CC BY
18термостабильность образцов, завершался участком термогравиметрической кривой, характерной для стадии их катастрофической деструкции, что свойственно для перекисей или гидроперекисей, которые способны катализировать "лавинообразные" цепные процессы при деструкции.
Таким образом, варьируя соотношением исходных сомономеров, можно регулировать термическую и термоокислительную стабильность
Кафедра органической и биологической химии
получаемых продуктов сополимеризации. Большей термической стабильностью и термоокислительной устойчивостью обладали продукты сопо-лимеризации сомономеров ММА : ДМДААХ, взятых в соотношении в интервале 1:1 - 1,5:1.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бояркина Н.М. и др. Пласт. массы. 1987. № 8. С.17-19.
2. Buranek J. Listy cucrow. 1976. V. 92. N 4. P. 169.
УДК 547.995.15491.6.057
Р.Х. Мударисова*, Л.А. Бадыкова*, Н.С. Макара*, В.А. Бабкин**, Ю.Б. Монаков* ***
МОДИФИКАЦИЯ АРАБИНОГАЛАКТАНА ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ И ЕГО ОКИСЛЕННЫХ ФРАКЦИЙ АМИНОСОДЕРЖАЩИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
("Институт органической химии УНЦ РАН, ""Иркутский институт органической химии СО РАН,
Башкирский государственный университет).
Проведена модификация арабиногалактана и его окисленных фракций аминосо-держащими соединениями: 5-аминосалициловой кислотой, 4-аминосалициловой кислотой и гидразидом изоникотиновой кислоты в присутствии 1-этил-3-[3-(диметил-амино)пропил]карбодиимида. В зависимости от природы полисахаридной фракции получены модифицированные соединения, содержащие 90 - 95% ариламидных групп. Установлено, что модифицированные соединения обладают противоязвенной и противотуберкулезной активностью.
В настоящее время природные полимеры находят широкое применение в медицине и биотехнологии. Одним из интересных направлений в химии полимеров является синтез полимерных лекарственных соединений пролонгированного действия путем присоединения к природным полимерам ковалентными связями низкомолекулярных лекарственных веществ.
Модификация природных соединений, связанная с введением в их структуру лекарственных веществ, способна привести к созданию биологически активных, малотоксичных, легко усваиваемых лечебных препаратов. В этом плане арабиногалактан (АГ) является привлекательным
реагентом, поскольку не только допускает получение водорастворимых форм лекарственных соединений, но и в силу своих мембранотропных свойств предполагает адресную их доставку. Кроме того, сам АГ обладает разнообразной биологической активностью [1-3].
Одним из наиболее известных методов модификации полисахаридов является их конъюгация с первичными аминами в присутствии водорастворимых карбодиимидов [4-7].
Нами исследовано взаимодействие АГ и его окисленных низко-(АГНМ) и высокомолекулярных (АГВМ) фракций с 5-аминосалициловой кислотой (5-АСК), 4-аминосалициловой кислотой
(4-АСК) и гидразидом изоникотиновой кислоты (ГИНК) в водной среде в присутствии 1-этил-3-[3-диметиламино)пропил] карбодиимида (КДИ). АГнм и АГВМ представляют собой продукты окислительной функционализации и деструкции биополимера под действием системы Н2О2+О2 [8]. Содержание уроновых кислот в АГ - 4,7 %, в АГвм - 12%, в АГнм - 76 %.
5-АСК, как и другие салицилаты, является ингибитором синтеза простагландинов и обладает противовоспалительной и противоязвенной активностью, 4-АСК в виде натриевой соли - противотуберкулезное средство. ГИНК является препа-
ратом первого ряда при лечении туберкулеза.
При проведении реакции с предварительным активированием карбоксильных групп исследуемых биополимеров КДИ, с последующим добавлением аминосодержащего соединения, была достигнута лишь 3-5% конверсия СООН-групп в ариламидные, что соответствует литературным данным [4, 5]. Однако, при изменении методики реакции [9] и добавлении 0.8-1.0-эквимольного количества карбодиимида к смеси АГ и соответствующей аминокислоты при рН 4.7-4.8, превращение СООН-групп полимеров в ариламидные достигает 90-95%.
он
• о
сн2
он
соон
о-
он
он
ШЩКДИ рН 4.7-4.8, Н2О
ШЩКДИ рН 4.7-4.8, Н2О
где ШН2 - 5-АСК, 4-АСК, ГИНК.
Анализ спектров 1Н-ЯМР продуктов реакции подтверждает образование конъюгатов биополимеров с аминосодержащими соединениями. В табл. 1 приведены некоторые спектральные характеристики лекарственных препаратов и полученных конъюгатов.
ИК спектры продуктов реакции АГ и его окисленных фракций с 5-АСК и 4-АСК отличаются от спектров исходных полимеров прежде всего наличием интенсивной полосы поглощения, характерной для колебаний бензольного кольца аминосодержащего соединения с частотой 1560 см-1 и полос поглощения, характерных для валентных колебаний карбонильной группы замещенного амида с частотой 1680 см-1. В ИК спектре конъюгата АГ с ГИНК появляется полоса поглощения средней интенсивности 1550 см-1, которая
относится к колебаниям пиридинового кольца гидразида изоникотиновой кислоты.
Содержание лекарственного препарата в конъюгате составило: 5-АСК - 3.0%, 10.0%, 65.0%; 4-АСК - 2.8%, 9.0%, 63.0%; ГИНК - 2.9%, 8.5%, 61.0% для АГ, АГВМ и АГНМ, соответственно.
Синтезированные конъюгаты биополимеров с аминосодержащими соединениями были испытаны на специфическую биологическую активность. В результате проведенных фармакологических испытаний установлено, что конъюгат на основе окисленной высокомолекулярной фракции с 5-АСК обладает противоязвенной активностью (табл. 2), а конъюгаты с 4-АСК и ГИНК - противотуберкулезной активностью (табл. 3).
Острая токсичность арабиногалактана и его окисленных фракций составила более 5000 мг/кг,
о
н
п
полученных конъюгатов - 1000 мг/кг, т.е. исследуемые вещества относятся к умеренно и слаботоксичным соединениям 3-4 группы.
Таблица 1
Сравнительная характеристика исходных препаратов и полученных конъюгатов Table. 1. The comparative characteristic of initial preparations and obtained conjugates
По данным исследований, проведенных на модели экспериментальной язвы желудка, вызванной индометацином, модифицированная высокомолекулярная фракция проявляет высокую противоязвенную активность. Она уменьшает образование деструкций в 2.8 раза по сравнению с контролем, и в 2 раза по сравнению с группой получавшей Вентер (табл. 2).
Таблица 2
Противоязвенная активность АГвм и конъюгата на
его основе с 5-аминосалициловой кислотой Table. 2. Anti ulcerous activity of high-polymeric fraction of arabynogalaktane and its conjugate with 5-aminosalicylic acid
В результате туберкулостатических испытаний установлено, что конъюгаты АГ и его окисленных фракций с 4-АСК и ГИНК обладают актив -ностью на уровне свободного препарата (табл. 3).
Таблица 3
Противотуберкулезная активность конъюгатов АГ и его окисленных фракций с 4-аминосалициловой кислотой и гидразидом изоникотиновой кислоты Table. 3. Anti tubercular activity of arabynogalaktane conjugate of and its oxidized fractions with 4-
aminosalicylic acid and isonicotinic acid hydrazide
Соединение Доза, мкг/мл Количество колоний
АГ 5 0-20
АГВМ 5 20-100
АГнм 5 20-100
АГ+4-АСК+КДИ 5 0-20
АГвм+4-АСК+КДИ 5 0-20
АГнм+4-АСК+КДИ 5 0-20
4-АСК 5 0-20
АГ+ГИНК+КДИ 1 0-20
АГВМ+ГИНК+КДИ 1 0-20
АГНМ+ГИНК+КДИ 1 0-20
ГИНК 1 0-20
Контроль - <100
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В эксперименте использовали арабинога-лактан с молекулярной массой 40000, выделенный водной экстракцией из древесины лиственницы сибирской [1, 10, 11]. Выделение и очистку АГ от растворимых в воде фенольных соединений, в том числе дигидрокверцетина, проводили на полиамидном сорбенте. При этом получали водный раствор полисахарида, содержащий флавоноиды в следовых количествах (0.01-0.05% вес). Синтез и структура окисленных фракций арабиногалактана были изучены ранее в работе [8]. Спектры ЯМР :Н регистрировали на спектрометре БЯиКБЯ АМХ-300 с рабочей частотой 300 МГц, растворитель - Б20. ИК спектры записывали на спектрофотометре "8ресоМ М-80" в вазелиновом масле. УФ спектры водных растворов соединений снимали в кварцевых кюветах толщиной 1 см относительно воды на спектрофотометре "8ресоМ М-40". Для контроля рН растворов использовали рН-метр АНИОН 4100. Содержание аминокислоты в реакционных смесях определяли методом нитрито-метрии.
Общая методика получения конъюгатов. К смеси 120 мг (0.3 ммоль) АГ или его окисленных фракций и 120 мг (0.3 ммоль) соответствующей аминокислоты в 30 мл Н2О добавляли 0.1 н №0Н до рН 4.7-4.8. Затем при интенсивном перемешивании и температуре 21-23 °С вносили 43.1 мг
Соединение Доза, мг/кг Количество деструкций
АГвм 50 15.8±2.7
5-АСК 50 9.3±1.72
АГвм+5-АСК+КДИ 50 6.8±0.91
Омез 10 7.1±0.83
Вентер 20 14.4±1.9
Контроль - 19.2±2.4
Характеристика соединений rnh2 Характеристика конъюгатов АГ-TONHR
Формула УФ спектр: (Н2О, Imax, нм) УФ спектр: (Н2О, Imax, нм) Хим. сдвиги протонов остатков аминов, м.д.
conh-nh2 /к
и гидразид изонико-тиновой кислоты 266 263 8.0 и 8.9 уш. с
oh . /
h2n^ "v-cooh 265, 299 267, 304 6.9-7.5 уш. с
4-аминосалициловая кислота
cooh .—/
H2N/ y-oh 5-аминосалициловая кислота 304 315 7.0, 7.7 и 8.1 уш. с
(0.225 ммоль) карбодиимида, поддерживая рН реакционной среды в пределах 4.7-4.8 титрованием 0.1 н HCl. Через 2 часа к реакционной смеси последовательно добавляли 0.1 н NaOH (до рН 7), 46 мл насыщенного раствора NaCl и 120-150 мл этанола, после чего охлаждали до 0°С. Осадок отделяли центрифугированием, растворяли в 10 мл 6% NaCl и добавляли 40 мл этанола. Вновь выпавший осадок центрифугировали, промывали этанолом, затем эфиром и сушили при температуре 60°С и пониженном давлении. Получили 110130 мг соответствующих продуктов реакции в виде белых порошков с розовым оттенком, растворимых в воде.
Определение острой токсичности АГ, его окисленных фракций и продуктов модификации проводили на белых беспородных мышах и крысах по методу Кербера при однократном внутри-желудочном введении.
Противоязвенное действие исследуемых соединений изучали на белых беспородных крысах массой 180-200 г на модели экспериментальной язвы желудка, вызванной индометацином. Исследуемые соединения в дозе 50 мг/кг и препараты сравнения вводили перорально за 1 час до введения индометацина. В качестве препаратов сравнения использовали Вентер и Омез. О противоязвенной активности судили по уменьшению количества деструкций слизистой оболочки желудка.
Изучение противотуберкулезной активности исследуемых соединений проводили в опытах in vitro с использованием культур микобактерий человеческого типа Mycobacterium tuberculosis.
Туберкулостатическую активность определяли методом серийных разведений с использо-
ванием плотной яичной среды Левенштейна — Йенсена, к которой (перед свертыванием) добавляли исследуемые соединения. Суспензию культур готовили по бактериальному стандарту мутности 500 млн микробных тел в миллилитре (5 единиц). Полученную взвесь в количестве 0.2 мл засевали в пробирки с питательной средой, содержащей 5 мкг/мл испытываемых соединений, и без них, для контроля. Инкубировали в термостате 21 сутки при температуре 37°С. Эффект оценивался по количеству выросших колоний в пробирках. Изучение действия исследуемых соединений проводили параллельно в 6 пробирках на каждое соединение.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антонова Г.Ф., Усов А.И. // Биоорг. хим. 1984. № 10. С. 1664-1669.
2. Kiyohara H., Yamada H. // Carbohydrate Res. 1989. V. 193. N 10. P. 173-192.
3. Оводов Ю.С., Оводова Р.Г., Лоенко Ю.Н. // Химия природн. соед. 1983. № 6. С. 675-694.
4. Cera C. et al. // Int. J. Biol. Macromol. 1988. V. 10. P. 513555.
5. Danishefsky I., Siscovic E. // Carbohydrate Res. 1971. V. 16. P. 199-205.
6. Vercruysse K.P. et al. // Bioconjugate Chem. 1997. V. 8 (5). P. 686-694.
7. Luo Yi., Prestwich G.D. // Bioconjugate Chem. 1991. V. 2. P. 232-241.
8. Борисов И.М. и др. // Изв. РАН. Сер. хим. 2004. № 2. С. 305.
9. Понеделькина И.Ю. и др. Способ получения модифицированных гликозаминогликанов, обладающих аналь-гезирующими свойствами. Патент РФ №2283320. Б.И. № 25 (2006).
10. Оводов Ю.С. // Биоорг. химия. 1998. Т. 24. № 7. С. 483-501.
11. Арифходжаев А. О. // Химия природн. соед. 2000. № 3. С. 185-197.
