Противокоронавирусная активность азометинов, тиенопиримидинов и производных диметоксихиназолин-4(3Н)-она
Чиряпкин А.С.,
Кодониди И.П.,
Поздняков Д.И.
Аннотация
В статье приводятся результаты изучения противокоронавирусной активности азометиновых производных 2-амино-4,5,6,7-тетрагидро-1-бензотиофен-3-карбоксамида, 2-замещенных 5,6,7,8- тетрагидробензо[4,5]тиено[2,3-В]пиримидин-4(3И)-она и производных 6,7- диметоксихиназолин-4(3Н)-она.
Ключевые слова: COVID-19, азометины, пиримидины, хиназолиноны, протеазы, противовирусная активность
Abstract
The article presents the results of studying the anticoronavirus activity of azomethine derivatives of 2-amino-4,5,6,7-tetrahydro-1-benzothiophene- 3-carboxamide, 2-substituted 5,6,7,8-tetrahydrobenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine-4(3H)-one and derivatives of 6,7-dimethoxyquinazoline-4(3H)- one.
Keywords: COVID-19, azomethines, pyrimidines, quinazolinones, proteases, antiviral activity
Появление новой коронавирусной инфекции SARS-CoV-2 в конце декабря 2019 года привело к пандемии и оказало существенные нагрузки на систему здравоохранения. Данное вирусное заболевание характеризуется высокой контагинозностью и различными степенями тяжести протекания. В первую очередь новая коронавирусная инфекция поражает дыхательную систему человека. Наиболее распространенными симптомами инфекции являются повышение температуры тела, кашель и общее недомогание. Далее у человека начинается выделение мокроты, появляется головная боль и одышка. Картина заболевания SARS-CoV-2 схоже с пневмонией, так как в первую очередь поражаются легкие. Также зачастую у инфицированных COVID-19 встречаются в патогенезе заболевания желудочно-кишечные расстройства, например, диарея [1].
Сейчас активно продолжается поиск эффективных протоколов лечения вирусной инфекции, которые заключаются в подборе наиболее рациональной комбинации лекарственных средств. Также активно ведутся научные исследования по разработке новых органических веществ, которые будут специфично воздействовать на биологические мишени COVID-19. В качестве биологических мишеней для действия противовирусных средств против SARS-CoV-2 можно выбрать две вирусные протеазы: главная протеаза (Mpro) и папаино-подобная протеаза (PLpro). Главная протеаза SARS-CoV-2 Mpro отвечает за индуцированный вирусом апоптотический сигнал, а PLpro-за удаление убиквитина и ISG15 из белков клетки-хозяина, что помогает коронавирусам уклониться от врожденных иммунных реакций хозяина. Таким образом, ингибирующее воздействие на данные протеазы SARS-CoV-2 может снизить активность вирусной репликации и приводить к нарушению жизнедеятельности вируса в инфицированных клетках [2].
Как известно, производные пиримидина проявляют широкий спектр биологической активности. В частности, среди группы этих органических соединений присутствуют представители, которые обладают выраженным противовирусным действием. Так, в медицинской практике профилактики и лечения различных инфекций используются зидовудин, ламивудин, трифлуридин, ацикловир. [3]. Помимо пиримидинов, имеются литературные данные, указывающие, что производные хиназолинона могут обладать противовирусной активностью, в частности против SARS-CoV-2. Они проявляют хорошую эффективность в ингибировании синтеза РНК, обусловленного РНК-зависимой РНК-полимеразой SARS-CoV-2 в совокупности с низкой их токсичностью [4].
В качестве объектов исследования выступают ранее синтезированные азометиновые производные 2-амино-4,5,6,7-тетрагидро-1-бензотиофен-3- карбоксамида [5, 6] и советующие продукты их циклизации - 2-замещенные тетрагидробензо[4,5]тиено[2,3-й]пиримидин-4(3Я)-она [7, 8]. Также проводилось изучение производных 6,7-диметоксихиназолин-4(3Я)-она, содержащих остатки аминокислот и дипептидов [9]. Общая формула:
Рисунок 1. Общая формула изучаемых соединений
протокол лечение лекарственный противокоронавирусный
Оценка ингибирующей активности проводилась in vitro в отношении главной протеазы (Mpro) SARS-Cov-2 и папаино-подобной протеазы (PLpro) SARS-Cov-2. Методика заключалась в инкубировании серии разведений анализируемого соединения с хромогенным пептидным субстратом Mpro или PLpro с дальнейшим измерением оптической плотности полученных смесей при 450 нм. Степень ингибирования ферментативной активности рассчитывали по разнице оптической плотности опытной/контрольной и холостой проб в %. На основании полученных результатов строили кривую зависимости «ингибирующая активность - logC» и рассчитывали коэффициент полуингибиции (IC50) в цМ/мл методом пробит-анализа. Все тесты выполнены в триплетном варианте с расчетом M ± SEM (среднее ± стандартная ошибка среднего).
Для азометиновых производных 2-амино-4,5,6,7-тетрагидро-1- бензотиофен-3-карбоксамида противовирусная активность не сильно выражена. Наибольшей способность ингибировать активность главной и папаино-подобной протеаз COVID-19 обладает азометиновое производное, содержащее остаток 3,5-дибром-2-гидроксифенила. Что касается 2- замещенных 5,6,7,8-тетрагидробензо[4,5]тиено[2,3-й]пиримидин-4(3Я)-она, то сочетание гидрокси- и метоксигрупп с тетрагидротиенопиримидиновым ядром привело к проявлению данными соединениями выраженных противовирусных свойств. Так, для 2-(4-гидрокси-3-метоксифенил-5,6,7,8- тетрагидробензо[4,5]тиено[2,3-й]пиримидин-4(3Я)-она IC50 Pro SARS-Cov-2 составляет 0.08±0.015 мкМ/мл, а IC50 MPpro SARS-Cov-2 равна 0.03 ± 0.0016 мкМ/мл. Для всех проанализированных производных 6,7- диметоксихиназолин-4(3Н)-она характерна высокая способность ингибировать протеазы SARS-Cov-2. Наиболее выражена она у соединения, которое включает в свое строение пропил и остаток глицилтриптофана.
Таким образом, в ходе проведенного исследования выявлены соединения, которые обладают выраженной противокоронавирусной активностью, и, следовательно, они являются перспективными соединениями для дальнейшего фармакологического изучения.
Использованные источники
1. Rothan H.A., Byrareddy S.N. The epidemiology and pathogenesis of coronavirus disease (COVID-19) outbreak // Journal of Autoimmunity. - 2020. - Vol. 109. - P. 102433.
2. Rothan H.A., Teoh, T.C. Cell-Based High-Throughput Screening Protocol for Discovering Antiviral Inhibitors Against SARS-COV-2 Main Protease (3CLpro) // Mol Biotechnol. - 2021. - Vol. 63. P. 240- 248.
3. Самотруева М.А., Цибизова А.А., Ясенявская А.Л., Озеров А.А., Тюренков И.Н. Фармакологичсекая активность производных пиримидинов // Астраханский медицинский журнал. 2015. - Т. 10, №1. - С. 12-29.
4. Zhao J., Zhang Y., Wang M., et al. Quinoline and Quinazoline Derivatives Inhibit Viral RNA Synthesis by SARS-CoV-2 RdRp // ACS Infectious Diseases. - 2021. - Vol. 7, No6. - P. 1535-1544.
5. Чиряпкин А.С., Кодониди И.П., Ларский М.В. Целенаправленный синтез и анализ биологически активных азометиновых производных 2 -амино-4,5,6,7- тетрагидро-1-бензотиофен-3-карбоксамида // Разработка и регистрация лекарственных средств. - 2021. - Т. 10, №2. - С. 19-25.
6. Chiriapkin A.S., Kodonidi I.P., Pozdnyakov D.I., Zolotych D.S. Synthesis and QSAR of new azomethine derivatives as agents for the treatment of Alzheimer's disease // Pharmacologyonline. - 2021. - Vol. 3. - P. 563-584.
7. Chiriapkin A., Kodonidi I., Pozdnyakov D. Targeted Synthesis and Study of Antityrosinase Activity of 2-Substituted Tetrahydrobenzo [4,5] Thieno [2,3-d] Pyrimidine- 4(3H)-One // Iran J Pharm Res. - 2022. - Vol. 21, No. 1. - P. e126557.
8. Chiriapkin, A.S., Kodonidi I.P., Pozdnyakov D.I., Glushko A.A. Synthesis, in vitro and docking studies of 2-substituted 5,6,7,8-tetrahydrobenzo [4,5] thieno[2,3- d] pyrimidine-4(3H)-one derivatives as agents for the treatment of Alzheimer's disease // Chimica Techno Acta. - 2022. - Vol. 9, No. 2. - P. 20229204.
9. Chiriapkin A.S., Kodonidi I.P., Pozdnyakov D.I. Synthesis and evaluation of cerebroprotective activity of novel 6,7-dimethoxyquinazolin-4(3H)-one derivatives containing residues of amino acids and dipeptides // Chimica Techno Acta. - 2022. - Vol. 9, No. 2. - P. 20229212.