Название статьи или книги, фамилия автора, DOI

НОВЫЕ ПРЯМЫЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ ИНГИБИТОРЫ ТРОМБИНА

Елена Ивановна Синауридзе1, Алексей Николаевич Романов2, Ольга Анатольевна Кондакова3, Ирина Владимировна Грибкова4, Степан Сергеевич Суров5

научная статья Страницы: 34-47

  1. 1 к.х.н., вед. науч. сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Гематологический научный центр» Министерства здравоохранения и социального развития РФ (ФГБУ ГНЦ МЗиСР); ст. науч. сотрудник, Учреждение РАН Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН (УРАН ЦТПФХФ РАН)
  2. 2 к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, Научно-исследовательский вычислительный центр МГУ им М.В. Ломоносова (НИВЦ МГУ)
  3. 3 к.х.н., ст. науч. сотрудник, НИВЦ МГУ
  4. 4 к.б.н., науч. сотрудник, ФГБУ ГНЦ МЗиСР
  5. 5 аспирант, УРАН ЦТПФХФ РАН

Аннотация

Проведен поиск новых прямых низкомолекулярных ингибиторов тромбина. Использованная стратегия включала компьютерный скрининг химических структур различных органических лигандов (как уже существующих, так и виртуальных) с помощью программы докинга SOL, позволяющей рассчитать свободную энергию связывания молекул лиганда с активным центром фермента-мишени; отбор наиболее перспективных соединений; а также синтез и последующую экспериментальную проверку прямого анти-тромбинового действия этих соединений. Активность тромбина измеряли с помощью специфичного хромогенного субстрата. В результате предложено три новых группы высокоэффективных прямых ингибиторов тромбина, которые в качестве заряженного фрагмента Р1 молекулы содержат изо-тиурониевый, 4-аминопиридиниевый или 2-аминотиазолиниевый остатки. Константы ингибирования тромбина были рассчитаны из экспериментально определенных концентраций каждого из соединений, снижающих активность тромбина на 50% (IC50).

Для цитирования

Синауридзе Е.И., Романов А.Н., Кондакова О.А., Грибкова И.В., Суров С.С. НОВЫЕ ПРЯМЫЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ ИНГИБИТОРЫ ТРОМБИНА // Технологии живых систем. 2011. № 3. С. 34–47.

Список источников
  1. Пантелеев М.А., Атауллаханов Ф.И. Свертывание крови: биохимические основы // Клиническая онкогематология. 2008. Т. 1. № 1.
    С. 50-62.
  2. Steinmetzer T., Hauptmann J., Stürzebecher J. Advances in the development of thrombin inhibitors // Exp. Opin. Invest. Drugs. 2001. V. 10.
    № 5. P. 845-864.
  3. КолодзейскаяМ.В., СоколовскаяЛ.И., ЧернышенкоВ.А., ЛуговскойЭ.В.Тромбиниантикоагулянтнаятерапия// Украинскийбиохимическийжурнал. 2009. Т. 81. № 2. С. 5-13.
  4. Hirsh J. Heparin. // N. Engl. J. Med. 1991.
    V. 324. №22. P. 1565-1574.
  5. Hirsh J., Warkentin T.E., Raschke R. et al. Heparin and low-molecular-weith heparin. Mechanisms of action, pharmacokinetics, dosing considerations, monitoring, efficacy and safety // Chest. 1998. V. 114. № 5. P. 489S-510S.
  6. Lindahl U., Hook M. Glycosaminoglycans and their binding to biological macromolecules // Annu. Rev. Biochem. 1978. V. 47. P. 385-417.
  7. Shafer J.A.Cardiovascular chemotherapy: anticoagulants // Curr. Opin. Chem. Biol. 1998.
    V. 2. № 4. P. 458-465.
  8. De Prost D. Heparin fractions and analogues: a new therapeutic possibility for thrombosis // Trends Pharmacol. Sci. 1986. V. 7. P. 496-500.
  9. Boneu B.Low molecular weight heparins: are they superior to unfractionated heparins to  prevent and to treat deep vein thrombosis - // Thromb. Res. 2000. V. 100. № 2. P. V113-V120.
  10. Bourin M.-C., Lindahl U. Glycosaminoglycans and the regulation of blood coagulation // Biochem. J. 1993. V. 289. № 2. P. 313-330.
  11. Greinacher A. Heparin-induced thrombocytopenia // J. Thromb. Haemost. 2009. V. 7. № 1.
    P. 9-12
  12. Warkentin T.E., Levine M.N., Hirsh J. et al. Heparin-indused thrombocytopenia in patients treated with low-molecular-weith heparins or unfractionated heparin // N. Engl. J. Med. 1995. V. 332. № 20. P. 1330-1335.
  13. Warkentin T.E., Chong B.H., Greinacher A. Heparin-induced thrombocytopenia: towards consensus // Thromb. Haemost. 1998. V. 79. № 1.
    P. 1-7.
  14. Theroux P., Waters D., Lam J., Juneau M., McCans J. Reactivation of unstable angina after the discontinuation of heparin // N. Engl. J. Med. 1992. V. 327. № 3. P. 141-145.
  15. Hirsh J. Low-molecular-weight heparin: a review of the results of recent studies of the treatment of venous thromboembolism and unstable angina // Circulation. 1998. V. 98. № 15. P. 1575-1582.
  16. Olson S.T., Bjork I. Regulation of thrombin by antithrombin and heparin cofactor II. In: «Тhrombin: Structure and Function» // Berliner L.J. editor. N.Y. Plenum Press. 1992. P. 159-217.
  17. Rosenberg R.D. The heparin-antithrombin system: a natural anticoalulant mechanism, In: - Hemostasis and Thrombosis: Basic Principles and Clinical Practice?, Colman R.W., Hirsh J., Marder V.J., Salzman E.W., editors.2ndЕdition //Philadelphia: JB Lippincott. 1987.
    P. 1373-1392.
  18. Young E., Podor J., Vemer T., Hirsh J. Induction of the acute-phase reaction increases heparin-binding proteins in plasma // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 1997. V. 17. № 8.
    P. 1568-1574.
  19. Melandri G., Semprini F., Cervi V. et al.Comparision of efficacy of low molecular weight heparin  (Parnaparin) with that of unfractionated heparin in the presence of activated platelets in healthy subjects // Am. J. Cardiol. 1993. V. 72. № 5.
    P. 450-454.
  20. Catella-Lawson F. Direct thrombin inhibitors in cardiovascular disease // Coron. Artery Dis. 1997. V. 8. № 2. P. 105-111.
  21. Griffith G.C., Nichols G. Jr., Asher J.D., Flanagan B. Heparin osteoporosis // JAMA. 1965. V. 193. № 2. P. 91-94.
  22. Tadros R., Shakib S.Warfarin - indications, risks and drug interactions // Aust. Fam. Physician. 2010. V 39. № 6. P. 476-9.
  23. Steward D.J., Haining R.L., Henne K.R. et al. Genetic association between sensitivity to warfarin and expression of CYP2C9*3 // Pharmacogenetics. 1997. V. 7. № 5. P.361-367.
  24. Nisio M.Di., Middeldorp S.,Buller H.R. (2005) Direct thrombin inhibitors // N. Engl. J. Med.
    V. 353. № 10. P. 1028-1040.
  25. Edmunds J.J., Rapundalo S.T., Siddiqui M.A. Thrombin and factor Xa inhibition // Annu Rep. Med. Chem. 1996. V. 31. P. 51-60.
  26. Wiley M.R., Fisher M.J.Small molecule direct thrombin inhibitors // Expert Opin. Ther. Pat. 1997. V. 7. № 11. P. 1265-1282.
  27. Hauptmann J., Stürzebecher J.Synthetic inhibitors of thrombin and factor Xa: from bench to bedside // Thromb. Res. 1999. V. 93. № 5.
    P. 203-241.
  28. Vacca J.P. New advances in the discovery of thrombin and factor Xa inhibitors // Curr. Opin. Chem. Biol. 2000. V. 4. № 4. P. 394-400.
  29. Schwarz R.P. The preclinical and clinical pharmacology of Novastan (Argatroban). In: "New Anticoagulants for the Cardiovascular Patient?, Pifarre R. editor // Hanley and Belfus. Inc. Philadelphia. PA. US. 1997. P. 231-249.
  30. Okamoto S., Hijikata A., Kikumoto R. et al. Potent inhibition of thrombin by the newly synthesized arginine derivative No.805. The importance of stereo-structure of its hydrophobic carboxamide portion // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1981. V. 101. № 2. P. 440-446.
  31. Stangier J., Rathgen K., Stähle H. et al. The pharmacokinetics, pharmacodynamics and tolerability of dabigatran etexilate, a new oral direct thrombin inhibitor, in healthy male subjects // Br. J. Clin. Pharmacol. 2007. V. 64. № 3.
    P. 292-303.
  32. Berman H.M., Westbrook J., Feng Z. et al.The Protein Data Bank //Nucleic Acids Res. 2000. V. 28. Pt. 6. № 1. P. 235-242.
  33. Kitchen D.B,. Decornez H., Furr, J.R., Bajorath, J. Docking and scoring in virtual screening for drug discovery: methods and applications // Nat. Rev. Drug Discov. 2004. V. 3. № 11 P. 935-949.
  34. Романов А.Н., Кондакова O.A., Григорьев Ф.В., Сулимов А.В., Лущекина С.В., Мартынов Я.Б., Сулимов В.Б..Компьютерный дизайн лекарственных средств: программа докинга SOL // Вычислительные методы и программирование. 2008. Т. 9. С. 64-84. Доступно на сайтах: http://num-meth.srcc.msu.ru/english/zhurnal/tom_2008/v9r126.html; http://www.keenbase.ru/ file/v9r126.pdf.
  35. Сулимов В.Б., Романов А.Н., Григорьев Ф.В., Кондакова О.А., Сулимов А.В., Жабин С.Н., Соболев С.И. Веб-ориентированная система молекулярного моделирования Keenbase для разработки новых лекарств // Тезисы докладов
    Всеросс. науч. конф. «Научный сервис в сети Интернет: технологии параллельного программирования». 18-23 сентября 2006 г. Новороссийск. С. 170-172.
  36. Sulimov V., Romanov A., Grigoriev F., Kondako­va O., Sulimov A., Bryzgalov P., Zhabin S., Chernobrovkin A., Sobolev S. Web-oriented system Keenbase for virtual screening and design of new ligands for biological macromolecules // Application for new drug searches. Abstracts of «Saint-Petersburg International Workshop on NanoBiotechnologies». 27 -29 November 2006. Saint-Petersburg. Russia. P. 33-34.
  37. Sulimov A.V., Sulimov V.B., Romanov A.N., Grigoriev, F.V., Kondakova O.A., Bryzgalov P.A., Ostapenko D.A.Web-oriented system Keenbase for new drugs design // Proc. Fourth International Symposium «Computational Methods in Toxicology and Pharmacology Integrating Internet Resourses» (CMPTI-2007). Moscow. Russia. September 1-5. 2007. P. 158.
  38. Доступно на сайте: http://www.keenbase.ru
  39. Halgren T.A. Merck Molecular Force Field
    // J. Comput. Chem. 1996. V. 17. № 2.
    P. 490-586, 616-641.
  40. Ghosh A., Rapp C.S., Friesner R.A.Generalized Born model based on a surface integral formulation // J. Phys. Chem. Sect. B. 1998. V. 102.
    № 52. P. 10983-10990.
  41. Romanov A.N., Jabin S.N., Martynov Y.B., Sulimov A.V., Grigoriev F.V., et al.Surface generalized Born method: a simple, fast and precise implicit solvent model beyond the Coulomb approximation //J. Phys. Chem. 2004. Sect. A.
    V. 108. P. 9323-9327.
  42. National Cancer Institute. The Open Chemical Repository Collection. Diversity Set: Доступнонасайте: http://www.dtp.nci.nih.gov/docs/ 3d_database/Structural_information/structural_data.html.
  43. Gasteiger J., Rudolph C., Sadowski J.Automatic generation of 3D-atomic coordinates for organic molecules // Tetrahedron Computer Methodology. 1990. V. 3. № 6С P. 537-547.
  44. International Patent Application PCT/RU2008 /000400. New compounds with antithrombin function and pharmaceutical compositions based on them. / Sinauridze E.I., Ataullakhanov F.I., Butylin A.A., Sulimov V.B., Romanov A.N., et al.27.06.2008 (priority 28.06.2007). Applicant: Bionika, Moscow, Russia.
  45. Sonder S.A., Fenton J.W. 2nd.Thrombin specificity with tripeptide chromogenic substrates: comparison of human and bovine thrombins with and without fibrinogen clotting activities // Clin. Chem. 1986. V. 32. № 6. P. 934-937.
  46. Banner D.W.Principles of enzyme-inhibitor designin protein-ligand interactions from molecular recognition to drug design. In: - Methods and principles in medicinal chemistry?. Bohm H.-J.; Schneider G., Ed. Wiley-VCH GmbH.: Dusseldorf. 2003. V. 19. P. 163-185.
  47. Tomczuk B., Lu T., Soll R.M., Fedde C., Wang A., et al.Oxyguanidines: application to non-peptidic phenyl-based thrombin inhibitors // Bioorg.
    Med. Chem. Lett. 2003. V. 13.
    P. 1495-1498.
  48. Lu T., Tomczuk B., Illig C., Bone R., Murphy L., et al.In vitro evaluation and crystallographic analysis of a new class of selective, non-amide-based thrombin inhibitors // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998. V. 8. № 13. P. 1595-1600.
  49. Matsuo T. Argatroban. Antithrombotic Therapy in Clinical Practice // Kobe Research Projects on Thrombosis and Haemostasis. Japan. 2007. P. 1.