QSAR АНАЛІЗ АНТИОКСИДАНТНОЇ АКТИВНОСТІ НОВИХ КОНДЕНСОВАНИХ ПОХІДНИХ НА ОСНОВІ 4-АЗОЛІДОНІВ

  • O. V. Klenina Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького
  • T. I. Chaban Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького
  • V. V. Ogurtsov Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького
  • I. G. Chaban Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького
  • N. S. Seneta Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького
Ключові слова: тіазоло[4, 5-b]піридин-2-они, QSAR аналіз, визначення біологічної активності, молекулярні дескриптори.

Анотація

Мета роботи. Провести QSAR аналіз антиоксидантної активності для ряду N3 заміщених похідних 3H-тіазоло[4,5-b]піридин-2-ону для встановлення об’єктивних характеристик кореляції “структура – антиоксидантна активність” та створення теоретичної платформи для спрямованого синтезу потенційних “лікоподібних” молекул серед похідних даного класу сполук. Оцінити статистичну якість та прогнозуючу здатність одержаних моделей.

Матеріали і методи: обчислення молекулярних дескрипторів, алгоритм систематичного пошуку оптимального набору дескрипторів, метод множинної лінійної регресії, QSAR аналіз.

Результати й обговорення. Проведено QSAR аналіз антиоксидантної активності 29 нових похідних 3H-тіазоло[4,5-b]піридин-2-ону. За результатами проведеного QSAR аналізу було визначено, що антиоксидантна активність досліджуваних сполук залежить головним чином від величин дескрипторів, які визначають двохвимірну (2D) та просторову (3D) структуру їх молекул. Було одержано ряд двох- і трьохпараметричних QSAR моделей. Інтерпретація цих моделей свідчить, що радикалпоглинаюча активність речовин залежить від наявності в їх молекулах певних функціональних груп та структурних фрагментів, зокрема присутність у молекулах речовин структурних фрагментів із сумою топологічних відстаней, рівною 2, термінальні атоми яких мають високі значення електронегативності, є небажаним. Вищому значенню антиоксидантної активності відповідає мінімальний перерозподіл зарядів між кожною парою атомів у молекулі, розташованими на топологічній відстані 6. Активність сполук також зростає, коли важкі атоми знаходяться у молекулярному просторі ближче до центру молекули, причому перевага надається парам важких атомів, топологічна відстань між якими дорівнює 6. Зростання активності речовин відбувається, якщо розсіювання потоку електронів групою атомів буде відбуватися переважно за рахунок атомів з високою електронегативністю. Також було доведено наявність лінійної залежності між активністю сполук та 3D молекулярним розподілом атомних мас, електронегативностей та здатностей до поляризації у сферичних об’ємах з радіусами 7,0-7,5 Å та 14,0-15,0 Å.

Висновки. Висока статистична якість та прогнозуюча здатність одержаних двох- і трьохпараметричних QSAR моделей свідчать про можливість їх подальшого використання для віртуального скринінгу бібліотек похідних тіазоло[4,5-b]піридин-2-ону як потенційних антиоксидантних засобів.

 

Публікація містить результати досліджень, проведених при грантовій підтримці Держаного фонду фундаментальних досліджень за конкурсним проектом № 31411. 

Біографії авторів

O. V. Klenina, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

кандидат фармацевтичних наук, доцент кафедри загальної, біонеорганічної, фізколоїдної хімії

T. I. Chaban, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

кандидат фармацевтичних наук, доцент кафедри загальної, біонеорганічної, фізколоїдної хімії

V. V. Ogurtsov, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

кандидат фармацевтичних наук, доцент, завідувач кафедри загальної, біонеорганічної, фізколоїдної хімії

I. G. Chaban, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

кандидат фармацевтичних наук, доцент, завідувач кафедри фармацевтичної хімії ФПДО

N. S. Seneta, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

студентка 6 курсу фармацевтичного факультету

Посилання

Chaban TI, Ogurtsov VV, Chaban IG, Klenina OV, Komarytsia JD. Synthesis and antioxidant activity evaluation of novel 5,7-dimethyl-3H-thiazolo[4,5-b]pyridines. Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem. 2013;188:1611-20.

Klenina O, Drapak I, Chaban T, Ogurtsov V, Chaban I, Golos I. QSAR studies of some thiazolo[4,5-b]pyridines as novel antioxidant agents: enhancement of activity by some molecular structure parameters. Сhem. & Chem. Techn. 2013;7:397-404.

Klenina O, Chaban T, Zimenkovsky B, Harkov S, Ogurtsov V, Chaban I [et al.]. QSAR modeling for antioxidant activity of novel N3 substituted 5,7-dimethyl-3Н-thiazolo[4,5-b]pyridin-2-ones. Pharmacia. 2017;64(4):49-71.

Chaban T, Klenina O, Harkov S, Ogurtsov V, Chaban I, Nektegaev I. Synthesis of some new N3 substituted 6-phenylazo-3Н-thiazolo[4,5-b]pyridin-2-ones as possible anti-inflammatory agents. Pharmacia. 2017;64(4):16-30.

Ogurtsov V, Chaban T, Klenina O., Chaban I, Komarytsia J. In silico approaches towards rational design of anti-inflammatory agents through thiazolopyridine derivatives. Farmacevt chasop. 2013;1:11-22. Ukrainian.

Klenina OV, Chaban TI, Ogurtsov VV, Chaban IG, Golos IYa. 3D Pharmacophore modeling in the milecules of 5,7-dimethyl-6-phenylazo-3Н-thiazolo[4,5-b]pyridine-2-one derivatives. Journal of organic and pharmaceutical chemistry. 2014;1:60-8. Ukrainian.

Chaban TI, Klenina OV, Zimenkovsky BS, Chaban IG, Ogurtsov VV, Shelepeten LS. Synthesis of novel thiazolo[4,5-b]pyridines as potential biologically active substances. Der Pharma Chemica. 2016;8(19):534-42.

Chaban TI, Ogurtsov VV, Chaban IG, Lebyak MM, Nektegaev IO. Synthesis and anti-exudative activity evaluation 6-amino-5,7-dimethyl-3Н-thiazolo[4,5-b]pyridine-2-one and its 6 arylidene amino derivatives. Farmacevt chasop. 2011; 2: 10-14. Ukrainian.

Chaban T, Klenina O, Drapak I, Ogurtsov V, Chaban I, Novikov V. Synthesis of some novel thiazolo[4,5-b]pyridines and their tuberculostatic activity evaluation.Сhem. & Chem. Techn. 2014;89:287-92.

Chaban TI, Ogurtsov VV, Chaban IG, Konarytsia JD. Synthesis and anti-microbial activity evaluation of some thiazolo[4,5-b]pyridines. Journal of organic and pharmaceutical chemistry. 2012;2:70-6. Ukrainian.

Chaban TI, Panchuk RR, Klenina OV, Skorokhyd NR, Ogurtsov VV, Chaban IG. Synthesis and evaluation of antitumor activity of some thiazolo[4,5-b] pyridines. Biopolymers and Cell. 2012;28:389-96.

Gu L, Jin C. Synthesis and antitumor activity of α-minophosphonates containing thiazole[5,4-b]pyridine moiety. Org. Biomol. Chem. 2012;10:7098-7102.

Kulkarni SS, Newman AH. Discovery of heterobicyclic templates for novel metabotropic glutamate receptor subtype 5 antagonists. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007;17:2987-91.

Lin R, Johnson SG, Connolly PJ, Wetter SK, Binnun E, Hughes TV [et al.] Synthesis and evaluation of 2,7-diamino-thiazolo[4,5-d] pyrimidine analogues as anti-tumor epidermal growth factor receptor (EGFR) tyrosine kinase inhibitors. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2009;19:2333-7.

Komoriya S, Kobayashi S, Osanai K, Yoshino T, Nagata T, Haginoya N [et al.] Design, synthesis, and biological activity of novel factor Xa inhibitors: improving metabolic stability by S1 and S4 ligand modification. Bioorg. Med. Chem. 2006;14:1309-30.

Singh B, Bacon ER, Lesher ER, Robinson S, Pennock PO, Bode DC [et al.]. Novel and potent adenosine 3',5'-cyclic phosphate phosphodiesterase III inhibitors: Thiazolo[4,5-b][1,6]naphthyridin-2-ones. J. Med. Chem. 1995;38:2546-50.

HuperCube, Inc.: http://www.hyper.com HyperChem software. HuperCube, Inc. 1115 NW 4th Street, Gainesville, Fl 32601 USA http://www.hyper.com.

Tetko IV, Gasteiger J, Todeschini R, Mauri A, Livingstone D, Ertl P, et al. Virtual computational chemistry laboratory - design and description. J. Comput. Aid. Mol. Des. 2005;19:453-63.

VCCLAB, Virtual computational chemistry laboratory, http://www.vcclab.org, 2005.

de Oliviera DB, Gaudio AC. BuiltQSAR: A new computer program for QSAR analysis . Quantitative Structure – Activity Relationships. 2000; 19 ( 6): 599-601.

Suleiman MM, Isaev SG, Klenina OV, Ogurtsov VV. Synthesis, biological activity evaluation and QSAR studies of novel 3-(aminooxalyl-amino)- and 3-(carbamoyl-propionylamino)-2-phenylamino-benzoic acid derivatives. J.Chem.Pharm.Res. 2014;6(5):1219-35.

Helguera AM, Combes RD, Gonzalez MP, Cordeiro MN. Application of 2D Descriptors in Drug Design: A DRAGON Tale. Curr. Top. Med. Chem. 2008;8(18):1628-55.

Todeschini R, Consonni V. Molecular descriptors for chemoinformatics. Weinheim (Germany): WILEY-VCH; 2009. 1257 p.

Опубліковано
2018-09-27
Номер
Розділ
СИНТЕЗ БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ СПОЛУК