Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ СТРУКТУРЫ С ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТЬЮ N– АЛКИЛЗАМЕЩЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ АНТРАНИЛОВОЙ КИСЛОТЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОЭФФИЦИЕНТА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОКТАНОЛ-ВОДА

Коркодинова Л.М. 1 Андрюков К.В. 1 Вейхман Г.А. 1 Ендальцева О.С. 1 Визгунова О.Л. 1
1 ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия»
Определены значения коэффициента распределения октанол-вода (logP) 17 соединений ряда N- алкилзамещенных производных антраниловой кислоты спектрофотометрическим методом. Проведен регрессионный анализ и получено 3 корреляционных уравнения, связывающих logP с экспериментально определенной противовоспалительной активностью (ПВАэксп). С целью проверки пригодности составленных корреляционных уравнений для прогнозирования ПВА экспериментально определены константы липофильности 7 новых соединений. Рассчитаны значения прогнозируемого противовоспалительного действия с помощью полученных уравнений. Экспериментально определены значения ПВАэксп исследуемых 7 соединений, которые в результате проведенных биологических испытаний являются активными. Для проведения оценки прогнозирования ПВА в сравнении с экспериментально определенными значениями вычислены значения средней квадратичной ошибки прогноза. В результате проверки выявлено, что использование уравнений линейной и логарифмической зависимостей S = 9,90 и S = 9,44 соответственно приводит к более точным результатам прогнозирования ПВАэксп. По итогам оценки качества прогноза можно сделать вывод, что рассчитанные уравнения (1) и (2) могут быть использованы в дальнейших исследованиях для целенаправленного синтеза новых активных соединений с противовоспалительным действием в ряду N- алкилзамещенных производных антраниловой кислоты.
N-алкилзамещенные производные антраниловой кислоты
константа липофильности (logP)
противовоспалительная активность
структура–активность.
1. Вуколов Э.А. Основы статистического анализа. Практикум по статистическим методам и исследованию операций с использованием пакетов STATISTICA и EXCEL: учебное пособие. – 2-е изд., испр. и доп. – М., 2008. – С. 161–189.
2. Ландау М.А. Молекулярный механизм действия физиологически активных соединений. – М., 1981. – С. 153–158.
3. Матюшин А.А. Оценка липофильности некоторых антиоксидантов нового поколения / А.А. Матюшин, Д.А. Царев, М.А. Григоренко // Фармация. – 2008. – № 5. – C. 23–29.
4. Марданова Л.Г. Биологическая активность и взаимосвязь «структура – действие» некоторых метаболитов триптофана и их производных: дис. … д-ра фармац. наук. – Пермь: Пермск. гос. фармац. академия, 2003. – 338 с.
5. Раевский О.А. Дескрипторы молекулярной структуры в компьютерном дизайне биологически активных веществ // Успехи химии. – 1999. – Т. 68. – № 6. – С. 555–575.
6. Avdeef A. Absorption and Drug Development, Wiley-Interscience, Hobroken, NJ. – 2003. – 287 p.
7. Kubinyi. H. QSAR: Hansch Analisys and Related Approaches // Wiley-VCH, Weinheim. – 1993. pp. 21–56.
8. Leo A. Some advantages of calculating octanol-water partition coefficients // J. Pharm. Sci. – 1987. – Vol. 76. – P. 166–168.

Липофильность – физико-химический параметр, вызывающий большой интерес в QSAR исследованиях благодаря значительной роли в описании динамических и фармакокинетических аспектов действия биологически активных соединений [5]. Многие из процессов распределения веществ зависят от способности их пересечь мембраны, которая измеряется количественно константой распределения в системе 1 – октанол-вода (logP) [7]. Вещества с большим значением logP высоколипофильны и легко проникают через клеточную мембрану, а с низкой – не способны к проникновению в клетку [2, 3].

Цель данной работы заключается в установлении количественной зависимости между экспериментально определенными значениями коэффициента распределения октанол – вода (logPэксп) и величиной противовоспалительной активности (ПВА). Объектом исследования являются производные антраниловой кислоты, при атоме азота которых содержатся ацильные, аллильный или 3-хлорбутен-2-ильный заместители, под общим названием N–алкилзамещенные производные антраниловой кислоты (17 соединений).

pic_92.wmf

X = H, R1 = NHCH2CH = CH2, R2 = H, R3 = COCH2Cl (I); X = H,R1 = NHCH2CH = CH2, R2 = H, R3 = COCH2CH2CH3 (II); X = H, R1 = OH, R2 = H,R3 = COCH2Cl (III); X = Br, R1 = NH2, R2 = H, R3 = COCH2Cl (IV); X = Br, R1 = NH2,R2 = H, R3 = COCH2CH2CH2Cl (V); X = Br, R1 = NHCH2CH = CH2, R2 = H, R3 = COCH2CH2Cl (VI); X = H, R1 = OH, R2 = H, R3 = COCONHCH2CH = CH2 (VII); X = H, R1 = OH, R2 = H, R3 = COCH3 (VIII); X = H, R1 = OH, R2 = H, R3 = CH2CH = CH2 (IX); X = H, R1 = OH, R2 = H, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (X); X = H, R1 = NHC6H4(4-Br), R2 = H, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XI); X = H, R1 = NHC6H4(2-CH3), R2 = H, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XII); X = H, R1 = NHC6H4(4-Br), R2 = COCH3, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XIII); X = H, R1 = NHC6H5, R2 = H, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XIV); X = H, R1 = NHC6H4(2-CH3), R2 = COCH3, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XV); X = H, R1 = NHC6H4(4-ОCH3), R2 = COCH3, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XVI); X = H, R1 = NHCH2CH2OH, R2 = H, R3 = COCONHCH2CH = CH2 (XVII).

Для изучения количественной зависимости фармакологического действия от физико-химических свойств соединений экспериментально определены величины коэффициента распределения октанол–вода (log Pэксп) спектрофотометрическим методом [6, 8]. Полученные результаты и их метрологические характеристики (S – стандартное отклонение среднего результата, ±∆log P средний и – значение относительной погрешности среднего результата при уровне значимости (α = 0,05)) для 17 соединений этого ряда (I–XVII), приведены в табл. 1. Значения log Pэксп лежат в интервале от 0,56 до 3,20.

Для исследования связи структура – противовоспалительная активность использовали значения ПВАэксп ( %), определенные через 4 часа, а для соединений ПВАэксп, которых определено через 3 и 5 часов, среднее значение (табл. 1).

С целью установления корреляционной зависимости между константой липофильности и ПВАэксп был проведен регрессионный анализ с использованием программы Statistica 6. В результате составлены три однопараметровых уравнения линейной, логарифмической и квадратичной регрессии (табл. 2), значимость которых была доказана с помощью вычисленного значения р, при α = 0,05, критериев Фишера и Стьюдента.

Для того чтобы проверить прогнозирующую способность составленных регрессионных уравнений, определены значения log Pэксп семи новых соединений из ряда N-алкилзамещенных производных антраниловой кислоты (XVIII–XXIV) (табл. 3).

pic_93.wmf

X = H, R1 = NH2, R2 = H, R3 = CH2CH = CH2 (XVIII); X = H, R1 = NHC6H4(3-CH3), R2 = H, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XIX); X = H, R1 = NHC6H4(4-CH3), R2 = H, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XX); X = H, R1 = NHC6H5, R2 = COCH3, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XXI); X = H, R1 = NHC6H4(3-CH3), R2 = COCH3, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XXII); X = H, R1 = NHC6H4(4-CH3), R2 = COCH3, R3 = CH2CH = C(Cl)CH3 (XXIII); X = H, R1 = NHC6H4(4-Cl), R2 = COCH3, R3 = CH2CH = CH2 (XXIV).

Таблица 1

Противовоспалительная активность и константы липофильности N–алкилзамещенных производных антраниловой кислоты (I–XVII)

Соединение

Метрологические характеристики log Pэксп

ПВАэксп, %

log Pэксп средний

S

±∆log Pэксп средний

Eqn1.wmf

I

1,48

0,0176

0,08

2,97

39,85

II

1,82

0,0167

0,07

2,27

25,00

III

0,78

0,0120

0,05

3,84

33,50

IV

2,05

0,0120

0,05

1,45

44,95

V

2,08

0,0176

0,08

2,11

38,75

VI

2,73

0,0153

0,07

1,39

47,50

VII

0,99

0,0120

0,05

3,03

14,50

VIII

0,56

0,0100

0,04

4,44

24,90

IX

1,87

0,0176

0,08

2,35

37,00

X

1,47

0,0153

0,07

2,58

48,50

XI

1,47

0,0219

0,09

3,70

18,90

XII

3,20

0,0120

0,05

0,93

59,00

XIII

2,35

0,0153

0,07

1,61

40,40

XIV

2,70

0,0186

0,08

1,71

62,00

XV

2,70

0,0318

0,14

2,92

50,10

XVI

2,27

0,0233

0,10

2,56

42,40

XVII

1,14

0,0176

0,08

3,85

39,00

Таблица 2

Корреляционные уравнения взаимосвязи значений констант липофильности с ПВАэксп

№ п/п

Корреляционное уравнение

N

R

F

t

p

1

ПВАэксп = 15,305 + 12,825∙log P

17

0,742

18,42

2,56

0,00064

2

ПВАэксп = 29,402 + 42,773∙log (log P)

17

0,686

13,37

8,23

0,00234

3

ПВАэксп = 25,293 + 3,474∙log P2

17

0,758

20,33

6,76

0,00042

Таблица 3

Константы липофильности N–алкилзамещенных производных антраниловой кислоты (XVIII–XXIV)

Соединение

Метрологические характеристики log Pэксп

log Pэксп средний

S

±∆log Pэксп средний

Eqn1.wmf

XVIII

1,73

0,0186

0,08

2,66

XIX

2,82

0,0203

0,09

1,79

XX

2,71

0,0203

0,09

1,85

XXI

2,30

0,0219

0,09

2,36

XXII

2,80

0,0208

0,09

1,85

XXIII

2,62

0,0120

0,05

1,14

XXIV

2,84

0,0145

0,06

1,27

Полученные результаты ПВАрассч и доверительные интервалы индивидуального предсказанного значения (ΔПВАрассч) приведены в табл. 4. Доверительный интервал индивидуального предсказанного значения рассчитывали по формуле (1) [1]:

Eqn2.wmf (1)

где t0,05 – коэффициент Стьюдента при уровне значимости (α = 0,05); n – число наблюдений в уравнении (n = 17); k – число оцениваемых параметров регрессионной модели (k = 2); m – независимая переменная, используемая в уравнении регрессии (log P); S – среднее квадратичное отклонение ошибок наблюдений; Eqn3.wmf – значение независимой переменной (log P), используемой в расчётах; Eqn4.wmf – среднее значение независимой переменной (log P), входящей в расчётную модель; Eqn5.wmf – сумма квадратов отклонений независимой переменной (log P), используемой в расчётной модели.

Теоретически рассчитанные величины ПВА соединений (XVIII–XXIV) подтверждены экспериментальными данными, которые представлены в табл. 4.

Таблица 4

Теоретически рассчитанные и экспериментальные значения ПВА N-алкилзамещенных производных антраниловой кислоты (XVIII–XXIV)

Соединение

ПВАрассч, %

ПВАэксп, %

уравнение (1)

уравнение (2)

уравнение (3)

ПВАрассч

ΔПВАрассч

ПВАрассч

ΔПВАрассч

ПВАрассч

ΔПВАрассч

XVIII

37,49

17,01–57,98

39,58

17,35–61,82

35,69

15,77–55,62

51,6

XIX

51,47

30,11–72,83

48,66

25,48–71,84

52,92

32,15–73,69

53,6

XX

50,06

28,89–71,23

47,92

24,95–70,90

50,81

30,22–71,40

40,6

XXI

44,80

24,15–65,46

44,87

22,45–67,30

43,67

23,58–63,76

57,3

XXII

51,22

29,89–72,54

48,53

25,39–71,67

52,53

31,79–73,27

49,7

XXIII

48,91

27,88–69,94

47,29

24,47–70,12

49,14

28,69–69,59

45,4

XXIV

51,73

30,33–73,12

48,79

25,57–72,01

53,31

32,50–74,12

56,8

При сопоставлении значений противовоспалительной активности ПВАрассч с ПВАэксп, выявлено, что все значения ПВАэксп входят в доверительный интервал индивидуального предсказанного значения.

Для проведения сравнительной оценки качества прогнозирования ПВАрассч, с помощью полученных уравнений (1)–(3) (табл. 2) вычислены значения средней квадратичной ошибки прогноза: S1 = 9,90, S2 = 9,44 и S3 = 10,75. Величина средней квадратичной ошибки свидетельствует о том, что использование уравнений (1) и (2) (S1 = 9,90 и S2 = 9,44) приводит к более точным результатам прогнозирования ПВАэксп в сравнении с уравнением (3).

По расчётам процент торможения каррегинового отёка составил свыше 30 %. Экспериментально определенные значения ПВА для соединений XVIII–XXIV находятся в интервале 40,60–57,30 %.

Таким образом, можно сделать вывод, что составленные уравнения (1) и (2) могут быть использованы в дальнейших исследованиях для целенаправленного синтеза новых активных соединений с противовоспалительным действием в ряду N-алкилзамещенных производных антраниловой кислоты.

Экспериментальная часть

Экспериментальное определение величин коэффициента распределения октанол – вода N-алкилзамещенных производных антраниловой кислоты проводилось спектрофотометрическим методом в системе «октанол – вода» [6, 8]. Полученные результаты и их метрологические характеристики (S – стандартное отклонение среднего результата, ±∆log P средний и – значение относительной погрешности среднего результата при уровне значимости (α = 0,05)) для 24 соединений этого ряда (I–XXIV), приведены в табл. 1 и 3.

Противовоспалительное действие соединений (I–XXIV) (табл. 1 и 4) исследовали на белых нелинейных крысах массой 200–220 г на модели каррагенинового отёка. Изучаемые вещества вводили внутрибрюшинно в дозе 50 мг/кг в виде водной суспензии, стабилизированной твином–80, за 1 ч до инъекции флогогена. Крысам контрольной серии вводили эквивалентное количество раствора твина. В качестве препарата сравнения использовали ортофен, который вводили из расчёта 10 мг/кг в условиях, аналогичных описанным для тестируемых соединений. Объем лап животных измеряли онкометрически до и через 3, 4 и 5 ч после инициации воспаления [4]. Эффект оценивали по уменьшению прироста отека лап в сравнении с контрольной группой крыс.

Рецензенты:

Игидов Н.М., д.фарм.н., профессор кафедры органической химии, ГБОУ ВПО ПГФА Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Пермь;

Вихарева Е.В., д.фарм.н., профессор, зав. кафедрой аналитической химии, ГБОУ ВПО ПГФА Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Пермь.

Работа поступила в редакцию 03.06.2013.


Библиографическая ссылка

Коркодинова Л.М., Андрюков К.В., Вейхман Г.А., Ендальцева О.С., Визгунова О.Л. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ СТРУКТУРЫ С ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТЬЮ N– АЛКИЛЗАМЕЩЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ АНТРАНИЛОВОЙ КИСЛОТЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОЭФФИЦИЕНТА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОКТАНОЛ-ВОДА // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 6-6. – С. 1468-1472;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31761 (дата обращения: 14.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074