Исследование NO-донорной способности нитропроизводных пятичленных нитрогетероциклов

СОДЕРЖАНИЕ
2
ВВЕДЕНИЕ............................................................4
ЧАСТЬ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ........................................6
Глава 1. Синтез и метаболизм N0.....................................7
1.1. Эндогенный синтез оксида азота. N0 — синтазный путь.........7
1.2. Механизм восстановления ионов N02’ в N0 при участии
гемоглобина и миоглобина.........................................9
1.3. Механизм восстановления ионов ИОг' в N0 при участии фермента
ксантиноксидазы.................................................11
1.4. «Химическая биология N0»...................................12
Глава 2. Методы определения N0 и его метаболитов...................19
Глава 3. Экзогенные доноры оксида азота............................25
3.1. Гуанидины и родственные соединения.........................25
3.2. Нитроэфиры.................................................27
3.3. Органические нитриты.......................................29
3.4. 8-нитрозотиолы.......'.....................................31
3.5. Алифатические С-нитрозо и С-иитропроизводные...............36
3.6. К-нитропроизводные.........................................39
3.7. Сиднонимины и родственные соединения -
экзогенные N0 - доноры..........................................40
3.8. Фуроксаны - экзогенные ИО-доноры...........................42
3.9. Циклические И-Окиси........................................45
Глава 4. Характеристика физико - химических методов
использованных в работе............................................47
4.1. Сущность полярографических методов анализа.................47
4.2. Сущность фотометрического метода...........................54
ЧАСТЬ 2. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ....................................58
3
ЧАСТЬ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ...............................61
Глава 5. Исследование гидролиза пятичленных гетероциклов С-нитропроизводных пиразола, имидазола, 1,2,4 -триазола и
изоксазола как потенциальных доноров N0...........................63
Глава 6. Исследование известных антимикробных препаратов тинидазол, тенонитрозол, ыифуроксазид - частных представителей производных С-нитрогетероциклов — как потенциальных доноров N0....82
6.1. Исследование химиотерапевтического препарата тинидазол....84
6.2. Изучение кинетики щелочного гидролиза и N0 донорной активности химиотерапевтического препарата тенонитрозол....100
6.3. Исследование гидролитических и восстановительных превращений химиотерапевтического препарата нифуроксазид...109
ВЫВОДЫ...........................................................118
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
120
Кроме вышеперечисленного было известно, что в анаэробных условиях XOR способна катализировать восстановление нитратов до нитритов [33].
Лишь в недавнем времени появились публикации с доказательством важной роли XOR в синтезе оксида азота [37,38]. Оказалось, что в присутствие HADH или ксантина в качестве субстрата, в условиях гипоксии XOR может катализировать восстановление нитрита NO?.' до N0, что было продемонстрировано на примере восстановления изоамил- и изобутил нитритов [37]. В работах [38,39] авторы показали протекание тех же процессов и в аэробных условиях, хотя в этом случае при повышении давления кислорода наблюдалось снижение выхода N0 из-за протекания реакции N0 с образующимся 0{'.
Вопрос о соответствии друг дру1у изложенных механизмов образования оксида азота in vivo остается открытым, однако, факт генерации оксида азота не только по NO-синтазиому пути, но и в процессе восстановления ионов N02‘ очевиден, что представляется весьма важным в контексте данной работы.
1.4; «Химическая биология NO».
Концепция «химической биологии N0» имеет дело с реакциями, этого свободного радикала, протекающими in vivo и имеющими отношение к его биологическогому действию. В целом химическая биология N0 позволяет установить локализацию и временные рамки химических реакций с участием ЫО- in vivo. Она оперирует двумя- различными сторонами действия N0 - прямого и косвенного характера. Прямое действие обусловлено химическими реакциями, в-ходе которых N0- непосредственно взаимодействует с биологическими мишенями: Так, одна из важнейших биологических функций N0 заключается в активации фермента растворимой гуанилатциклазы (рГЦ), накоплении циклического гуанозиимонофосфата (цГМФ), являющегося вторичным внутриклеточным мессенджером и активации через систему G- киназ Са2+ - насосов эндоплазматического ретикулума [21,40].
Непрямые эффекты N0 определяются как химические реакции, опосредованные активными формами оксида азота (RNOS, reactive nitrogen oxide species), образующимися при взаимодействии N0 с супероксид - анион радикалом (CV) или кислородом (02). В результате этих реакций генерируются различные RNOS такие как N203, N02, N02', N03', псроксинитрит-анион ONOCT (схема 3), что
приводит в каждом отдельном случае к соответствующим типам химических реакций, например нитрозированию, окислению, нитрованию и гидроксилировашпо [41,42]. В основном in vivo детектируются метаболиты, указывающие на протекание реакций нитрозирова!сия и окисления. Эти разновидности косвенных эффектов N0 способны оказывать различное действие на биологические системы.
nh2oh
R0N0
н2о.
NOj
RSNO
, і
NO+
НА
1 »
ONOO"
RR'-NO RR'-NH
M
M-NO
M M-NO
M.
NOj
L-Arg
< ,
NOS
.NO
Ö2 V ONOO"
Ol
r
NO3
(NOf)
äi rtrtöai 1 acäi eä
RSH
o2
no2/n2o3
NO
тї
.0,
no2/noj
NO'
o2
'
ONOO"
-► N20
M
M-NO
RS-NO
схема 3
Естественно, что каждая из активных форм оксида азота представляет большой интерес для исследований, однако в данной работе мы сочли возможным подробнее рассмотреть лишь основные формы.
Нейтральный оксид азота NO представляет собой нейтральную частицу с неспаренным электроном, благодаря чему она проявляет свойства высокореакционносиособного свободного радикала. Нейтральность и малые размеры этой молекулы обусловливают ее трансмембранную диффузию.
Как in vitro, так и in. vivo N0 реагирует с молекулярным кислородом и промежуточными продуктами его восстановления. С молекулой 02, как в газовой, так и в водной фазе протекает реакция, благодаря которой молекула N0 в растворе может существовать лишь в течение нескольких секунд:
2N0 + 02 ->2N02,
Далее возможны следующие процессы: 2N02 ->N204 NOj +NO h>N203 N203 +H20 —>2HN02 N204 +H20 ->HN02 +HNO3
(5)
(6)
(7)
(8) (9)