Uz laktāmiem balstītu SARS-CoV-2 Mpro un citu virālo proteīnu inhibitoru izstrāde

• veikta literatūras izpēte, apkopota informācija un sagatavota prezentācija par SARS-CoV-2 cisteīna proteāzes Mpro struktūru un darbības mehānismu;
• precizēti izvēlētie fragmenti bioloģiskās aktivitātes noteikšanai uz SARS-CoV-2 Mpro;
• izstrādātas nepieciešamo fragmentu trans/cis metil-4-etil-1-(metilsulfonil)-5-oksopirolidīna-3-karboksiltāta, (S)-6-amino-2-karbamoil-5-okso-6,7-dihidro-1H,5H-pirazolo[1,2-a]pirazola-3-karbonskābes un 1-benzil-5-metilēn-1,5-dihidro-2H-pirol-2-ona sintēzes shēmas;
• sintezēts 1,5-dihidro-2H-pirol-2-ona atvasinājums, kas bioloģiskajos testu mērījumos tiks izmantots kā kontroles savienojums;
• sintezēti trans/cis pirola atvasinājumi – veikta metil 2-brombutirāta alkilēšanas reakcija, ar tai sekojošu pirolidīna cikla saslēgšanas reakciju.

• noskaidroti apstākļi trans/cis pirola atdalīšanai piemēroti hromatogrāfijas apstākļi un veikta šo izomēru atdalīšana;
• pirazola mērķsavienojuma iegūšanai, veikta pirazola cikla saslēgšanas reakcija, noskaidroti piemērotākie apstākļi aizsarggrupu nošķelšanai un iegūts pirazola amidoatvasinājums;
• balstoties uz iepriekšējiem rezultātiem par beta-laktāma cikla atvēršanos trifluoretiķskābes un sālsskābes klātienē, uzsākta aizsargāta 6-aminopenicilānskābes atvasinājuma sintēze. Minētā atvasinājuma iegūšanai kā aminofunkcijas aizsarggrupa izvēlēta ftalimīdgrupa, bet karbonskābes funkcijas aizsardzībai gan benzilgrupa, gan para-nitrobenzilgrupa.

• atkārtota pirazolo[1,2a]pirazola atvasinājuma sintēzes shēma no terc-butil (S)-(3-okso-1-(2,2,2-trifluoroacetil)pirazolidīn-4-il)karbamāta;
• uzsākta antibiotikas daudzstadiju sintēze. Iegūta (R)-tetrahidrofurān-2-tiokarbonskābe 2 stadiju procesā, kas ietvēra skābes hlorīda iegūšanu no attiecīgās karbonskābes un tai sekojošu tiokarbonskābes nātrija sāls sintēzi;
• no azetidīna ciklu saturošā būvbloka trietilfosfīta klātienē iegūts penema atvasinājums, no kura tālāk, nošķeļot TBDMS un allilaizsargrupas, iegūta beta-laktāma ciklu saturoša antibiotika.

• sintezēts 2-oksopirolidīna ciklu saturoša fragments;
• 2-Oksopirolidīna grupu saturoša mērķsavienojuma iegūšanai veikta estera grupas reducēšana;
• struktūras-aktivitātes likumsakarību noskaidrošanai tika sintezēts mērķsavienojums, kas satur gan (1H-indola-2-karbonil)-L-fenilalanīnu, gan iepriekš sintezēto 2-oksopirolidīna grupu saturošo fragmentu;
• uzsākta (1H-indola-2-karbonil)-L-fenilalanīna atvasinājumu sintēze ar dažādiem β- un y-laktāmu ciklu fragmentiem.

• sintezēts D-cikloserīna fragmentu saturošs (1H-indola-2-karbonil)-L-fenilalanīna atvasinājums;
• sintezēts (2S,3S)-3-amino-2-metil-4-oksoazetidīna-1-sulfonskābes fragmentu saturošs (1H-indola-2-karbonil)-L-fenilalanīna atvasinājums;
• sintezēts (1H-indola-2-karbonil)-L-fenilalanīna atvasinājums ar triciklisku pirazolidinona ciklu saturošu fragmentu. Minētais mērķprodukts tika iegūts 3 stadiju sintēzē;
• Noteiktas sintezēto savienojumu IC50 vērtības. Izvēlēti savienojumi proteīna-inhibitora kinētikas pētījumiem.

• sintezēti pirazolo[1,2a]pirazola fragmenti ar dažādiem amīdgrupas aizvietotājiem no attiecīgās karbonskābes HATU un DIPEA klātienē. Reakciju rezultātā iegūti benzil-, N-metilbenzil-, dibenzil- atvasinājumi;
• uzsākta daudzstadiju vairākas (alanīns, valīns, leicīns) aminoskābes saturoša savienojuma sintēze, kas ietilpst zināmā inhibitora N3 sastāvā;
• iegūts 2-oksopirolidīna atvasinājums – pirmajā stadijā no dimetil-L-glutamāta alkilēšanas ceļā ieguvām nitrila grupu saturošu atvasinājumu;
• veicot nitrila grupas reducēšanu platīna oksīda klātienē, ar tam sekojošu Boc grupas nošķelšanu, tika iegūts 2-oksopirolidīna atvasinājums.

• veikta amīdsaites veidošanas reakcija starp N3 karbonskābes fragmentu un 2-oksopirolidīna atvasinājumu HATU un DIPEA klātienē;
• tika veikta7-ACCA ciklā esošā sēra atoma oksidēšana, izmantojot peroksietiķskābi HCl klātienē. Reakcijas rezultātā tika iegūts atbilstošais sulfoksīds;
• lai pārbaudītu (1H-indola-2-karbonil)-L-fenilalanīna ietekmi uz inhibitoro aktivitāti, sintezējām 2-(benziloksi)etiķskābi, kas tālāk tika izmantota amīdsaites veidošanas reakcijā ar 7-ACCA, T3P klātienē;
• projekta zinātniskie rezultāti tika prezentēti Drug Discovery Conference 2022 konferencē postera formātā.

• uzsākta beta-aminospirtu ar 2,6-aizvietota piperidīna motīvu sintēze – kā izejvielu izmantojot (R)-2-propilpiperidīnu vai attiecīgo (S)-izomēru, veikta 6. pozīcijas litijēšana un sekojoša dažādu elektrofīlu pievienošana;
• lai iegūtu trans-2,6-aizvietotus piperidīnus, kā elektrofīli izmantoti aromātiskie aldehīdi – rezultātā iegūti beta-aminospirti;
• uzsākta beta-aminospirtu, kas satur cis-2,6-aizvietota piperidīna motīvu;
• iegūtajam (R,R)-2-formil-6-propilpiperidīnam vai attiecīgajam (S,S)-izomēram veikta Grinjāra reaģentu (3-fluorfenilmagnija bromīds, 3-hlorfenilmagnija bromīds, 2-fluorfenilmagnija bromīds vai 5-fluorpiridīn-3-il)magnija bromīds) pievienošana.

• turpināta cis-2,6-piperidīna motīvu saturošu beta-aminospirtu sintēze. Pēc aizsarggrupu noņemšanas iegūti kopā 8 beta-aminospirti ar augstu diastereomēro un enantiomēro tīrību;
• veikta jaunākās literatūras izpēte un izstrādāta shēma beta-aminospirtu ar 2,2,6-triaizvietota piperidīna motīvu sintēzei;
• uzsākta beta-aminospirtu ar 2,2,6-triaizvietota piperidīna motīvu sintēze. Kā izejviela izmantota komerciāli pieejamā (R)-2-aminoadipīnskābe vai attiecīgais (S) izomērs;
• rezultāti par iepriekš sintezētajiem beta-aminospirtiem ar 2,4-aizvietota azetidīna motīvu prezentēti konferencē „2nd Drug Discovery Conference”, kas notika 22.-24. septembrī, Rīgā.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās aktivitātes:

• uzsākta sintēzes shēma 2,3-dihidro-1H,5H-pirazolo[1,2-a]pirazol-1-ona atvasinājuma iegūšanai, kas 6. pozīcijā satur terc-butoksikarbonilgrupu, bet 7. pozīcijā satur alliloksikarbonilgrupu;
• ir zināms, ka Mpro inhibēšanas mehānisms ietver kovalentās saites veidošanos starp inhibitoru un proteīnu. Lai noskaidrotu, vai notiek β-laktāma cikla atvēršanās sēra nukleofilu klātienē, veicām eksperimentus, kā modeļizejvielas izmantojot komerciāli pieejamos Faropenemu, 6-APA, 7-ACCA un aizsargātu cisteīnu;
• projekta zinātniskie rezultāti tika prezentēti konferencē The 8th International Electronic Conference of Medicinal Chemistry postera formātā;
• lai pārliecinātos, ka notiek β-laktāma cikla atvēršanās cisteīna nukleofila klātienē, atkārtojām literatūrā aprakstītus apstākļus ar strukturāli līdzīgu savienojumu (Penicilīna V kālija sāls) TEA klātienē dimetilformamīdā.

Publicēts: 12.01.2023.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās aktivitātes:

• lai labāk varētu novērtēt struktūras-aktivitātes 2,3-dihidro-1H,5H-pirazolo[1,2-a]pirazola atvasinājumiem, nolēmām sintezēt savienojumus, kas 3. pozīcijā saturētu aldehīda grupu;
• tika sintezēti pirazolo[1,2a]pirazola fragmenti ar dažādiem amīdgrupas aizvietotājiem no attiecīgās karbonskābes HATU un DIPEA klātienē. Reakciju rezultātā iegūti pirolidīn-un metilēnpiridīna atvasinājumi;
• izstrādāta sintēzes shēma pirazolo[1,2a]pirazola atvasinājuma sintēzei, kas cikla 2. pozīcijā satur nitrila grupu. Pārbaudīti reakciju apstākļi atbilstošā vinilfosfonāta iegūšanai;
• no 13.03.2023 uzsākta mobilitātes vizīte uz Oksfordas Universitāti, Prof. C. J. Schofield grupu.

Publicēts: 12.04.2023.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās aktivitātes:

• turpinās 13.03.2023. uzsāktā mobilitātes vizīte uz Oksfordas Universitāti, Prof. C. J. Schofield grupu. Vizītes ietvaros tika uzsākta sintēzes shēma 6-alkoksiaizvietotu 6 aminopenicilānskābes (6-APA) atvasinājumu iegūšanai;
• projekta zinātniskie rezultāti tika prezentēti konferencē Frontiers in Medicinal Chemistry 2023 postera formātā;
• uzsākts darbs pie 6-alkoksiatvasinājumu otrās sintēzes shēmas. Atrasti piemēroti apstākļi 6-APA un 3,5-di-terc-butil-4-hidroksibenzaldehīdu kondensācijas norisei. Iegūtais produkts tālāk tika oksidēts ar DDQ, iegūstot hinona atvasinājumu, kam sekoja spirta pievienošanas solis;
• sagatavots un iesniegts LV patenta pieteikums;
• projekta zinātniskie rezultāti tika prezentēti tiešsaistes konferencē 3rd Synthesis in Drug Discovery and Development postera formātā;
• veikta publicējamo savienojumu raksturošana – 1H, 13C, optiskā rotācija un AIMS. Publikācijas manuskripta sagatavošana.

Publicēts: 30.06.2023.