1. JCCT
  2. Всі випуски
  3. Випуск 17, Номер 4, 2023
  4. Створення, синтез і біологічна активність похідних 4-тіохіноліну

Створення, синтез і біологічна активність похідних 4-тіохіноліну

JCCT.
2023;
Випуск 17, Номер 4
: cc. 774 - 785
https://doi.org/10.23939/chcht17.04.774
Автори:
  1. Anna Bohdan
  2. Yanina Romanenko
  3. Mikhail Zavhorodnii
  4. Maryna Kornet
  5. В. І. Шупенюк
  6. Amaladoss Nepolraj
  7. Olena Klimova
  8. Oleksandr Brazhko
1
Zaporizhzhia National University, Faculty of Biology
2
Zaporizhzhia National University, Faculty of Biology
3
Khortytsia National Academ
4
Zaporizhzhia National University, Faculty of Biology; Institute of Organic Chemistry and Macromolecular Chemistry, Heinrich-Heine-University Düsseldorf
5
ДВНЗ “Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника”
6
Department of Chemistry, PGP College of Arts and Science Paramathi, Namakkal
7
Zaporizhzhia National University, Faculty of Biology
8
Zaporizhzhia National University, Faculty of Biology

Одним із перспективних напрямів у створенні біорегуляторів є моделювання сполук, що поєднують декілька фармакофорів. Створення новихвисокоефективних і малотоксичних цитопротекторів значною мірою базується на похідних азотовмісних гетероциклів, серед яких значну роль відіграє хінолін. Проведені дослідження дозволили оцінити токсичність досліджуваних сполукinsilico, invitro та invivo, що дало змогу визначити декілька факторів, які впливають на рівень токсичної дії похідних 4-тіохіноліну,і напрям пошуку нетоксичних речовин у цьому ряду сполук. Досліджувані 4-тіохіноліни показали в експерименті помірну антирадикальну дію,поступаючись референтному антиоксиданту – ацетилцистеїну. Найбільш активними сполуками є похідні 7-хлор-4-тіохіноліну із залишками пропанової кислоти в 4-муположенні – 2-(7-хлорхінолін-4-ілтіо)пропанова кислота та натрієва сіль 2-аміно-3-((7-хлорхінолін-4-іл)тіо)пропанової кислоти. Антиоксидантна дія цих сполук була вищою,ніж тіотриазолін (препарат порівняння) на 27 % та 41 % відповідно. Досліджувані сполуки показали високу захисну дію при Н2О2-індукованому окисному стресі щодо чоловічої сперми за основними показниками фертильності сперми.Встановлено, що сполуки із залишками янтарної кислоти, цистеаміну або цистеїну в структурі молекули не поступаються препаратам порівняння. У середньому 2-((7-хлорхінолін-4-іл)тіо)бурштинова кислота та 2-((хінолін-4-іл)тіо)етанамінудигідрохлоридперевищували препарат порівняння ацетилцистеїн і були на рівні з аскорбіновою кислотою.

4-тіохіноліни
PASS-прогноз
токсичність
антиоксидаційна активність
захист сперматозоїдів
  1. Saklayen, M.G. The Global Epidemic of the Metabolic Syndrome. Curr. Hypertens. Rep. 2018,20, 12. https://doi.org/10.1007/s11906-018-0812-z
  2. Martins, A.D.; Majzoub, A.; Agawal, A. Metabolic Syndrome and Male Fertility. World J. Men's Health2019, 37, 113–127. https://doi.org/10.5534/wjmh.180055
  3. Barati, E.; Nikzad, H.; Karimian, M. Oxidative Stress and Male Infertility: Current Knowledge of Pathophysiology and Role of Antioxidant Therapy in Disease Management. Cell. Mol. Life Sci.2020, 77, 93–113. https://doi.org/10.1007/s00018-019-03253-8
  4. Sanocka, D.; Kurpisz, M. Reactive Oxygen Species and Sperm Cells. Reprod. Biol. Endocrinol.2004, 2, 12. https://doi.org/10.1186/1477-7827-2-12
  5. Ursini, F. Oxygen, Sulfur, Selenium, Iron and Lipid Peroxidation: How GPx4 Controls Cell Life and Death. Free Radic. Biol. Med. 2019, 139, S3–S3.
  6. Yadav, V.; Reang, J.; Sharma, V.; Majeed, J.; Sharma, P. C.; Sharma, K.; Giri, N.; Kumar, A.; Tonk, R. K. Quinoline-Derivatives as Privileged Scaffolds for Medicinal and Pharmaceutical Chemists: A Comprehensive Review. Chem. Biol. Drug Design 2022, 100, 389–418. https://doi.org/10.1111/cbdd.14099
  7. Brazhko, O.A.; Omelyanchik, L.O.; Zavgorodniy, M.P.; Martynovsky, M.P. Khimiya ta biolohichnaaktyvnistʹ 2(4)-tiokhinolinivi 9-tioakrydyniv;ZNU:Zaporizhzhia, 2013.
  8. Zeleke, D.; Eswaramoorthy, R.; Belay, Z.; Melaku, Y. Synthesis and Antibacterial, Antioxidant, and Molecular Docking Analysis of Some Novel Quinoline Derivatives. J Chem2020,2020, 1324096.https://doi.org/10.1155/2020/1324096
  9. Ali, M.M.A.; Suriyan, G.U.; Surya, K.J.; Mani, K.S. Synthesis of Bioactive Quinoline Appended Spiro Pyrrolidinesas Antioxidants. J. Heterocycl. Chem. 2023, 60,1558–1564.https://doi.org/10.1002/jhet.4699
  10. Haeusler, I.L.; Chan, X.H.S; Guerin, P.J. The Arrhythmogenic Cardiotoxicity of the Quinoline and Structurally Related Antimalarial Drugs: A Systematic Review. BMC Med.2018, 16, 200. https://doi.org/10.1186/s12916-018-1188-2
  11. Kang, S.K.; Woo, J.; Cho, S.; Lee, S,E.; Kim, Y.K.; Yoon, S.S. Synthesis of Benzo[g]quinoline Derivatives and Their Electroluminescent Properties. J. Nanosci. Nanotechnol.2019,19, 4543–4548. https://doi.org/10.1166/jnn.2019.16687
  12. Hu, Y.Q.; Gao, C.; Zhang, S. Quinoline Hybrids and Their Antiplasmodial and Antimalarial Activities. Eur. J. Med. Chem. 2017, 139, 22–47. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2017.07.061
  13. Brazhko, O.; Gencheva V.; Kornet M.; Zavgorodniy, M. Modern Aspects of Creating of Drugs Based QuS-Program Development;LAP LAMBERT Academic Publishing, 2020.
  14. Kornet, M.M.; Brazhko, О.А., Zavhorodniy M.P.; Tkach, V.V.; Kruglyak, O.S.; de Oliveira, S.C. Electrochemical Determination of Antioxidant Activity of New 4-Thiosubstituted Quinoline Derivatives with Potential Radioprotecting Properties. Biointerface Res. Appl. Chem.2021,11, 9148–9156. https://doi.org/10.33263/BRIAC112.91489156
  15. Bogdan, A.M.; Brazhko, S.; Labenska, I.B.; Brazhko, O.A. Acute Toxicity and Hypoglycemic Activity of 7-Chloro-4-thio-substituted Quinoline. Bulletin of Zaporizhzhia National University. Biological Sciences2019, 1, 23–30. https://doi.org/10.26661/2410-0943-2019-1-03
  16. Brazhko, O.O.; Zavgorodny, M.P.; Kruglyak, O.S.; Omeljanchik, L.O.; Shapoval, G.A.Antioxidant Activity of Alkoxy Derivatives of (Quinoline-4-ylthio)carboxylic Acids. UkrBiochem J2015, 87, 95–102.https://doi.org/10.15407/ubj87.02.095
  17. Yang, R.; Ma, Y.; Huang, T.; Xie, W.; Zhang, X.; Huang, G.; Liu, X. Synthesis and Antifungal Activities of 4-Thioquinoline Compounds. Chinese J Org Chem2018, 38, 2143–2150. https://doi.org/10.6023/cjoc201801024
  18. Chen, J.; Lu, J.; Xie, F.; Huang, L. QuinolineMercaptoacetate Sulfonamide Derivative, Intermediate, Pharmaceutical Derivative or Formulation, and Preparation Method and Use Therefor. WO2022242782 A1, November 24, 2022.
  19. Metelytsia, L.; Hodyna, D.; Dobrodub, I.; Semenyuta, I.; Zavhorodnii, M.; Blagodatny, V.; Brazhko, O.; Design of (Quinolin-4-ylthio)carboxylic Acids as New Escherichia coli DNA Gyrase B Inhibitors: Machine Learning Studies, Molecular Docking, Synthesis and Biological Testing. ComputBiolChem2020, 85, 107224. https://doi.org/10.1016/j.compbiolchem.2020.107224
  20. Lagunin, A.; Zakharov, A.; Filimonov, D. QSAR Modelling of Rat Acute Toxicity on the Basis of PASS Prediction. Mol. Inform. 2011, 30, 241–250. https://doi.org/10.1002/minf.201000151
  21. Brazhko, O.A.; Zavgorodniy, M.P.; Kornet, M.M.; Lagron, A.V.; Dobrodub, I.V. Synthesis and Biological Activity of Derivatives (2-Methyl(phenyl)-6-R-quinolin-4-yl-sulphanyl)carboxylic Acid. Sci. Rev.[Online] 2018, 7, 8–10. (accessed Nov 10, 2022).
  22. Brazhko, O.A.; Zavgorodniy, M.P.; Dobrodub, I.V.; Omelyanchik, L.O.; Gencheva, V.I.; Novosad, N.V.; Brazhko, O.O. SposibOtrymannya A(Heteryl-(Tio))-BurshtynovoyiKysloty. Pat. Ukraine 60110, June 10, 2011.
  23. Brazhko, O.A.; Kornet, M.M.; Zavgorodniy, M.P. S-(Azaheteryl)tsysteaminy ta Yikh Soli. Pat. Ukraine 97937, March 26, 2012.
  24. Toxicity Estimation Software Tool (TEST).Washington: U.S. Environmental Protection Agency.https://www.epa.gov/chemical-research/toxicity-estimation-software-tool-... (accessed 2022-10-21).
  25. Web service for predicting acute toxicity of compounds to mammals. https://www.epa.gov/chemical-research/toxicity-estimation-software-tool-... (accessed 2023-04-20).
  26. Reznikov, O.G. Zahalʹni etychni pryntsypy eksperymentiv na tvarynakh. Pershyynatsionalʹnyykonhres z bioetyky. Endocrinology2003,8, 142–145.
  27. Stefanov, O.V. Doklinichnidoslidzhennyalikarsʹkykhzasobiv (metodychnirekomendatsiyi);Avitsena:Kyiv, 2001.
  28. Gubskiy, Yu.I.;Dunayev, V.V.; Bulenichev, I.F. Metodyotsinkyantyoksydantnykhvlastyvosteyfiziolohichnoaktyvnykhspoluk pry initsiatsiyivilʹnoradykalʹnykhprotsesiv in vitro (metodychnirekomendatsiyi); Kiev, 2002.
  29. PASS. http://www.ibmh.msk.su/PASS(accessed 2023-04-17).
  30. Filimonov, D.A.; Lagunin, A.A.; Gloriozova, T.A.; Rudik, A.V.; Druzhilovskii, D.S.; Pogodin, P.V.; Poroikov, V.V. Prediction of the Biological Activity Spectra of Organic Compounds Using the Pass Online Web Resource. Chem.Heterocycl. Compd. 2014, 50, 444–457. https://doi.org/10.1007/s10593-014-1496-1
  31. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes. Strasbourg: Council of Europe, 1986. http://www.arsal.ro/wp-content/uploads/2017/02/ETS-123-1.pdf(accessed 2023-01-11).
  32. Rudik, A.; Dmitriev, A.; Lagunin, A.; Filimonov, D.; Poroikov, V. MetaPASS: A Web Application for Analyzing the Biological Activity Spectrum of Organic Compounds Taking into Account Their Biotransformation. Mol. Inform. 2021, 40, 2000231. https://doi.org/10.1002/minf.202000231