Том 51, № 6 (2025)

6-Метилурацил – важное соединение, активно участвующее в процессах клеточной регенерации. Его способность стимулировать рост и размножение клеток – ключевой фактор в процессе заживления тканей. Метилурацил ускоряет процесс восстановления кожи, что делает его применение незаменимым в дерматологии и хирургии для лечения ран, язв и ожогов. Гидразиды карбоновых кислот также представляют интерес благодаря уникальным координационно-химическим свойствам и находят применение в различных отраслях. В медицине гидразиды проявляют широкий спектр активности: они обладают противотуберкулезным, противовирусным и антибактериальным действием. Некоторые гетероциклические гидразоны проявили себя в качестве ингибиторов основной протеазы SARSCoV-2. Это подчеркивает важность изучения структурных и функциональных особенностей данных соединений. Синтез гидразонов с фрагментом 6-метилурацила представляет собой многообещающее направление в области фармацевтической химии и медицины, открывающее новые возможности для разработки инновационных лекарственных средств. В данной работе осуществлен синтез дигидразонов на основе дигидразидов карбоновых кислот (адипиновой, азелаиновой и себащиовой) с фрагментами 6-метилурацила. С помощью онлайн-версии экспертной системы OCHEM произведена оценка спектра биологической активности in silico, включая цитотоксичность, антиоксидантную активность, острую токсичность и гематотоксичность полученных соединений и препаратов сравнения. Исследования биологической активности показали, что полученные моно- и дигидразоны не обладают цитотоксическим действием по отношению к изученным линиям опухолевых клеток (НepG2, A549, MCF-7, HCT-116) и условно-нормальной клеточной линии HEK 293. При этом установлена умеренная избирательная цитотоксичность 6-метил-5-[(2-фенилгидразоно)метил]пиримидин-2,4(1H,3H)-диона в отношении колоректальной карциномы человека (клеточная линия HCT-116, IC₅₀ = 71.75 ± 8.29) и условно-нормальной клеточной линии HEK 293 (IC₅₀ = 19.35 ± 2.12). Антиоксидантную активность моно- и дигидразонов изучили с использованием методов восстановления Fe³⁺, катион-радикала ABTS и стабильного радикала DPPH в условиях in vitro. Выявлено соединение-лидер (3-(2-((6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидропиримидин-5-ил)метилен)гидразинил)бензойная кислота), сравнимое по антиоксидантной активности с аскорбиновой кислотой, для углубленного изучения.

Гемолизин II (HlyII) – один из ключевых патогенных факторов Bacillus cereus, породоразующий токсин с пространственной структурой типа β-баррель, обладающий C-концевым удлинением из 94 a.o., обозначаемый как C-концевой домен HlyII (HlyIICTD). В данной работе проведен сайт-направленный мутагенез аминокислотных остатков, лежащих на поверхности белковой глобулы HlyIICTD. Методом иммуноферментного анализа показано, что моноклональные антитела HlyIIC-16 и HlyIIC-23, полученные против HlyIICTD, взаимодействовали с интактным HlyIICTD гораздо эффективнее, чем с полиоразмерным токсином и химерным белком – HlyIICTD, слитым с SlyD. Антитела HlyIIC-16 и HlyIIC-23 эффективно ингибировали взаимодействие друг друга с иммобилизованным HlyIICTD в иммуноферментном анализе, что свидетельствовало о близости их эпитопов на поверхности молекулы HlyIICTD. Для определения эпитопов HlyIIC-16 и HlyIIC-23 использовали фаговый дисплей, сайт-направленный мутагенев и клонирование генов отдельных частей молекулы HlyIICTD. Пространственное моделирование HlyIICTD, слитого с SlyD, с использованием программы AlphaFold позволило предположить расположение эпитопов HlyIIC-16 и HlyIIC-23 на участке Gly341–Gly364 белка HlyII. Продемонстрировано, что C-концевой домен может одновременно находиться в нескольких структурных состояниях (изоформах). В составе водорастворимой формы мономера полиоразмерного токсина наблюдается переход пространственной структуры HlyIICTD в стабильную форму.

Расчетным методом молекулярной динамики (МД) изучена пространственная организация флуоресцентного белка DiB3-F53L – оранжево-красного флуоресцентного нековалентного комплекса генно-инженерного варианта бактериального белка липокалина Blc в комплексе с синтетическим GFP-подобным хромофором M739. Показано, что хромофор сильнее взаимодействует с мутированным белком DiB3-F53L по сравнению с нативным белком DiB3. Расчеты позволили установить аминокислотные остатки из окружения хромофора в сайте связывания, вносящие наибольший вклад в энергию взаимодействия хромофор–белок. Комплекс белка DiB3-F53L с хромофором M739 обладает повышенной яркостью флуоресценции по отношению к известному родительскому биомаркеру DiB3, что выдвигает его в число перспективных маркеров для лечения биологических объектов в клеточной биологии, а также в качестве стартового объекта для последующего дизайна новых более ярких биологических маркеров.

Синтезирована библиотека из 11 производных пиридоксина с 1,3-оксазолидин-2-оновыми фрагментами во втором, пятом и шестом положениях. Исследования антибактериальной активности полученных соединений на 6 эталонных и 6 клинических штаммах грамположительных бактерий и цитотоксичности в отношении условно нормальных клеток человека in vitro позволили выявить высокоактивное и малотоксичное соединение-лидер, содержащее 1,3-оксазолидин-2-оновый фрагмент в пятом положении пиридоксина. Дальнейшие углубленные исследования этого соединения в отношении бактериальных биопленок S. aureus и E. facetum продемонстрировали сопоставимую, а в ряде случаев превосходящую лекарственный препарат линезолид эффективность. При этом, в отличие от линезолида, соединение-лидер не проявляет мутагенного действия в тесте Эймса и обладает высокой безопасностью при внутрижелудочном введении мышам (ЛД₅₀ >2000 мг/кг).

Синтезированы новые производные N⁴-(додецил)-5-метил-2'-дезоксицитидина, содержащие терминальные аминогруппы в алкильном линкере. Показано, что они могут быть удобными синтонами для последующего введения дансильных флюорофорных групп. Одно из N⁴-ω-дансиламиноалкильных производных показало умеренную противобактериальную активность в отношении штамма Mycobacterium smegmatis и может быть использовано для изучения субклеточной локализации данного рода соединений

Для оценки токсичности, цитотоксичности и генотоксичности поликарбоновых кислот, содержащих циклоалифатические фрагменты, был применен комплексный подход, основанный на использовании тестовых организмов (одноклеточная зеленая водоросль Chlorella vulgaris и лук Allium cepa). Соединения поликарбоновых кислот оценивались в концентрациях 1.0, 0.1, 0.001 и 0.001%. Показано, что поликислоты не были мутагенными для биопроб на основе лука Allium cepa, а высокие концентрации препаратов могут взывать увеличение частоты мутаций Chlorella vulgaris. Полученные результаты обосновывают необходимость дальнейших исследований для всесторонней оценки безопасности и потенциальной применимости данных соединений. Описанный подход может быть применен для получения быстрых, экономически эффективных и полезных дополнительных данных о различных типах токсичности in vitro для веществ с потенциальной биологической активностью.