Jaunu selēnenzīmu inhibitoru izveide

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• veikta literatūras analīze par zināmiem un patentētiem tioredoksīnreduktāžu izoformu (TrxR1 un TrsR2) inhibitoriem, to iedarbības mehānismiem un selektivitāti;
• balstoties uz literatūras datu izpēti, kā piemērotākie potenciālo TrxR1 inhibitoru pētījumu uzsākšanai tika izvēlēti 3,4-dineaizvietoti kumarīna atvasinājumi;
• piedalīšanās on-line zinātniskajā seminārā “Topicalities in antibacterial drug design” 29.09-30.09.2020;
• analizējot literatūrā pieejamos analoģiskos iegūšanas ceļus, veikta sintēzes shēmas izstrāde 3,4-dineaizvietotu kumarīnu iegūšanai;
• veiktas pirmas reakcijas 3,4-dineaizvietotu kumarīnu iegūšanai, izmantojot semi-tioestera metodi katalītiskās bāzes klātienē;
• noskaidrots, ka iegūto produktu attīrīšanas process ir apgrūtināts ar blakusproduktu veidošanos, kas varēja ietekmēt iznākumu. Izmantojot šo pieeju, tika iegūti un pilnībā noraksturoti 6 mērķa savienojumi.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• balstoties uz literatūras datu izpēti, iesākām kumarīnu sintēzi, izmantojot alternatīvu pieeju. Tika iegūti un noraksturoti vairāki kumarīnu atvasinājumi;
• ar nolūku paplašināt 3,4-dineaizvietoto kumarīnu klāstu, paralēli tika pārbaudīta metode, balstīta uz fenola atvasinājumu reakciju ar propīnskābi trifluoretiķskābes klātienē. Rezultātā, izmantojot dažādas sintētiskās metodes, tika iegūti un pilnībā noraksturoti 38 jauni kumarīna atvasinājumi;
• sagatavoti mērķa savienojumu stock-šķīdumi DMSO bioloģiskās aktivitātes noteikšanai;
• TrxR1 inhibēšanas spēja ar inhibitora koncentrāciju c=0.2mM tika noteikta 28 savienojumiem. Mērījumi tika veikti divos piegājienos, lai samazinātu kļūdas varbūtību;
• izdarīti provizoriski secinājumi par struktūras-aktivitātes kopsakarībām.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• balstoties uz iepriekš iegūtiem rezultātiem, tiek paplašināta 3,4-dineaizvietotu kumarīnu bibliotēka ar jauniem analogiem, izmantojot iepriekš izstrādātas procedūras. Mērķa savienojumiem bija uztaisīti stock-šķīdumi DMSO un visi sintezētie potenciālie inhibitori tika pakļauti bioloģiskiem testiem, izmantojot komerciāli pieejamu TrxR rekombinēto enzīmu;
• izpētīta un apkopota literatūra par zināmiem 1,2-ditiolānu atvasinājumiem un bioloģisko aktivitāti pretvēža terapijā. Sintētiskās stratēģijas izstrāde 1,2-ditiolānu atvasinājumu iegūšanai, ko varēja realizēt, izmantojot 3-bromo-2(bromometil)propionskābi kā izejvielu vai vairāku stadiju gaitā modificējot komerciāli pieejamo dietilmalonātu;
• veiktas pārbaudes reakcijas abu iepriekš izstrādāto stratēģiju pārbaudei. Izmantojot dibromopropionskābi tika iegūts 1,2-ditiolāns (Asparagusic skābe) 50 mg apjomā.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• veikta Asparagusic skābes attīrīšanas procesa optimizēšana, izmantojot Biotage. Piemeklēti un salidzināti dažādi sametināšanas reaģenti ( HATU, EDCI), kas ļauj iegūt 1,2-ditiolāna atvasinājumus ar labākiem iznākumiem. Iegūti divi 1,2-ditiolāna arilsaturošie potenciālie inhibitori;
• no 2021.gada 7.līdz 9.jūlijam dalība tiešsaistes konferencē "56th International Conference on Medicinal Chemistry (RICT 2021)" ar posteri "’’COUMARIN: SMALL MOLECULES TARGETING THIOREDOXIN SYSTEM";
• iegūti vairāki 1,2-ditiolāna atvasinājumi, kas satur gan aril-, gan alkilaizvietotājus. Sagatavoti stock-šķīdumi un noteikta bioloģiskā aktivitāte iegūtiem Asparagusic skābes saturošiem savienojumiem. Secināts, ka 1,2-ditiolānu atvasinājumi nav efektīvi Trx inhibitori.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• veikta zinātniskās literatūras izpēte par iespējamiem tioredoksīnreduktāzes inhibitoriem. Balstoties uz iegūtiem teorētiskiem datiem, secināts, ka dabasvielas Santamarine analogiem piemīt augstā bioloģiskā aktivitāte pret TrxR;
• izplānota 3-metilēnheksahidrobenzofurān-2(3H)-ona sintēzes shēma un uzsākta tās realizēšana;
• iepriekš iegūto datu apkopošana, abstrakta un postera sagatavošana tiešsaites konferencei The 7th International Electronic Conference on Medicinal Chemistry 2021;
• veikts darbs pie alternatīvas sintētiskās pieejas izstrādes ar nolūku iegūt Santamarine fragmentu un to analogus ar aktivēto exo-dubultsaiti. Konstatējām, ka exo-dubultsaiti var ievietot sintētiskas pārvērtības sākumā, izmantojot pieejamo metal-3-bromo-2-(bromometil)propanoātu, bāzi un ciklisko ketonu.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• turpināta santamarīna fragmentu un to analogu sintēze;
• izstrādāta keto-grupas reducēšanas metode, izmantojot CeCl3/NaBH4;
• sintezēti un pilnīgi noraksturoti vairāki jauni savienojumi, no kuriem 6 vielas ir gala savienojumi, kas tiks izmantoti bioloģiskajos pētījumos;
• uzsākts darbs pie 3-metilēnhroman-2-ona sintētiskās shēmas izstrādes. Noskaidrots, ka izmantojot Claisen pārgrupēšanu, var iegūt vēlamos starpproduktus ar augstiem iznākumiem, kuri tika pakļauti iekšmolekulārai laktonizēšanas reakcijai.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• tiek turpināts darbs pie 3-metilēnhroman-2-ona atvasinājumu bibliotēkas iegūšanas, iekļaujot 3-metēntiohroman-2-onus un 3-metēn-3,4-dihidrohinolīn-2(1H)-onus;
• 1,2-Ditiolāna fragmentu saturošu savienojumu bibliotēkas iegūšana un to inhibēšanas aktivitātes uz Trx1 noteikšana, izmantojot DTNB metodi;
• pārbaudīti vairāki iespējamie aza/tio-Claisen pārgrupēšanās reakcijas apstākļi;
• no 13.05.2022. – mobilitāte Monpeljē Univirsitātes J.-Y. Wenum laboratorijā. Iepazīšanās ar kolektīvu, darba plānu uz 11 nedēļām, kā arī literatūras pētījums par karbonanhidrāžu inhibitoriem.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• mobilitātes turpinājumā izstrādāta metode jaunu bora saturošu savienojumu sintēzei (benzoksaborinīni);
• realizēta potenciālu pretvēža aģentu iegūšana (benzoksaborinīns), to struktūru pierādīšana, kā arī stabilitātes noteikšana;
• turpināts darbs pie benoksaborinīnu atvasinājumu iegūšanas. Mobilitātes gaitā iegūti 8 iepriekš neaprakstīti savienojumi, tika pierādīta tā struktūra un sagatavots pilns spektrometriskais apraksts;
• Darbs pie apskatraksta manuskripta sagatavošanas par 1,2-ditiolānu saturošiem savienojumiem. Publikācijas manuskripta sagatavošana par kumarīnu atvasinājumiem kā potenciāliem Trx1 inhibitoriem.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• darbs pie apskatraksta manuskripta sagatavošana par 1,2-ditiolānu saturošiem savienojumiem;
• piedalīšanas konfencē: Drug Discovery Conference 2022, Rīga ar stenda referātu “Synthesis and Biological Evaluation of Potent Thioredoxin Reductase Inhibitors”;
• veikta kumarīnu atvasinājumu bibliotēkas pārstāvju atkārtotā pārbaude uz TrxR1 bioloģisko aktivitāti, un IC50 noteikšana aktīvākajiem pārstāvjiem;
• sintētiskais darbs pie 3-metilēnhroman-2-ona atvasinājumu bibliotēkas iegūšanas. Izstrādāta sintētiskā pieeja aizvietotāju ievadīšanai metilēnhromanona 6. pozīcijā, kas ļautu iegūt aktīvākus šīs sērijas analogus.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• apskatraksta par ditiolānsaturošiem analogiem iegūšanu un izmantošanu medicīnas ķīmijā pirmā iesniegšana publicēšanai;
• turpināts darbs pie ditiolānsavienojumu bibliotēkas paplašināšanas;
• iegūto savienojumu primārās TrxR1 aktivitātes noteikšana ar kalorimetrisko metodi, izmantojot DTNB un NADPH;
• struktūras-aktivitātes kopsakarības un stabilitātes noteikšana 1,2-ditiolāna saturošiem analogiem. Tika noskaidrots, ka savienojumi kristalizējas fizioloģiskajos apstākļos, kas varētu būt šķērslis tālākai sērijas attīstībai.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• publikācijas manuskripta par kumarīnu atvasinājumu izmantošanu tioredoksīnreduktāzes inhibēšanai un to struktūras-aktivitātes kopsakarības noteikšanu;
• mobilitāte uz Florences Universitāti, pieredzes apmaiņa C. Supurāna grupā, realizētas jaunu karbonanhidrāžu inhibitoru sintēze un kopīgas publikācijas un apskatraksta apspriešana par bora-saturošiem karbonanhidrāzes inhibitoriem;
• realizēta 3-metilēnhroman-2-ona sintēze un iegūto savienojumu struktūru pierādīšana;
• apskatraksta ”Asparagusic acid – a unique approach towards effective cellular uptake of therapeutics. Application, biological targets and chemical properties” pieņemšana publicēšanai  ChemMedChem;
• manuskripta par kumarīna atvasinājumiem „Exploration of 3,4-unsubstituted coumarins as thioredoxin reductase 1 inhibitors for cancer therapy” iesniegšana publicēšanai.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

• dalība seminārā ‘A4L Skills academy 2023’, Ļubljana, Slovēnija. Semināra laikā tika attīstītas prasmes strādāt komandā un zinātnisko prezentāciju tehnika;
• sagatavots manuskripts par jauniem, līdz šim neaprakstītiem hroman-2-onu atvasinājumiem ar izteiktu TrxR inhibēšanas spēju: „Design, synthesis and bioactivity evaluations of 3-methylenechroman-2-one derivatives as novel class of thioredoxin reductase (TrxR) inhibitors”.

Publicēts: 30.06.2023.