Pa — Pi этой активности равна 0,70.

Вероятность взаимодействия с ДНК (ингибиро-вание синтеза ДНК и активности топоизомеразы 1) несколько больше выражена у препаратов сравнения. Оценено значение Pa — Pi для способности стимулировать образование микротрубочек: для изучаемого ряда соединений оно колеблется в широких пределах от 0,10 до 0,50; при этом для большинства исследуемых соединений его величина почти в 2 раза выше, чем для препаратов сравнения (0,26).

Значение разности вероятностей Pa — Pi стимулировать транскрипционный фактор NF-kB как для соединений, содержащих аминокислотные остатки, так и для соединений сравнения, не превышало 0,44 (см. табл. 2).

Следует отметить, что для соединений ЛХС-1156, ЛХС-1167, ЛХС-1206, ЛХС-1234 и ЛХС-1235

Таблица 2. Результаты прогнозирования механизмов действия (Pa — Pi)

Шифр соединения Ингибирование циклинзависи-мой киназы 3 Ингибирование топоизомера-зы 1 Ингибирование синтеза ДНК Стимуляция образования микротрубочек Стимуляция транскрипционного фактора NF-kB Иммуностимулирующее действие

ЛХС-1177 (R3 = H) 0,7008 0,5348 0,5464 0,2561 0,4095 0,5271

ЛХС-1207 (R3 = H) 0,7018 0,5639 0,5309 0,2620 0,4390 0,5620

ЛХС-1046 0,7411 0,4726 0,2801 0,4967 0,4192 0,3404

ЛХС-1047 0,7193 0,4370 0,1603 0,4891 0,4145 0,146

ЛХС-1156 0,6695 0,4534 0,4385 0,2739 0,4186 0,5889

ЛХС-1166 0,6447 0,4170 0,2139 0,5012 0,4421 0,380

ЛХС-1167 0,7008 0,4534 0,4385 0,2739 0,4186 0,5889

ЛХС-1171 0,6479 0,2789 0,1997 0,4897 0,4006 0,1339

ЛХС-1172 0,7063 0,2271 0,0679 0,4826 0,3967 -0,0939

ЛХС-1173 0,7179 0,3614 -0,1342 0,4354 0,3750 0,2161

ЛХС-1174 0,6843 0,4052 0,0208 0,4642 0,4031 0,0259

ЛХС-1176 0,7162 0,3877 0,0096 0,4447 0,3508 -0,0308

ЛХС-1179 0,7051 0,4302 0,1812 0,4786 0,4201 0,1430

ЛХС-1196 0,6493 0,4430 0,3050 0,1989 0,3805 0,2959

ЛХС-1203 0,7173 0,4090 0,2179 0,1185 0,3526 0,4702

ЛХС-1204 0,7381 0,470 0,3959 0,2255 0,3894 0,4062

ЛХС-1205 0,7160 0,5037 0,4833 0,2207 0,3930 0,5632

ЛХС-1206 0,8528 0,4920 0,4892 0,2049 0,3982 0,6146

ЛХС-1224 0,6067 0,3535 0,3465 0,0955 0,2821 0,5072

ЛХС-1225 0,6189 0,3748 0,2628 0,1964 0,2911 0,3482

ЛХС-1226 0,7004 0,4504 0,4010 0,1891 0,4028 0,4982

ЛХС-1227 0,6922 0,4451 0,3689 0,2410 0,3972 0,4013

ЛХС-1228 0,6323 0,3620 0,1214 0,0938 0,3309 0,4849

ЛХС-1229 0,6770 0,4160 0,2917 0,1524 0,3123 0,3672

ЛХС-1230 0,7037 0,4503 0,3399 0,2216 0,3742 0,3301

ЛХС-1231 0,7077 0,4809 0,5134 0,1917 0,4069 0,6267

ЛХС-1233 0,7143 0,4645 0,4123 0,1917 0,3955 0,4031

ЛХС-1234 0,7008 0,4534 0,4385 0,2739 0,4186 0,5889

ЛХС-1235 0,7008 0,4534 0,4385 0,2739 0,4186 0,5889

ЛХС-1243 0,7381 0,470 0,3959 0,2255 0,3894 0,4062

ЛХС-1244 0,7037 0,4503 0,3399 0,2216 0,3742 0,3301

ЛХС-1245 0,6922 0,4451 0,3689 0,2410 0,3972 0,4013

значения Ра — Pi для иммуностимулирующего действия (0,59—0,61) несколько превышают соответствующие значения для соединений сравнения ЛХС-1177 и ЛХС-1207 (не более 0,56). Эти данные указывают

на высокую вероятность взаимодействия перечисленных аминокислотных производных гликозидов индолокарбазола с надклеточными системами организма.

Таблица 3. Результаты прогнозирования общей токсичности (Pa — Pi)

Шифр соединения Общая токсичность

ЛХС-1177 (R3 = H) 0,2164

ЛХС-1207 (R3 = H) 0,1634

ЛХС-1046 0,0055

ЛХС-1047 0,1593

ЛХС-1156 0,462

ЛХС-1166 0,3687

ЛХС-1167 0,462

ЛХС-1171 0,0036

ЛХС-1172 0,1575

ЛХС-1173 0,1852

ЛХС-1174 0,1114

ЛХС-1176 -0,2208

ЛХС-1179 0,1262

ЛХС-1196 0,1969

ЛХС-1203 0,2730

ЛХС-1204 0,2495

ЛХС-1205 0,0876

ЛХС-1206 0,1423

ЛХС-1224 0,3153

ЛХС-1225 0,1999

ЛХС-1226 0,4789

ЛХС-1227 0,2839

ЛХС-1228 0,5554

ЛХС-1229 -0,0588

ЛХС-1230 0,1396

ЛХС-1231 0,1514

ЛХС-1233 0,2108

ЛХС-1234 0,4620

ЛХС-1235 0,4620

ЛХС-1243 0,2495

ЛХС-1244 0,1396

ЛХС-1245 0,2839

В табл. 3 представлены результаты прогнозирования общей токсичности в виде Ра — Pi. Для большинства соединений прогнозируется невысокая общая токсичность, что свидетельствует в пользу рассматриваемых соединений как потенциальных лекарств.

Расчет молекулярных дескрипторов проведен для предварительной характеристики «лекарствопо-добия» (drug-likeness) изучаемых соединений.

При разработке лекарств широко применяется «правило пяти» Липинского, согласно которому для химических соединений — кандидатов в лекарства — для удовлетворительной биодоступности должны выполняться хотя бы 2—3 из следующих требований: молекулярная масса не более 500, LogP не более 5, в молекуле должно быть не больше 5 доноров водородной связи (H_Donors), не более 10 атомов азота и кислорода суммарно (N_O), что рассматривается как приблизительное число акцепторов водородной связи. Дополнительно предложено также оценивать площадь полярной поверхности молекулы (PSA), которая для большинства лекарственных соединений <140 А2, и число связей, вокруг которых возможно вращение (Rot_Band), оптимальное его значение оценено как <10. И хотя эти эмпирические величины молекулярных дескрипторов химических соединений первоначально определены как существенные для пероральной биодоступности разработанных на их основе лекарств, есть указание на значение этих параметров для способности соединений проникать через биологические мембраны и, вследствие этого, для фармакокинетических свойств, в том числе и биодоступности при других способах введения [24—26]. В работе [27] обсуждается сходство между проблемами биодоступности химических соединений и их проникновения внутрь злокачественных клеток, что свидетельствует об особой роли соответствия физико-химических дескрипторов описанным выше правилам для соединений — кандидатов в противораковые лекарства. С учетом этого были рассчитаны молекулярные дескрипторы, позволяющие проводить предварительную оценку соединений по их предполагаемой растворимости, биодоступности и фармакокинетическим свойствам. Результаты расчетов представлены в табл. 4.

Все изученные соединения удовлетворяют «правилу пяти» Липинского по коэффициенту распределения в системе октанол—вода (LogP <5), имея значение от 0,36 до 3,43, причем 15 аминокислотных производных имеют лучшие значения LogP, чем не содержащие аминокислотных остатков соединения сравнения ЛХС-1177 и ЛХС-1207, для которых экспериментально показана очень низкая растворимость в воде (<1 мг/мл).

Соединения ЛХС-1177 и ЛХС-1207 имеют меньшие по сравнению с аминокислотными производными значения молекулярной массы, Rot_Band, N_O, при этом 2 из этих показателей соответствуют целевым значениям (Rot_Band = 1, N_O = 10), молекулярная масса их незначительно превышает 500.

Таблица 4. Молекулярные дескрипторы, рассчитанные по структурным формулам

Шифр соединения Молекулярная масса ^О Н_Бопоге LogP Rot_Band PSA, А2

ЛХС-1177 (Я3 = Н) 501,50 026 10 5 1,49 1 146,18

ЛХС-1207 (Я3 = Н) 487,47 317 10 6 1,13 1 157,04

ЛХС-1046 529,51 11 4 1,49 3 154.46

ЛХС-1047 543,53 11 4 1,70 3 154.46

ЛХС-1156 603,59088 13 6 0,76 4 194,92

ЛХС-1166 573,56439 12 5 1,08 3 174,69

ЛХС-1167 603,59 13 6 0,76 4 194.92

ЛХС-1171 531,52 675 11 4 1,73 5 154,46

ЛХС-1172 545,55 384 11 4 1,84 5 154,46

ЛХС-1173 603,65608 11 4 1,72 5 179,76

ЛХС-1174 635,63 608 12 5 2,72 4 174,69

ЛХС-1176 658,67365 12 5 3,43 4 170,25

ЛХС-1179 559,5373 12 5 0,96 5 174,69

ЛХС-1196 665,66 257 13 6 2,25 5 194,92

ЛХС-1203 633,68257 12 5 1,37 6 199,99

ЛХС-1204 573,56439 12 5 1,11 4 174,69

ЛХС-1205 559,5373 12 5 0,95 4 174,69

ЛХС-1206 573,56 439 12 5 1,15 5 174,69

ЛХС-1224 688,65659 17 7 0,93 7 256,39

ЛХС-1225 764,79 615 15 6 2,64 10 213,02

ЛХС-1226 631,60 143 14 6 0,58 7 211,99

ЛХС-1227 601,61857 12 5 1,73 4 174,69

ЛХС-1228 649,68197 13 5 0,89 6 210,97

ЛХС-1229 688,70 014 13 6 3,01 5 190,48

ЛХС-1230 649,66317 12 5 2,33 4 174,69

ЛХС-1231 587,59 148 12 5 1,55 6 174,69

ЛХС-1233 589,56379 13 6 0,36 5 194,92

ЛХС-1234 603,59088 13 6 0,76 5 194,92

ЛХС-1235 603,59088 13 6 0,76 4 194,92

ЛХС-1243 573,5644 12 5 1,11 4 174,69

ЛХС-1244 649,6632 12 5 2,33 4 174,69

ЛХС-1245 601,6186 12 5 1,73 4 174,69

Молекулярная масса всех вышеприведенных аминокислотных производных >500.

Значения Rot_Band для всех 30 аминокислотных соединений соответствуют целевым значениям <10.

Значения H_Donors у соединений сравнения ЛХС-1177 и ЛХС-1207 составляют 5 и 6 соответственно. Для 20 из 30 изученных, содержащих аминокислотные остатки соединений значения H_Donors укладываются в целевые значения <5,

у 9 из 30 они равны 6 и у 1 соединения значение H_Donors равно 7.

Для всех содержащих аминокислотные остатки соединений значения N_O превышают целевое значение 10. Значения PSA для всех изученных соединений больше целевого значения 140 Ä2.

Полученные расчетные значения молекулярных дескрипторов указывают на то, что среди аминокислотных производных гликозидов индолокарбазолов могут быть соединения, пригодные по физико-химическим параметрам для разработки на их основе лекарств.

Исследование цитотоксической активности на всех клеточных линиях, перечисленных выше, не выявило активности ни у одного из 28 изученных соединений (значение IC50 превышало заданный критерий активности 10 мкМ). Результаты экспериментального изучения цитотоксической активности коррели-

руют с полученными с помощью системы PASS результатами прогнозирования цитостатической активности.

Заключение

Исследованные аминокислотные производные гликозидов индолокарбазола по прогнозируемым физико-химическим свойствам могут быть кандидатами для разработки на их основе лекарств. Полученные результаты прогнозирования противоопухолевой активности и механизмов действия указывают на их потенциальную противоопухолевую активность, предположительно не связанную с цитоток-сическим действием. Целесообразно продолжить исследование противоопухолевой активности содержащих аминокислотные остатки гликозидов индо-локарбазола на животных с экспериментальными опухолями.

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES

1. Konlker H.J., Reddy K.R. Isolation and synthesis of biologically active carbazole alkaloids. Chem Rev 2002;102(11):4303-427.

PMID: 12428991.

2. Prudhomme M. Recent developments of rebeccamycin analogues as topoisom-erase I inhibitors and antitumor agents. Med Chem 2000;7(12):1189-212. PMID: 11032967.

3. Meng L.H., Liao Z.Y., Pommier Y. Non-camptothecin DNA topoisome-rase I inhibitors in cancer therapy. Curr Top Med Chem 2003;3(3):305-20. PMID: 12570765.

4. Pereira E.R., Fabre S., Sanselme M.

et al. Antimicrobial activities of indolo-carbazole and bis-indole protein kinase C inhibitors. II. Substitution on maleim-ide nitrogen with functional groups bearing a labile hydrogen. J Antibiot (Tokyo) 1995;48(8):863-8. PMID: 7592032.

5. Sielecki T.M., Boylan J.F., Benfield P.A., Trainor G.L. Cyclin-dependent kinase inhibitors: useful targets in cell cycle regulation. J Med Chem 2000;43(1):1-18. PMID: 10633033.

6. Butler M.S. Natural products to drugs: natural product derived compounds in clinical trials. Nat Prod Rep 2005;22(2):162-95. DOI: 10.1039/ b402985m. PMID: 15806196.

7. Civenni G., Longoni N., Costales P.

et al. EC-70124, a novel glycosylated in-dolocarbazole multikinase inhibitor, reverts tumorigenic and stem cell properties in prostate cancer by inhibiting STAT3 and NF-kB. Mol Cancer Ther

2016;15(5):806-18. DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-15-0791. PMID: 26826115.

8. Shaaban K.A., Elshahawi S.I., Wang X. et al. Cytotoxic indolocarbazoles from Actinomadura melliaura ATCC 39691. J Nat Prod 2015;78(7):1723-9.

DOI: 10.1021/acs.jnatprod.5b00429. PMID: 26091285.

9. Steinert G., Taylor M.W., Schup P.J. Diversity of Actinobacteria associated with the marine Ascidian Eudistoma toealen-sis. Mar Biotechnol 2015;17(4):377-85. DOI: 10.1007/s10126-015-9622-3. PMID: 25678260.

10. Prudhomme M. Biological targets of antitumor indolocarbazoles bearing a sugar moiety. Curr Med Chem Anticancer Agents 2004;4(6):509-21. PMID: 15579016.

11. Pindur U., Kim Y-S., Mehrabani F. Advances in indolo[2,3-a]carbazole chemistry: design and synthesis of protein ki-nase C and topoisomerase I inhibitors. Curr Med Chem 1999;6(1):29-69. PMID: 9873114.

12. Trostmann U., Hartenstein J., Barth H. et al. Патент Германии Ger. Offen DE 4243321 А1, June 23, 1994.

13. Trostmann U., Schaechtele C., Hartenstein J. et al. Патент США 5750555, May 12, 1998.

14. Горюнова О.В., Захарчук Г.М., Жукова О.С. и др. №-дипептидные производные Ш2-рибозил-индоло[2,3-а] карбазола. Биоорганическая химия 2014;40(1):12-9. DOI: 10.7868/ S0132342314010047.

15. Omura S., Sasaki Y., Iwai Y., Takeshima H. Staurosporine, a potentially important

gift from a microorganism. J Antibiot 1995;48(7):535-48. PMID: 7649849.

16. Апрышко Г.Н. Свидетельство о государственной регистрации базы данных «Противоопухолевые отечественные вещества, изученные в РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН»

№ 2013620860. М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, 29 июля 2013 г.

17. Филимонов Д.А., Поройков В.В. Прогноз спектра биологической активности органических соединений. Российский химический журнал 2006;50(2):66-75.

18. Filimonov D.A., Poroikov V.V. Probabilistic approach in activity prediction. In book: Chemoinformatics approaches to virtual screening. Eds.:

A. Varnek, A. Tropsha. Cambridge (UK): RSC Publishing, 2008. Pp. 182-216.

19. Филимонов Д.А., Лагунин А.А., Гло-риозова Т.А. и др. Предсказание спектров биологической активности органических соединений с помощью веб-ресурса PASS Online. Химия гетероциклических соединений 2014;3:483-99.

20. Trepalin S.V., Yarkov A.V. CheD: chemical database compilation tool, internet server, and client for sql servers. J Chem Inf Comput Sci 2001;41(1):100-7. PMID: 11206361. http://www.vcclab. org/lab/alogps.

21. Трещалина Е.М., Жукова О.С., Герасимова Г.К. и др. Методические рекомендации по доклиническому изучению противоопухолевой активности

лекарственных средств. В кн.: Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. М.: Гриф и К, 2012. С. 642-656.

22. Mossman T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods 1983;65(1-2):55-63. PMID: 6606682.

23. Lipinski C.A., Lombardo F., Dominy B.W., Feeney P.J. Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings. Adv Drug Delivery Rev 2001;46(1-3):3-26. PMID: 11259830.

24. Кубиньи Г. В поисках новых соединений-лидеров для создания лекарств. Российский химический журнал 2006;50(2):5-17.

25. Veber D.F., Johnson S.R., Cheng H.Y. et al. Molecular properties that influence the oral bioavailability of drug candidates. J Med Chem 2002;45(12):2615-23.

DOI: 10.1021/jm020017n. PMID: 12036371.

26. Omran Z., Rauch C. Acid-mediated Lipinski's second rule: application

to drug design and targeting in cancer. Eur Biophys J 2014;43(4—5):199—206. DOI: 10.1007/s00249-014-0953-1. PMID: 24687685.