Аннотация:С 1990-х годов концепция создания мишень-направленных (таргетных) лекарств
набирает популярность и признание. За последние несколько десятилетий были
достигнуты успехи в таргетной терапии рака. В отличие от обычных
химиотерапевтических средств, которые подавляют активность в том числе и нормальных
клеток, вызывая нежелательные побочные эффекты из-за своей токсичности, таргетные
методы лечения рака используют систему самой клетки - протеасому, направляя её на
нужный белок (POI).
Благодаря развитию медицинской химии на сегодняшний день существуют
десятки таргетных лекарств, а сотни проходят испытания. В подавляющем большинстве
случаев мишенями лекарств служат белки с ферментативными (энзиматическими)
свойствами: протеинкиназы, ферменты эпигенетических меток и др. Более трудная задача
— инактивация белков, не имеющих ферментативных функций. Для решения этой задачи
предложена перспективная технология PROTAC (PROteolysis TArgeting Chimera):
создание низкомолекулярной бифункциональной структуры, аффинной к выбранной
мишени и взаимодействующей с убиквитинлигазой. Такой конъюгат обеспечивает
транспорт супрамолекулярного комплекса в протеасому и гидролиз белка.
Действие технологии PROTAC основано на механизме управления
убиквитинированием белков в целях регуляции клеточных процессов. Молекулы
PROTAC — химерные низкомолекулярные химические соединения, связывающиеся с
белком-мишенью для мечения его убиквитином и последующего протеасомного
расщепления. Молекулы состоят из лиганда для белка-мишени (protein of interest (POI)),
лиганда, взаимодействующего с E3 лигазой, а также линкера (обычно короткий
алкильный фрагмент). Разнообразие Е3 лигаз (более 600 у человека) позволяет усилить
селективность молекулы, а разнообразие линкеров – ее эффективность [1] .
Технология PROTAC положила начало развитию принципа целевой деградации
белка (ЦДБ, англ. TDP). Сейчас эта технология быстро развивается, так как имеет ряд
преимуществ перед традиционными фармакологически активными соединениями:
Во-первых, в отличие от ингибиторов ферментов, молекулы PROTAC вызывают
разрушение и удаление белка из клетки, а не занимают его каталитический или иной
сайты. Это свойство существенно для преодоления лекарственной устойчивости, а низкая
молекулярная масса позволяет нацеливать молекулы PRОTAC на внутриклеточные белки,
в отличие от антител.
4
Во-вторых, терапия традиционными низкомолекулярными ингибиторами основана
на взаимодействии с активным центром белка-мишени, что ограничивает применение
ингибиторов к тем белкам, которые не обладают ферментативной активностью. Молекула
PROTAC же вызывает протеолиз самой мишени, поэтому устраняется как
ферментативная, так и неферментативная функции.
В-третьих, молекула PROTAC действует как катализатор, в отличие от других
лекарств, и не требует высоких концентраций, что снижает ряд нежелательных эффектов.
Целью курсовой работы является синтез 2,7-диазаспиро[4.5]декан-6,8-диона –
спироциклического CRBN E3 лигазного лиганда. Этот лиганд можно в перспективе
использовать для синтеза PROTAC-молекул, “молекулярных клеев» для деградации
белковых мишеней. Представляет интерес также выявление тератогенных свойств
подобных молекул и сравнение с тератогенными свойствами молекул-деструкторов на
основе других CRBN E3 лигазных лигандов.