Analoga Argirelinu modifikovaná triterpeny

Syntéza a analýza analogů Argirelinu
modifikovaných terpeny
Ústav chemie přírodních látek
Jaroslava Šmolíková
školitelé: prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc. ,RNDr. Martin Flegel, CSc.
ÚVOD
Botulotoxin neboli Botox1 je neurotoxin, který je produkován bakteriemi
Clostridium botulinum. Botox patří mezi polypeptidy tvořené dvěma řetězcitěžký řetězec H a lehký řetězec L spojené disulfidickými můstky. Má také velmi
vysokou toxicitou přibližně 10–13 ng/kg (při inhalaci). Využívá se v kosmetice
především na vyhlazení vrásek. V dermatologické praxi je nejvíce využíván
botulotoxin typu A, který je také nejtoxičtější. Aplikace je prováděna pomocí
vpichů přímo do určených míst. Jelikož použití Botoxu nemusí být vždy zdařilé a
efektivita účinku je jen dočasná, hledaly se nové látky s podobnými vlastnostmi.
Mezi ně můžeme zařadit například Argirelin, což je téměř netoxický acetylovaný
hexapeptid odvozený z N-terminální části proteinu SNAP-252. V současné době
je Argirelin vyráběn jako léčivá látka ve firmě
Lipotec a používána
v kosmetických výrobcích. Modifikací struktury Argirelinu se snažíme dosáhnout
zajímavějšího profilu biologické aktivity za pomoci triterpenoidů a ještě vylepšit
jeho účinek proti vráskám. Bylo navrženo několik nových struktur (Tab 1). Tyto
molekuly by mohly mít účinnost podobnou a snad lepší než Argirelin s ohledem
na svou vyšší chemickou stabilitu a hydrofobicitu.
Tab.1 Peptidy - analoga Argirelinu - návrhy
SNAP-25
nepovedená aplikace botoxu
VÝSLEDKY A DISKUSE
Argirelin (1)
Ac-EEMQRR-amid
[Nle3]argirelin (2)
Ac-EE-Nle-QRR-amid
Lys-[desAc 1 ,Nle3] argirelin (3)
KEE-Nle-QRR-amid
Tab.2 Syntéza peptidů na pevné fázi taktikou Fmoc / tertButyl
Ac-NαLys-[ desAc 1 ,Nle3]argirelin (4)
Ac-NαKEE-Nle-QRR-amid
Polymerní nosič
Rink-amid
Ac-NεLys-[ desAc 1 ,Nle3]argirelin (5)
Ac-NεKEE-Nle-QRR-amid
Ac2-Nα,εLys-[ desAc 1 ,Nle3]argirelin (6)
Ac2-Nα,εKEE-Nle-QRR-amid
N(α)-chránění(protekce)
Fmoc
Urs-[ desAc 1 ,Nle3]argirelin (7)
Urs-EE-Nle-QRR-amid
Postranní ochrana řetězce
Arg(Pbf), Gln(Trt), Glu(tBu)
Urs*-NαLys-[ desAc 1 ,Nle3]argirelin (8)
Urs-NαKEE-Nle-QRR-amid
N(α)-deprotekce (odchránění)
20% piperidin/2%DBU/DMF
Urs-NεLys-[ desAc 1 ,Nle3]argirelin (9)
Urs-NεKEE-Nle-QRR-amid
Kondenzační reakce
DIC,TCTU,COMU/DMF s katalyzátorem
Urs2-Nα,εLys-[ desAc 1 ,Nle3]argirelin (10)
Urs2-Nα,εKEE-Nle-QRR-amid
vs.
HOBt, N-methylmorfolin
Modifikace:
Rozhodli jsme se zaměnit Met (methionin) za isosterní Nle (norleucin) pro jeho
větší stabilitu. Argirelin snadno podléhá oxidaci za vzniku sulfoxidu, u analogů s
Nle tomu tak není3. Lepší stabilita nových látek by mohla vést k zajímavějším
biologickým účinkům. V N terminální části peptidu jsme prodloužili sekvenci o Lys
a na jeho aminoskupiny (do pozice α nebo ε) pak navázali kyselinu ursolovou.
Kyselina ursolová a další triterpenoidy jsou často užívány v medicíně a mají hojivé
a protinádorové účinky4.
Odštěpení z nosiče a postranní
95% TFA/voda, precipitace etherem,
odchránění
filtrace. Produkt byl analyzovaný HPLC
Cíle:
Obr.1 HPLC Ac-EE-Nle-QRR-amid, kolona YMC C18 (4,6 x 0,5), průtok 1,5
ml/min, D= 220 nm, Grad 0-60B/30min, ACN/0,01% TFA v H2O
Obr.2 Hmotové spektrum (ESI) Ac-EE-Nle-QRR-amid (Mr =
870,97, m/z = 872.47 (2.0%))
Cílem této práce je dosáhnout lepší chemické
stability u analogů Argirelinu s Nle. Zvýšením
hydrofobicity látek obsahujících ursolovou kys.
dojde k zlepšení kompatibility účinné látky
s předpokládaným krémovým základem, což se
může také projevit ve spektru jejich biologických
účinků.
ZÁVĚR
V této práci byly doposud připraveny v chráněné podobě na polymeru peptidy (2,8,9) a Argirelin jako standard (1). Látky
byly po odštěpení z polymerního nosiče získány zatím v mg množstvích a probíhá jejich příprava ve větším měřítku. Jejich
biologický efekt bude testován in vitro na modelu lidských keratinocytů a také na povrchu prasečí kůže spektrálními
metodami (Konfokálními Ramanovými spektry).
Rozpracovány jsou ještě další analogy odvozené od Argirelinu. Zbytek Lysinu umožní připojení terpenoidů a také
fluorescenčních a UV markerů.
Přehled použité literatury a zdrojů:
1. FRIDRICHOVÁ, Martina. Korekce vrásek aplikací botulotoxinu. Zlín, 2012. Bakalářská práce. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. Vedoucí práce Ing. Markéta Jančíková.
2. GROSICKI, Marek, Gniewomir LATACZ, Annamaria SZOPA, Anna CUKIER a Katarzyna KIEĆ-KONONOWICZ. The study of cellar cytotoxicity of argireline® - an anti-aging peptide. Acta Biochimica Polonica. 2014, 1: 29-32.
3. O’HA, Richard A.J. a Gavin E. REID. Neighboring group versus cis- elimination mechanisms for side chain loss from protonated methionine, methionine sulfoxide and their peptides a,b. Eur. Mass Spectrom. 1999, 5: 325-334.
4. HAJDÚCH, Marián, Petr DŽUBÁK a Jan ŠAREK. Biologické účinky triterpenoidů: Protinádorová aktivita. Klin Farmakol Farm. 2004, (18): 14-21.
Obrázky:
Botox structure „ Od Lacy, D.B., Tepp, W., Cohen, A.C., DasGupta, B.R., Stevens, R.C. (PDB-Bild 3BTA) [CC BY-SA 2.0 de (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/de/deed.en)], via Wikimedia Commons [online]. [cit. 2015-11-17]. Dostupné z: https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3ABotox-structure.png
[online]. [cit. 2015-11-17]. Dostupné z: http://cdn1.evitamins.com/images/products/Skin_by_Ann_Webb/36893/1400/894094001704_1.jpg, http://smartskin.net/media/catalog/product/a/2/a27_3.png , http://www.oregoneyes.net/wp-content/uploads/2014/04/Botox_istock.jpg,
http://previews.123rf.com/images/nikilitov/nikilitov1405/nikilitov140500071/27980238-Glass-Medicine-Vials-and-botox-hualuronic-collagen-or-flu-Syringe-on-a-white-background--Stock-Photo.jpg, https://ci.memecdn.com/859/7730859.jpg, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f5/Protein_SNAP25_PDB_1jth.png/250pxProtein_SNAP25_PDB_1jth.png,