Нові сполуки конденсованого 1,2,4-триазину: молекулярне моделювання, синтез та біотестування

Abstract

Мета. Розширити спектр біологічно активних сполук 1,2,4-триазино[5,6-b][1,4]бензотіазинів (1,2,4-ТБТ) та виявити з-поміж них інгібітори синтезу РНК. Методи. Неемпірична квантово-хімічна оптимізація структури 3-оксо-1,2,4-ТБТ фрагментно-орієнтованим заміщенням, їхній молекулярний докінг у віртуальну мішень, раціональний хімічний синтез теоретично спрогнозованих речовин та їхнє тестування у модельній ферментативній системі транскрипції. Результати. Отримано низку похідних 1,2,4-ТБТ із замісниками у бензольному і триазиновому циклах базової молекули. Тестування сполук у системі транскрипції in vitro ДНК-залежною РНК-полімеразою бактеріофага Т7 визначило структурно- та концентраційно-залежне пригнічення ними синтезу РНК. Для всіх досліджуваних сполук експериментальні дані задовільно корелюють з результатами віртуального скринінгу. Найефективнішим інгібітором виявився 3-оксо-8-бутил-1,2,4- ТБТ, який у концентрації 6 мкг/мл забезпечує повне блокування транскрипції. Висновки. Аналіз даних тестування дозволяє припустити, що пригнічення синтезу РНК обумовлено зв’язуванням 3-оксо-8-бутил-1,2,4-ТБТ як з неасоційованою РНК-полімеразою, так і з РНК-полімеразою у складі транскрипційного комплексу.

Aim. The addition of the new biologically active compounds to the series of the 1,2,4-triazino[5,6-b] [1,4]benzothiazine (1,2,4-TBT) derivatives and reveal among them the RNA synthesis inhibitors. Methods. The methods of structure optimization the 3-oxo-1,2,4-TBT by fragment-oriented substitution, the molecular doking of the new structures in a virtual target, the rational chemical synthesis of the theoretically prognoses compounds and their testing in the model transcription in vitro. Results. The series of 1,2,4-TBT derivatives with substituents in the benzene and triazine cycles of the base molecule were synthesized. Testing of the synthesized compounds in in vitro transcription system directed by T7 RNA polymerase revealed the structure- and concentration-dependent inhibition of the RNA synthesis by some of compounds. The experimental and virtual screening data for all investigated compounds have a good correlation. It was found that most effective derivative is the 3-oxo-8-butyl-1,2,4-TBT which completely inhibited transcription at the concentration of 6 mg/ml. Conclusions. Analysis of the testing data allows us to assume that the inhibition of the RNA synthesis is caused by binding of the 3-oxo-8-butyl-1,2,4-TBT both as to free RNA polymerase molecules, as to those consisting in transcriptional complex with DNA.

Цель. Расширить спектр биологически активных соединений в ряду производных 1,2,4-триазино[5,6-b][1,4]бензотиазина (1, 2,4-TБT) и выявить среди них ингибиторы синтеза РНК. Методы. Неэмпирическая, квантово-химическая оптимизация структуры 3-оксо-1,2,4-ТБТ фрагментно-ориентированным замещением, молекулярный докинг новых структур в виртуальную мишень, рациональный химический синтез теоретически спрогнозированных веществ и их тестирование в модельной ферментативной системе транскрипции. Результаты. Получена серия производных 1,2,4-ТБТ с заместителями в бензольном и триазиновом циклах базовой молекулы. Тестирование веществ в системе транскрипции in vitro ДНК-зависимой РНК-полимеразой бактериофага Т7 определило структурно- и концентрационно-зависимое ингибирование синтеза РНК. Для всех исследованных соединений экспериментальные данные удотвлетворительно коррелируют с результатами виртуального скрининга. Наиболее эффективным ингибитором оказался 3-оксо-8-бутил-1,2,4-ТБТ, который в концентрации 6 мкг/мл обеспечивает полное блокирование транскрипции. Выводы. Анализ данных тестирования позволяет предположить, что угнетение синтеза РНК обусловлено связыванием 3-оксо-8-бутил-1,2,4-ТБТ как с неассоциированной РНК-полимеразой, так и с РНК-полимеразой в составе транскрипционного комплекса.