Novel Hydrophilic Conjugates of Chlorin e6 with Fructose: Synthesis and Estimation of Photodynamic Activity

  • Marina V. Mal'shakova
  • Yana I. Pylina
  • Dmitry V. Belykh
Ключевые слова: Метилфеофорбид а, хлорин е6, фруктоза, цитотоксичность, алкилирование

Аннотация

Литературные данные свидетельствуют о том, что конъюгаты природных и синтетических порфиринов с углеводами являются перспективными противоопухолевыми фотосенсибилизаторами (ФС). Наличие моносахаридных фрагментов на периферии порфиринового макроцикла приводит к увеличению биодоступности и увеличивает их поглощение раковыми клетками. Нами синтезированы новые гидрофильные конъюгаты хлорина е6 с фруктозой путем алкилирования аминогрупп амидов хлорина е6 трифлатом 2,3:4,5-ди-О-изопропилиден-β-D-фруктопиранозы с последующим удалением диизопропилиденовой защиты 70% водным раствором трифторуксусной кислоты. Во всех случаях происходит моноалкилирование, что позволяет хемоселективно вводить один фрагмент фруктозы для каждой аминогруппы, присутствующей в исходном хлорине. Для большинства исследованных соединений возможно получение раствора, содержащего не менее 0.2 мг/мл, без использования вспомогательных веществ, что указывает на возможность получения водорастворимых форм. Показано, что синтезированные конъюгаты проявляют выраженную фото-динамическую активность в концентрациях, при которых темновой цитотоксический эффект не наблюдается (в качестве тест-объектов использовали культуры раковых клеток HeLa, A549, HT-29).

Литература

Koifman O.I., Ageeva T.A., Kuzmina N.S., Otvagin V.F., Nyuchev A.V., Fedorov A.Yu., Belykh D.V., Lebedeva N.Sh., Yurina E.S., Syrbu S.A., Koifman M.O., Gubarev Y.A., Bunin D.A., Gorbunova Yu.G., Martynov A.G., Tsivadze A.Yu., Dudkin S.V., Lyubimtsev A.V., Maiorova L.A., Kishalova M.V., Petrova M.V., Sheinin V.B., Tyurin V.S., Zamilatskov I.A., Zenkevich E.I., Morshnev P.K., Berezin D.B., Drondel E.A., Kustov A.V., Pogorilyy V.A., Noev A.N., Eshtukova-Shcheglova E.A., Plotnikova E.A., Plyutinskaya A.D., Morozova N.B., Pankratov A.A., Grin M.A., Abramova O.B., Kozlovtseva E.A., Drozhzhina V.V., Filonenko E.V., Kaprin A.D., Ryabova A.V., Pominova D.V., Romanishkin I.D., Makarov V.I., Loschenov V.B., Zhdanova K.A., Ivantsova A.V., Bortnevskaya Yu.S., Bragina N.A., Solovieva A.B., Kuryanova A.S., Timashev P.S. Macroheterocycles 2022, 15, 207-302. https://doi.org/10.6060/mhc224870k

Singh S., Aggarwal A., Bhupathiraju N.V.S.D.K., Arianna G., Tiwari K., Michael C. Chem. Rev. 2015, 115, 10261-10306. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00244

Pereira P.M.R., Silva S., Ramalho J.S., Gomes C.M., Girao H., Cavaleiro J.A.S., Ribeiro C.A.F., Tome J.P.C., Fernandes R. Eur. J. Cancer 2016, 68, 60-69. https://doi.org/10.1016/j.ejca.2016.08.018

Tome J.P.C., Silva E.M.P., Pereira A.M.V.M., Alonso C.M.A., Faustino M.A.F., Neves M.G.P.M.C., Tomeґ A.C., Cavaleiro J.A.S., Tavares S.A.P., Duarte R.R., Caeiroc M.F., Valdeira M.L. Bioorg. Med. Chem. 2007, 15, 4705-4713. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2007.05.005

Pereira P.M.R., Rizvi W., Bhupathiraju N.V.S.D.K., Berisha N., Fernandes R., Tome J.P.C., Drain C.M. Bioconjugate Chem. 2018, 29, 306-316. https://doi.org/10.1021/acs.bioconjchem.7b00636

Grin M.A., Lonin I.S., Larkina A.A., Ol'shanskaya E.S., Makarov A.I., Sebyakin Y.L., Guryeva L.Y., Toukach P.V., Kononikhin A.S., Kuzmin V.A., Mironov A.F. J. Porphyrins Phthalocyanines 2009, 13, 336-345. https://doi.org/10.1142/S1088424609000425

Silva S., Pereira P.M.R., Silva P., Almeida P.F.A., Faustino M.A.F., Cavaleiro J.A.S., Tome J.P.C. Chem. Commun. 2012, 48, 3608-3610. https://doi.org/10.1039/c2cc17561d

Zheng G., Graham A., Shibata M., Missert J.R., Oseroff A.R., Dougherty T.J., Pandey R.K. J. Org. Chem. 2001, 66, 8709-8716. https://doi.org/10.1021/jo0105080

Pandey S.K., Zheng X., Morgan J., Missert J.R., Liu T.H., Shibata M., Bellnier D.A., Oseroff A.R., Henderson B.W., Dougherty T.J., Pandey R.K. Mol. Pharmaceutics 2007, 4, 448-464. https://doi.org/10.1021/mp060135x

Iqbal Z., Masilela N., Nyokong T., Lyubimtsev A., Hanack M., Zieglerb T. Photochem. Photobiol. Sci. 2012, 11, 679-686. https://doi.org/10.1039/c2pp05348a

Bennion M.C., Burch M.A., Dennis D.G., Lech M.E., Neuhaus K., Fendler N.L., Parris M.R., Cuadra J.E., Dixon C.F., Mukosera G.T., Blauch D.N., Hartmann L., Snyder N.L., Ruppel J.V. Eur. J. Org. Chem. 2019, 38, 6496-6503. https://doi.org/10.1002/ejoc.201901128

Otvagin V.F., Kuzmina N.S., Krylova L.V., Volovetsky A.B., Nyuchev A.V., Gavryushin A.E., Meshkov I.N., Gorbunova Y.G., Romanenko Y.V., Koifman O.I., Balalaeva I.V., Fedorov A.Yu. J. Med. Chem. 2019, 62, 11182-11193. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.9b01294

Kuzmina N.S., Otvagin V.F., Krylova L.V., Nyuchev A.V., Romanenko Y.V., Koifman O.I., Balalaeva I.V., Fedorov A.Yu. Mendeleev Commun. 2020, 30, 159-161. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2020.03.009

Arja K., Elgland M., Appelqvist H., Konradsson P., Lindgren M., Peter K., Nilsson R. ChemistryOpen 2018, 7, 495-503. https://doi.org/10.1002/open.201800020

Klingenburg R., Stark C.B.W., Wiehe A. Org. Lett. 2019, 21, 5417-5420. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.9b01542

Godlewski B., Baran D., Robichon M., Ferry A., Ostrowskia, S., Malinowski M. Org. Chem. Front. 2022, 9, 2396-2404. https://doi.org/10.1039/D1QO01909K

Dixon C.F., Nottingham A.N., Lozano A.F., Sizemore J.A., Russell L.A., Valiton C., Newell K.L., Babin D., Bridges W.T., Parris M.R., Shchirov D.V., Snyder N.L., Ruppel J.V. RSC Adv. 2021, 11, 7037-7042. https://doi.org/10.1039/D0RA10793J

Damiano C., Gadolini S., Intrieri D., Lay L., Colombo C., Gallo E. Eur. J. Inorg. Chem. 2019, 41, 4412-4420. https://doi.org/10.1002/ejic.201900829

Rosa M., Jedryka N., Skorupska S., Grabowska-Jadach I., Malinowski M. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 11321-11333. https://doi.org/10.3390/ijms231911321

Lee H.G., Dhamija A., Das C.K., Park K.M., Chang Y.T., Schäfer L.V., Kim K. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 62, e202214326. https://doi.org/10.1002/anie.202214326

Malachowska M., Sperduto C., Darmostuk M., Montic D., Venanzic M., Mancinid G., D'Acunto C.W., Králová J., Ruml T., Wimmer Z., Drašar P.B. J. Porphyrins Phthalocyanines 2016, 20, 773-784. https://doi.org/10.1142/S1088424616500875

Kataoka H., Nishie H., Hayashi N., Tanaka M., Nomoto A., Yano S., Joh T. Ann. Transl. Med. 2017, 5, 183. https://doi.org/10.21037/atm.2017.03.59

Mal'shakova M.V., Velegzhaninov I.O., Rasova E.E., Belykh D.V. J. Porphyrins Phthalocyanines 2021, 25, 137-144. https://doi.org/10.1142/S1088424621500048

Mal'shakova M.V., Rasova E.E., Velegzhaninov I.O., Belykh D.V. Russ. Chem. Bull. 2022, 71, 531-537. https://doi.org/10.1007/s11172-022-3444-z

Mal'shakova M.V., Pylina Y.I., Belykh D.V. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2019, 29, 2064-2069. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2019.07.019

Liu H., Heaney A.P. Expert Opin. Ther. Targets 2011, 15(9), 1049-1059. https://doi.org/10.1517/14728222.2011.588208

Kenner G.W., McCombie S.W., Smith K.M. J.S.C. Perkin I. 1973, 2517-2523. https://doi.org/10.1039/p19730002517

Khudyaeva I.S., Shevchenko O.G., Belykh D.V. Russ. Chem. Bull. 2020, 69, 742-750. https://doi.org/10.1007/s11172-020-2827-2

Belykh D.V., Mal'shakova M.V. Butlerov Commun. 2014, 39, 35-42.

Mal'shakova M.V., Belykh D.V., Yudina Yu. A., Zavadskaya K.A., Khudyaev V.M., Kuchin A.V. Russ. Chem. Bull. 2011, 60, 719-728. https://doi.org/10.1007/s11172-011-0112-0

Isaac-Lam M.F., Mee A.D. ACS Omega 2019, 4, 2907-2920. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b02323

Movsisyan L.D., Schȁfer E., Nguyen A., Ehrmann F.R., Schwab A., Rossolini T., Zimmerli D., Wagner B., Daff H., Heine A., Klebe G., Diederich F. Chem. Eur. J. 2018, 24, 9957-9967. https://doi.org/10.1002/chem.201801756

Pylina Y.I., Shadrin D.M., Shevchenko O.G., Startseva O.M., Velegzhaninov I.O., Belykh D.V., Velegzhaninov I.O. Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 103-116. https://doi.org/10.3390/ijms18010103

Lindhagen E., Nygren P., Larsson R. Nat Protoc. 2008, 3, 1364-1369. https://doi.org/10.1038/nprot.2008.114

Опубликован
2023-10-19
Как цитировать
Mal’shakova, M., Pylina, Y., & Belykh, D. (2023). Novel Hydrophilic Conjugates of Chlorin e6 with Fructose: Synthesis and Estimation of Photodynamic Activity. Макрогетероциклы/Macroheterocycles, 16(3), 204-210. https://doi.org/10.6060/mhc235221b
Раздел
Порфирины