2-pirazolin yapısındaki yeni bir bileşiğin sentezi, moleküler modellemesi ve monoaminoksidaz inhibitörü etkisinin araştırılması

Amaç: Nöromediatörlerin yıkımından sorumlu olanmonoamin oksidaz (MAO) enziminin izoformlarının(MAO-A ve -B) birçok hastalık ile yakından ilişkili olduğu;MAO inhibitörlerinin depresyon, Parkinson ve Alzheimerhastalığı gibi hastalıkların tedavisinde kullanıldığıbilinmektedir. Grubumuzca daha etkin, tersinir ve az yanetkili yeni bir MAO inhibitörü (SH2U bileşiği) sentezlenmişve bu bileşiğin insan MAO enzimini (hMAO) inhibe etmeyeteneği incelenmiştir. Ayrıca bu yeni bileşiğin hMAO ileetkileşimi, moleküler modelleme çalışmaları ile detaylıbir şekilde araştırılmıştır. Sentezlenen yeni bileşiğinhMAO’yu kuvvetli bir şekilde yarışmalı ve tersinir olarakinhibe ettiği bulunmuştur. Söz konusu bileşiğin Parkinsonve Alzheimer hastalıklarının tedavisinde ümit verici birilaç etken maddesi olabileceği düşünülmektedir.Yöntem: 3’,5’-Dikloro-2’-hidroksi asetofenonile p-tolualdehit’in metanol içinde KOH varlığındareaksiyona girmesiyle 1-(3,5-dikloro-2-hidroksifenil)-3-p-tolil prop-2-en-1-on (3’,5’-Dikloro-2’-hidroksi-4-metil şalkon) bileşiği sentez edilmiştir. Daha sonraelde edilen bu bileşiğin etanol içerisinde geri çevirensoğutucu altında izonikotinik asit hidrazit ile muameleedilmesiyle [3-(3,5-dikloro-2-hidroksifenil)-5-p-tolil-4,5-dihidropirazol-1-il] (piridin-4-il) metanon bileşiği sentezedilmiştir. Yapısı doğrulanan bu bileşiğin hMAO enzimi ileetkileşimi, ticari tayin kiti kullanılarak fluorometrik biryöntemle incelenmiştir. Ayrıca, söz konusu yeni bileşikile hMAO arasındaki etkileşimler, moleküler modellemeçalışmaları ile aydınlatılmıştır.Bulgular: Sentezlenen bileşiğin yapısı, IR, Mass,1H-NMR ve elemental analiz yöntemleri kullanılarakdoğrulanmıştır. Yapısı doğrulanan bu bileşiğin etkin,seçici, tersinir, toksik olmayan bir hMAO-B inhibitörüolduğu ve inhibisyonun yarışmalı olduğu görülmüştür.Moleküler yerleştirme programı kullanılarak bileşiğinhMAO-B enziminin aktif bölgesinde hangi amino asit yanzincirleri ile ne tür girişimleri yaptığı belirlenmiştir.Sonuç: Yeni sentezlenen SH2U bileşiği, hMAO-Benzimini kuvvetle, seçici, yarışmalı ve tersinir olarakinhibe etmiştir. Sentezlediğimiz bileşik, bilinen seçiciama tersinmez MAO-B inhibitörü olan selejilin’den dahaetkin ve seçici, tersinir olarak hMAO-B enzimini inhibeetmiştir ve Parkinson ile Alzheimer hastalığı tedavisindekullanılabilecek bir ilaç etken maddesi olarak ümitvadetmektedir.

Investigation of synthesis, molecular modelling and monoaminoxidase inhibitor activity of a new 2-pyrazoline compound

Objective: Isoforms of monoamine oxidase (MAO-A and -B) which are responsible for the degradation of neuromediators are involved in many diseases, and MAO inhibitors are used for the treatment of some diseases such as depression, Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. Thus, a novel compound, SH2U was synthesized and its ability for the inhibition of human MAO (hMAO) activity was investigated by our group. In addition, the interaction of SH2U with hMAO isoforms have been investigated in detail using molecular modelling technics. It has been found that SH2U inhibited hMAO-B potently, selectively, competitively and reversibly suggesting that the novel compound may be a promising drug agent for the treatment of Parkinson’s and Alzheimer’s diseases. Methods: 1-(3,5-dichloro-2-hydroxyphenyl)-3- p-tolylprop-2-ene-1-on (3’,5’-Dichloro-2’-hydroxy4-methyl chalcone) was prepared via the reaction of p-tolualdehyde and 3’,5’-Dichloro-2’-hydroxy acetophenone in methanol in the presence of KOH. Then, the obtained chalcone was treated with isonicotinic acid hydrazide under reflux in ethanol to give (3-(3,5-Dichloro-2-hydroxy phenyl)-5-p-tolyl4,5-dihydropyrazol-1-yl) (pyridin-4-yl) methanone. The interaction of SH2U with hMAO isoforms was investigated fluorometrically using commercial kits. The interaction between SH2U and hMAO was also analyzed using AutoDock 4.2.6 program. Results: The structure of compound SH2U was confirmed using IR, Mass, 1 H-NMR and elemental analysis methods. SH2U appeared as a potent, selective, reversible and nontoxic hMAO-B inhibitor. Mode of inhibition was found to be competitive. Interactions of the new compound with the active site of hMAO-B were clarified using molecular modelling studies. Conclusion: Compound SH2U inhibited hMAO-B potently, selectively, competitively and reversibly. The synthesized compound is found to be more potent and selective than selegiline, the known irreversible MAO-B inhibitor, indicating that SH2U appears as a promising active molecule to be used in the treatment of Parkinson’s and Alzheimer’s diseases.

___

  • 1. Boppana K, Dubey PK, Jagarlapudi SARP, Vadivelan S, Rambabu G. Knowledge based identification of MAO-B selective inhibitors using pharmacophore and structure based virtual screening models. Eur J Med Chem, 2009; 44: 3584-90.
  • 2. Finberg JPM. Update on the pharmacology of selective inhibitors of MAO-A and MAO-B: Focus on modulation of CNS monoamine neurotransmitter release. Pharmacol Ther, 2014; 143(2): 133-52.
  • 3. Fioravanti R, Bolasco A, Manna F, Rossi F, Orallo F, Yanez M, et al. Synthesis and molecular modelling studies of prenylated pyrazolines as MAO-B inhibitors. Bioorg Med Chem Lett, 2010; 20: 6479-82.
  • 4. Joubert J, Foka GB, Repsold BP, Oliver DW, Kapp E, Malan SF. Synthesis and evaluation of 7-substituted coumarin derivatives as multimodal monoamine oxidase-B and cholinesterase inhibitors for the treatment of Alzheimer’s disease. Eur J Med Chem, 2017; 125: 853-64.
  • 5. Mertens MD, Hinz S, Muller CE, Gutschow M. Alkynylcoumarinyl ethers as MAO-B inhibitors. Bioorg Med Chem, 2014; 22: 1916-28.
  • 6. Secci D, Bolasco A, Carradori S, D’Ascenzio M, Nescatelli R, Yáñez M. Recent advances in the development of selective human MAO-B inhibitors: (Hetero)arylidene-(4-substituted-thiazol-2-yl) hydrazines. Eur J Med Chem, 2012; 58: 405-17.
  • 7. Rojas RJ, Edmondson DE, Almos T, Scott R, Massari ME. Reversible and irreversible small molecule inhibitors of monoamine oxidase B (MAO-B) investigated by biophysical techniques. Bioorg Med Chem, 2015; 23: 770-78.
  • 8. Gökhan-Kelekçi N, Yabanoglu S, Küpeli E, Salgın U, Özgen Ö, Ucar G, et al. A new therapeutic approach in Alzheimer disease: Some novel pyrazole derivatives as dual MAO-B inhibitors and antiinflammatory analgesics. Bioorg Med Chem, 2007; 15: 5775-86.
  • 9. Gokhan-Kelekci N, Koyunoğlu S, Yabanoğlu S, Yelekci K, Ozgen Ö, Ucar G, et al. New pyrazoline bearing 4(3H)-quinazolinone inhibitors of monoamine oxidase: Synthesis, biological evaluation, and structural determinants of MAO-A and MAO-B selectivity. Bioorg Med Chem, 2009; 17: 675-89.
  • 10. Li Y, Luo Y, Huang W, Wang J, Lu W. Total synthesis of mallotophilippen C. Tetrahedron Lett, 2006; 47: 4153-55.
  • 11. Sato S, Akiya T, Nishizawa H, Suzuki T. Total synthesis of three naturally occurring 6,8-di-Cglycosylflavonoids: phloretin, naringenin, and apigenin bis-C-b-Dglucosides. Carbohydr Res, 2006; 341: 964-70.
  • 12. Kamara BI, Manong DTL, Brandt, EV. Isolation and synthesis of a dimeric dihydrochalcone from Agapanthus africanus. Phytochemistry, 2005; 66: 1126-32.
  • 13. Ali MA, Shaharyar M, Siddiqui AA. Synthesis, structural activity relationship and anti-tubercular activity of novel pyrazoline.derivatives. Eur J Med Chem, 2007; 42: 268-75.
  • 14. Anderson MC, Hasan F, Mc Crodden JM, Tipton KF. Monoamine oxidase inhibitors and the cheese effect. Neurochem Res, 1993; 18: 1145-49.
  • 15. Yáñez M, Fraiz N, Cano E, Orallo F. Inhibitory effects of cis- and trans-resveratrol on noradrenaline and 5-hydroxytryptamine uptake and on monoamine oxidase activity. Biochem Biophys Res Commun, 2006; 344: 688-95.
  • 16. Chimenti F, Maccioni E, Secci D, Bolasco A, Chimenti P, Granese A, et al. Synthesis, stereochemical identification, and selective inhibitory activity against human monoamine oxidase-B of 2-methylcyclohexylidene-(4-arylthiazol-2-yl) hydrazones. J Med Chem, 2008; 51: 4874-80.
  • 17. Bradford MM. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem, 1976; 72: 248-54.
  • 18. Petzer A, Pienaar A, Petzer JP. The interactions of caffeine with monoamine oxidase. Life Sci, 2013; 93: 283-87.
  • 19. Jayaprakash V, Yabanoglu S, Sinha BN, Ucar G. Pyrazoline-based mycobactin analogues as dual inhibitors of MAO/cholinesterase. Turk J Biochem, 2010; 35 (2): 91-98.
  • 20. Mostert S, Petzer A, Petzer JP. Inhibition of monoamine oxidase by benzoxathiolone analogues, Bioorg Med Chem Lett, 2016; 26: 1200-4.
  • 21. Mathew A, Haridas A, Ucar G, Baysal I, Adebayo AA, Soliman MES, Joy M, Mathew GE, Lakshmanan B, Jayaprakash V. Exploration of chlorinated thienyl chalcones: A new class of monoamine oxidase-B inhibitors. Int J Biol Macromol, 2016; 91: 680-95.
  • 22. Schoonen WG, de Roos JA, Westerink WM, Débiton E. Cytotoxic effects of 110 reference compounds on HepG2 cells and for 60 compounds on HeLa, ECC1 and CHO cells. II mechanistic assays on NAD(P) H, ATP and DNA contents, Toxicol In Vitro, 2005; 19(4):491-503.
  • 23. Miret S, Groene EM, Klaffke W. Comparison of in vitro assays of cellular toxicity in the human hepatic cell line HepG2, J Biomol Screening, 2006; 11(2): 184-93.
  • 24. Wu, CF, Bertorelli R, Sacconi M, Pepeu G, Consolo, S. Decrease of brain acetylcholine release in aging freely-moving rats detected by microdialysis. Neurobiol Aging, 1988; 9(0): 357-61.
  • 25. Evranos-Aksoz B, Yabanoğlu-Çiftçi S, Ucar G, Yelekci K, Ertan R. Synthesis of some novel hydrazone and 2-pyrazoline derivatives: Monoamine oxidase inhibitory activities and docking studies. Bioorg Med Chem Lett, 2014; 24: 3278-84.
  • 26. Evranos-Aksöz B, Baysal I, Yabanoğlu-Çiftçi S, Djikic T, Yelekçi K, Uçar G, et al. Synthesis and screening of human Monoamine oxidase-A. Inhibitor effect of new 2-pyrazoline and hydrazone derivatives. Arch Pharm Chem Life Sci, 2015; 348: 1-14.
  • 27. Chen R, Xiao J, Ni Y, Xu HF, Zheng M, Tong X, Zhang TT, Liao C, Tang WJ. Novel tricyclic pyrazolo[1,5-d] [1,4]benzoxazepin-5(6H)-one: Design, synthesis, model and use as hMAO-B inhibitors. Bioorg Med Chem, 2016; 24: 1741-48.
  • 28. Fioravanti R, Bolasco A, Manna F, Rossi F, Orallo F, Yanez M, Vitali A, Ortuso F, Alcaro S. Synthesis and molecular modelling studies of prenylated pyrazolines as MAO-B inhibitors. Bioorg Med Chem Lett, 2010; 20: 6479-82.
Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi-Cover
  • ISSN: 0377-9777
  • Yayın Aralığı: 4
  • Başlangıç: 1938
  • Yayıncı: Türkiye Halk Sağlığı Kurumu
Sayıdaki Diğer Makaleler

2-pirazolin yapısındaki yeni bir bileşiğin sentezi, moleküler modellemesi ve monoaminoksidaz inhibitörü etkisinin araştırılması

Kemal YELEKÇI, Begüm EVRANOS AKSÖZ, Gülberk UÇAR

Özel saklama koşulu gerektiren veya soğuk zincire tabi ilaçlar ve uygulamalar açısından değerlendirmeler

Berrin KÜÇÜKTÜRKMEN, Asuman BOZKIR

Türkiyenin Doğu Karadeniz Bölgesi’nde istilacı Aedes türlerinin izlenmesi ve kontrolü

Hilal BEDIR, Berna DEMIRCI, Zehra Özlem KURTCEBE, Muhammet Mustafa AKINER, Rıdvan DEMIRTAŞ, Seher TOPLUOĞLU, Ünal ALTUĞ, Hasan IRMAK, Murat ÖZTÜRK, Ahmet Ferhat DOĞAN, Akgün GÖKDEMİR

Psychoda albipennis’e bağlı tekrarlayan üriner miyazis

Mehmet KAVAK, Özlem EROL, Çiğdem TORUN EDİS, Aycan GAZYAĞCI

Bir hastane yemekhanesinde yaşanan gıda zehirlenmesinin incelenmesi

ÖZLEM TERZİ, Şule ÖZDEMİR

Kolşisin’in MCF-7 insan meme adenokarsinoma hücrelerinde hücre döngüsü tutulumu ve MMP-2 mRNA ifade seviyesi üzerine etkisi

Ecem KAYA SEZGİNER, Nuri ÖZMEN, Filiz BAKAR ATEŞ, Emin Emre KURT

Üçüncü basamak bir hastanede tespit edilen cerrahi alan enfeksiyonlarının değerlendirilmesi

Dilek KANYILMAZ, Hürrem BODUR, Aliye BAŞTUĞ, Esragül AKINCI, Pınar ÖNGÜRÜ, Adalet AYPAK, Halide ASLANER, Ayşe BUT, Meltem Arzu YETKIN

Bruselloz ve atipik pnömoni şüpheli hastalarda Coxiella burnetii antikor varlığının ELISA ve IFA yöntemleri ile araştırılması

Alev ÇETIN DURAN, Cem ERGON

Viral enfeksiyonlarda otofaji

Tuba Çiğdem OĞUZOĞLU, Bahattin Taylan Koç, Onur ÜLGENALP