Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений УДК 547.853+544.165 ДИЗАЙН, КОМПЬЮТЕРНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И СИНТЕЗ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ АМИНОПИРИМИДИНОВЫХ ИНГИБИТОРОВ КИНАЗ Е. В. Королева, Ж. И. Игнатович, Ю. В. Синютич, И. Ю. Яровская Институт химии новых материалов НАН Беларуси, Минск, Республика Беларусь e-mail: evk@ichnm.basnet.by Введение Установление природы ингибирования опухолевых процессов низкомолекулярными органическими соединениями принципиально изменило подход к разработке лекарственных соединений для противоопухолевой терапии. Катализируя фосфорилирование остатков серина, треонина или тирозина, ферменты семейства протеинкиназ играют ключевую роль в пролиферации клетки, ее метаболизме и апоптозе. Непредвиденные процессы мутации и/или активации киназ являются причиной рака, диабета, воспалительных процессов, поэтому направленное ингибирование киназ – цель лекарственной терапии этих заболеваний [1]. Основываясь на связи между активностью протеинкиназ и канцерогенезом, разработано несколько стратегий ингибирования протеинкиназ. Одна из них включает использование низкомолекулярных соединений – АТФ-миметиков, способных связываться с активным центром фермента и блокировать конкретную стадию ферментативной реакции, предотвращая тем самым рост клетки и развитие опухолевого процесса. Открытие филадельфийской хромосомы и химерного белка Bcr-Abl в канцерогенезе Ph-позитивных лейкозов и эффективность иматиниба (Гливека) в лечении хронического миелолейкоза, а также обнаружение мутаций в гене EGFR-рецептора и применение синтетических ингибиторов гефитиниба (Иресса) и эрлотиниба (Тарцева) при лечении немелкоклеточного рака лёгкого, вызванного мутантами EGFR, были первыми полученными в конце прошлого века результатами, которые подтвердили способность органических молекул различать нормальные и трансформированные клетки белковмишеней [2–6]. Успехи последних десятилетий связаны с созданием таргетных (целевых) ингибиторов киназ – препаратов направленного патогенетического действия, которые блокируют индуцированные онкогеном сигнальные пути клетки, воздействуют на белки, регулирующие функции гена, индуцируют апоптоз раковых клеток и др. [2–5, 7, 8]. Методология рациональной разработки низкомолекулярных соединений с антикиназной активностью предполагает использование информации о структуре биологической мишени, с одной стороны, и банка данных о биологически активных соединениях и сведений о фармакофорных элементах структуры известных лекарств данного терапевтического направления, с другой стороны. В основе этой методологии лежит необходимость соответствия низкомолекулярного лиганда рецептору (каталитическому центру фермента), которое определяется с помощью процедуры молекулярного докинга. Основной вклад в лиганд-рецепторное взаимодействие низкомолекулярного соединения с мишенью вносят структурные фрагменты его молекулы, ответственные за взаимосвязь структуры и активности. Чаще всего в качестве таких структурных элементов рассматриваются потенциальные доноры и акцепторы для образования водородных и координационных связей в комплексе «рецептор-лиганд». К настоящему времени разработано значительное количество программ, основанных на математических моделях, устанавливающих связь между строением соединения и его биологическим действием: QSAR (Quantitive Structure-Activity Relationship), DFT (Dencity 230 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений Functional Theory), MQSM (Molecular Quantum Similarity Measures), PASS (Prediction of Activity Spectra for Substances) [9–13]. Дизайн низкомолекулярных соединений осуществляется путем фармакофорного моделирования, вслед за чем путем сравнительного анализа связи «структура – активность» среди них отбираются потенциальные киназные ингибиторы – соединения-лидеры [14, 15]. Компьютерным моделированием обеспечивается база для последующего синтеза соединений с высоким потенциалом биологической активности. Открытие специфического ингибитора Bcr-Abl тирозинкиназы – иматиниба (гливека), а также установление ингибиторной активности для ряда производных 2-аминопиримидина явилось одним из наиболее значительных достижений в области органического синтеза и фармакологии производных 2-ариламинопиримидина. [2, 4, 16]. К настоящему времени на основе соединений ряда 2-аминопиримидина разработаны новые синтетические ингибиторы киназ, в том числе аналог иматиниба – нилотиниб, дазатиниб, и др.[17, 18]. Исследованиями и клинической практикой лекарственных препаратов было установлены преимущества мультиингибирования в терапии рака в сравнении с моноцелевым ингибированием. Изменение профиля селективности в терапии комплексных заболеваний, подобных раку, может привести к улучшению терапевтического качества соединения. Препараты multitarget drug discovery (MTDDa) с воздействием на более чем одно звено мишени могут обеспечить сверхэффективность и безопасность, сравнимую с моноцелевыми лекарствами. В противоопухолевой терапии мультикиназное ингибирование протеинкиназ может быть полезным прежде всего для ингибирования быстро мутирующих киназ [19–25]. Нечувствительность лекарственного соединения к мутациям киназ является основной задачей молекулярного дизайна и направленного синтеза таргетных противоопухолевых органических соединений. В последнее десятилетие резко повысился интерес к созданию препаратов со специфическим мультикиназным профилем для лечения онкозаболеваний. Это обусловило целесообразность комбинирования структурных фармакофорных фрагментов реальных (известных) соединений – ингибиторов различных стадий образования и роста опухоли, в одной химерной молекуле в процессе моделирования потенциальных противоопухолевых соединений. К настоящему времени существуют два разных подхода к разработке мультицелевых лекарств. Первый включает комбинирование селективных препаратов для достижения аддитивного или синергетического эффекта. Второй подход включает поиск агентов, способных действовать в двух или более направлениях. Соединением в одной синтетической малой молекуле фармакофорных фрагментов иматиниба 1, его аналога 2 и синтезированных недавно ингибиторов гистон деацетилаз 3, 4 были получены новые амиды 7, 8, содержащие фрагменты 2-ариламинопиримидина, офенилендиамина и гидроксамовых кислот, а также тиазольный цикл (рисунок 1). У синтезированных соединений in vitro выявлена противоопухолевая активность: являясь ингибиторами гистон деацетилаз, они обладают более широким спектром ингибирования тирозин киназ, при этом ингибировали также устойчивые к иматинибу мутантные Abl T315I киназы [25]. Выраженная противоопухолевая активность химерных амидов, описанных в работе [26] была предсказана компьютерным тестированием спектра их биологической активности. При исследовании in vitro на 60-ти клеточных линиях различных опухолевых культур (опухоли легкого, крови, яичников, простаты, кишечника, мозга и др.) самый высокий процент ингибирования показали соединения 9 (38,4%) и 10 (50,9%). Аналоги иматиниба 11 а-е проявили in vitro высокий уровень ингибирования Abl1, а также устойчивых к иматинибу Bcr-Abl киназ (рисунок 2) [27]. 231 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений Ингибиторы тирозинкиназы H N N B O N H N B N H N N OH R = H, CH3 O N H O N N D O N 3 Модификация структуры 1 C N OH O R HN A O N D HN S H N CH3 C N A Ингибиторы гистон деацетилазы N HN 4 2 H2N Дизайн химерных амидов N H N N N H N H N N H N OH N H2N H N H N N O O 7 8 R = H, CH3 Рисунок 1 – Дизайн химерных молекул – потенциальных ингибиторов киназ H N H N N CF3 O N H N H N N N N O O H N H N N O N R1 CF3 O N CF3 . 3HCl N O 9 N H R2 à X=CH, R1=NO2, R2=H á X=CH, R1=NH2, R2=H â X=CH, R1=R2=NH2 ã X=CH, R1=R2=H д X=CH, R1=H, R2=SCH3 е X=N, R1=R2=H N 10 X 11 а-е Рисунок 2 – Химерные амиды, антикиназная активность которых предсказана in silico тестированием спектра биологической активности Цель настоящего исследования состояла в молекулярном моделировании, компьютерном скрининге на потенциальную противоопухолевую активность и синтезе на основе ариламинопиримидиновых аминов новых химерных амидов, сочетающих в структуре фармакофорные фрагменты ингибиторов протеинкиназ. Методы исследования Исследованные в работе амиды синтезированы с применением общей методики аминолиза бензотриазолилового эфира замещенной бензойной кислоты соответствующим амином. На основе арил-2-аминопиримидинзамещенной бензойной кислоты и изомерных фенилендиаминов нами с выходом 60–75% получены соединения 14, 17, 19, 21, которые описаны в работе [28]. Замещённую в положении 4 4-({4-метил-3-[4-(пиридин-3ил)пиримидин-2-ил-амино]фенил}аминометил)бензойную кислоту 29 (в виде дигидрохлорида) получали с выходом 85% прямым восстановительным аминированием метил 4-формилбензоата 4-метил-n3-[4-(пиридин-3-ил)пиримидин-2-ил]бензол-1,3-диамином по разработанной ранее методике и использовали в виде гидрохлорида без очистки на стадии получения ее безотриазолилового эфира [28]. Соединение 12 получено аналогично из кислоты 29 и 3-нитро-4-метиланилина; соединения 20, 23, 25, 26 получены 232 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений на основе замещенных пиримидин-2-ил-бензол-1,3-диаминов и описаны нами в работе [29]. Исходные для синтезов целевых соединений замещенные фенилкарбоновые кислоты описаны в работе [30]. Синтез N-{2-метил-5-[4-(пиридин-3-ил)пиримидин-2-иламино]фенил}-4-[(4-метилпиперазин-1-ил)метил]бензамида 22. К раствору 2,5 ммоль дигидрохлорида 4-(4метилпиперазин-1-ил)метилбензойной кислоты в 10 мл диметилформамида приливали 1,7 мл (12,5 ммоль, 5 экв) триэтиламина, перемешивали при комнатной температуре 0,5 ч и прибавили 1,9 ммоль амина. Реакционную смесь охладили до 0С и прибавляли 1,1 экв 1-гидроксибензотриазола (HOBt), через 10 мин 1,3 экв N,N'-дициклогексилкарбодиимида (DCC). Реакционную смесь перемешивали 8 ч при 0 – +20С. Выпавший осадок N,N`-дициклогексилмочевины отфильтровывали и промывали диметилформамидом 2х5 мл. Маточный раствор упаривали в вакууме, остаток обрабатывали 20%-ным водным раствором гидроксида натрия до рН=10–11, отфильтровывали выпавший осадок и промывали его водой (2х30 мл). Полученный осадок бензамида 22 перекристаллизовывали из смеси хлороформ – гексан. Выход 70%, кристаллы желтого цвета, т.пл. 170172 оС. Спектр ЯМР 1Н, CDCl3, (δ, м.д.): 2,3 с (3Н), 2,33 с (3Н), 2,49 шс (6Н), 3,58 с (2Н), 7,18 д (1Н, J=2,3 Гц), 7,21 д (1Н, J=8,3 Гц), 7,37 c (1H, NH), 7,37 c (1H, NH), 7,44 дд (2Н, J=8,0; 4,8 Гц), 7,48 дд (2Н, J=8,3; 2,3 Гц ), 7,50 дд (2Н, J=8,3; 2,3 Гц), 7,74 с (1Н), 7,86 д (1Н, J=7,2 Гц), 8,46 с (1Н, NH), 8,71 дд (1Н, J=4,7; 1,5 Гц), 9,26 д (1Н, J=0,8 Гц). Спектр ЯМР 13С, CDCl3 (δ, м.д.): 165,33, 162.53, 160,37, 159,08, 159,02, 151,43, 148,52, 145,28, 142,76, 138,15, 136,23, 134,89, 133,85, 130,72, 129,45, 126,98, 123,73, 122,38, 116,13, 113,49, 108,16, 62,49, 55,08, 53,09, 45,99, 17,20. ИК спектр (, см-1, KBr): 3440, 3260, 1840, 1780, 1690, 1630, 1580,1450, 1340. Масс-спектр, m/z, (Iотн): [M]+ 493. Анализ физико-химических свойств соединения: ИК спектр получен на Фурьеспектрометре Bruker Tenzor 27 (в плёнке или в таблетках КBr) в области 400–4000 cм-1. Cпектры ЯМР 1Н и 13С записаны на спектрометре Bruker Аvance-500 в СDCl3, внутренний стандарт – ТМС, рабочая частота 500 МГц для 1Н и 125 МГц для 13С. Константы спинспинового взаимодействия J приведены в герцах (Гц), значения химических сдвигов приведены в миллионных долях (м.д.) по шкале от TMS (0 м.д.) в ЯМР 1Н и от СDCl3 (77,0 м.д.) – в спектрах ЯМР 13С. Запись масс-спектра соединения сделана на приборе Hewlett-Packard HP 5890/5972 (в режиме ионизации электронным ударом с энергией 70 эВ; колонка – НР-5MS 30 м×0.25 мм, 5% PLMe Silicone, температура испарителя – 250оС). Наблюдение за ходом реакции и оценку индивидуальности продуктов реакций проводили методом хроматографирования в тонком слое на пластинках фирмы Merk «DC-Plasticfolien Kieselgel 60 F254» в системе бутанол: этанол: NH4OH, 8:1:1 и хлороформ: метанол, 95:5. Элементный анализ проводился на CHNS анализаторе «VarioMICRO». Температуры плавления соединений определяли на блоке Кофлера. Для оценки потенциальной биологической активности соединений использовалась методика программы PASS C&T. Результаты прогноза выдаются в виде списка названий вероятных видов активности с расчетными оценками вероятностей наличия (Pa) и отсутствия каждого вида активности (Pi), которые имеют значения от 0 до 1. Величина Pa интерпретируется как мера принадлежности вещества к активным соединениям. Чем больше для конкретной активности величина Pa и чем меньше величина Pi, тем больше шанс обнаружить данную активность в эксперименте. Результаты и обсуждение Продолжая исследования в области синтеза потенциальных ингибиторов тирозинкиназы, аналогов иматиниба 1, мы провели на стадии планирования объектов синтеза прогнозирование биологической активности ряда производных 2ариламинопиримидина. Сконструированные модельные молекулы представляли собой 233 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений амиды ароматических кислот, структуры которых были построены сочетанием фрагментов 2-ариламинопиримидина, пиперазина, морфолина, фенилендиамина и включали известные из литературы фармакофоры ингибиторов протеинкиназ. Моделирование и прогноз активности осуществлены для возможных вариантов сочетания фрагментов в структуре. Результаты прогноза активности, приведенные в таблицах 1–2, представляют собой сделанную нами выборку наиболее активных структур 12–26. N N N N CH3 N CH3 NH HN N N NH NO2 O HN H3 C HN N N Me Me N CH3 HN NH2 H3C NH2 16 NH HN N N NH2 20 N Me N N H3C NH Me N H N HN 21 N Me N O 23 O 22 N N N N NH H3C O 19 N NH HN NH2 HN N HN HN O NH N NH2 NH 18 O CH3 NH2 N O 17 N HN HN N N N CH3 H3C HN HN N NH O O 15 N N CH3 HN NH2 HN 14 N NH HN O N H3C NH NH NH2 HN N N H3 C N O 13 N HN O 12 N N CH3 NH NH2 HN N N NH N N Me N N N H O N O HN H N N CH3 O 24 N N O 25 O HN H N N O 26 Рисунок 3 – Структурные формулы аналогов иматиниба, использованные для анализа зависимости «структура – активность» Исследования по прогнозированию биологической активности синтезированных соединений выполнены c использованием программы PASS C&T. Программа PASS делает анализ зависимости «структура-активность» для соединения из выборки, содержащей более пятидесяти тысяч разнообразных биологически активных веществ (субстанции известных лекарственных препаратов и фармакологически активные соединения), и позволяет получить прогноз спектра биологической активности на обычном персональном компьютере. Выборка постоянно пополняется новой информацией, отбираемой как из публикаций в научнотехнической литературе, так и из многочисленных баз данных. Поскольку прогноз выполняется по структурной формуле вещества, он может быть произведен уже на стадии планирования синтеза. Химическая структура представляется в PASS в виде оригинальных MNA (Mulilevel Neighbourhoods of Atoms) дескрипторов, которые 234 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений имеют универсальный характер и с достаточно высокой разнообразные зависимости «структура – свойство» [11–13]. Таблица 1 – Результаты прогноза предшественников пиримидиновых амидов биологического точностью действия описывают синтетических N Соединение N N N CH3 NH CO2CH3 CO2CH3 N HN 27 Вероятность проявления активности Ингибитор пролил аминопептидазы Ингибитор убихинол-цитохрома-С редуктазы Ингибитор супероксид дисмутазы Ингибитор S-формилглютатионгидролазы Ингибитор протеинкиназы Ингибитор CDK/циклин Т1 N N CH3 NH 28 Pi 0,003 0,004 0,004 0,002 Ра 0,925 0,922 0,903 0,898 Ра Pi 0,705 0,564 0,008 0,007 Таблица 2 – Результаты прогноза антипротеинкиназной активности (по данным программы PASS) пиримидиновых амидов – потенциальных химерных ингибиторов киназ Киназы № Соединения Protein kinase inhibitor Tyrosine kinase inhibitor Bcr-Abl kinase inhibitor 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 antagonist PDGFR antagonist VEGFR 0,805 0,606 0,681 0,748 0,543 0,413 0,601 0,524 0,652 0,844 0,616 0,562 0,598 0,834 0,616 0,593 0,629 0,838 0,622 0,557 0,635 0,826 0,663 0,510 0,600 0,869 0,617 0,576 0,805 0,615 0,649 0,466 0,581 0,806 0,553 0,494 0,622 0,840 0,610 0,570 0,600 0,847 0,630 0,782 0,609 0,482 0,669 0,739 0,561 0,566 0,733 0,561 0,557 0,776 0,607 0,661 0,790 0,595 0,587 Примечание. – Ра* – вероятность проявления антикиназной активности 0,455 0,619 0,569 0,613 0,612 0,579 0,607 0,560 0,574 0,590 0,455 0,457 0,435 0,433 0,414 Signal transduction pathways inhibitor 0,682 0,714 0,797 0,787 0,793 0,806 0,795 0,790 0,716 0,791 0,802 0,687 0,696 0,704 0,697 0,728 Синтезированные амиды 12, 14, 17, 19–23, 25, 26, а также изомерные им соединения, запланированные к синтезу, сравнивались со своими синтетическими предшественниками имином 27, амином 28 и иматинибом 1. Результаты прогнозирования показали, что у этих амидов и диамина 28 вероятность наличия активности (Pa) в ингибировании протеинкиназ составляет от 70 до 84%. В случае более простого по строению соединения – метил 4-{[4метил-3-(4-(пиридин-3-ил)пиримидин-2-иламино)фенилимино]метил}бензоата 27, в основном, проявляется ингибирование пролиламинопептидазы, цитохрома-С редуктазы (Pa=92%). 235 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений Для получения на основе замещенных 2-ариламинопиримидинов соединений с различным расположением гетероциклических и амидных фрагментов использовали конвергентную схему синтеза с формированием амидной связи в заключительной стадии синтеза из предварительно полученных ключевых соединений – кислоты и амина. В результате были синтезированы три серии новых арил(гетарил)аминометилбензамидов, которые содержат фармакофорные фрагменты пиримидина, пиперазина, морфолина, метилнитроанилина, фенилендиамина, морфолина и метильные и аминогруппы в различных положениях молекулы. Известно, что биологическая активность соединения и спектр его биологического действия во многих случаях определяется наличием и количеством аминогрупп в молекуле. В структуре бензамидов 13–21 имеются первичная, две вторичных, амидная аминогруппы и три атома азота в гетероциклах. Амиды являются структурными аналогами соединений, проявляющих активность специфических ингибиторов киназ. Из данных оценки вероятности антикиназной активности соединений 12–18 и 20, полученных компьютерным прогнозом (таблица 2, рисунок 4), вероятность антипротеинкиназной активности составляет 81–87% и выше, чем у иматиниба. Вероятность антитирозинкиназной активности у соединений сравнима с показателем у иматиниба, составляет 61% за исключение соединения 16 (66%). Однако, иматиниб имеет в анализируемом ряду самую высокую активность против химерной Bcr-Abl киназы (68%) и наименьшую в ингибировании путей сигнальной трансдукции (signal transduction pathways), что свидетельствует о его высокой селективности. Следует отметить низкие значения у нитропроизводного 12 (41% против химерной Bcr-Abl киназы) и накопление потенциала антипротеинкиназной активности с ростом числа метильных групп, удаленных от амидного фрагмента (соединения 15, 17). 0,950 0,900 0,850 соединение 12" соединение 13 соединение 14 соединение 15 соединение 16 соединение 17 соединение 18 соединение 20 0,800 0,750 0,700 0,650 0,600 Рисунок 4 – Профили антикиназной активности амидов 12–18 и 20 пиримидинового ряда 0,550 0,500 0,450 0,400 0,350 Protein kinase inhibitor Tyrosine kinase inhibitor Bcr-Abl kinase inhibitor PDGFR antagonist VEGFR antagonist Signal transduction pathways inhibitor На рисунке 5 представлены результаты прогноза для соединений, имеющих различное взаимное расположение аминогрупп в фенилендиаминовом фрагменте. Из этих данных самую высокую вероятность антипротеин(тирозин)киназной активности у монометилзамещенных фенилендиаминопроизводных имеет пара-фениленпроизводное 21 (63%), а самую низкую – соединение 19 (55%). Однако, ни одно из соединений обсуждаемого ряда не превосходит иматиниб по активности против химерной Bcr-Abl киназы, ответственной за пролиферацию опухолевых клеток при хронической миелоидной лейкемии. Вероятность проявления ингибиторной активности путей сигнальной трансдукции у всех соединений выше, чем у иматиниба (79–80% против 68%). 236 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений 0,900 0,850 Protein kinase inhibitor Tyrosine kinase inhibitor Bcr-Abl kinase inhibitor PDGFR antagonist VEGFR antagonist Signal transduction pathways inhibitor 0,800 0,750 0,700 0,650 Рисунок 5 – Зависимости прогнозируемой антикиназной активности амидов 14, 18, 19, 21 пиримидинового ряда и иматиниба 1 от структуры 0,600 0,550 0,500 0,450 1 2 3 4 5 соединения 1(1), 14 (2), 18 (3), 19 (4), 21 (5) На рисунке 6 представлены результаты прогноза для аналогов иматиниба 22–26, имеющих различное расположение метильной группы и амидного фрагмента, а также морфолиновый цикл вместо пиперазинового. Из этих данных видно, что ни одно из соединений не превосходит иматиниб по антипротеин(антитирозин) киназной активности, однако у соединений 23 и 25 вероятность активности против химерной Bcr-Abl киназы сравнима с иматинибом. Вероятность проявления ингибиторной активности путей сигнальной трансдукции у всех соединений сравнима с этой же величиной у иматиниба (68–72%). 0,900 вероятность проявления антикиназной активности 0,850 0,800 иматиниб соединение 22 соединение 23 соединение 24 соединение 25 соединение 26 0,750 0,700 0,650 Рисунок 6 – Прогнозируемая антикиназная активность иматиниба и его аналогов 22–26 0,600 0,550 0,500 0,450 0,400 Protein kinase inhibitor Tyrosine kinase inhibitor Bcr-Abl kinase inhibitor Signal transduction pathways inhibitor VEGFR antagonist вид активности Полученные результаты анализа потенциала представленных структур свидетельствуют о целесообразности синтеза соединений 13, 14, 16, 17, 20, 21, 22, 25, содержащих функционально фармакозначимые фрагменты 2-ариламинопиримидина, пиперазина, замещенного анилина, амидную группировку, для создания новых фармацевтических препаратов с противоопухолевой активностью. Синтезированные нами ранее аминоамиды 14, 19, 23 переведены в более биодоступную фармакологически активную форму взаимодействием с метансульфоновой кислотой в этаноле при 50оС и проходят скрининговые исследования на моделях гемобластозов К-562, Molt-4, THP-1, о результатах которых будет подробно сообщено в последующей публикации. Показатель IC50 на модели клеток хронической миелогенной лейкемии К-562 был равен для иматиниба 0,25 мкМ, метансульфонатов соединения 19–35 мкМ, соединения 23–20 мкМ; а для метансульфоната соединения 14 превышает уровень 100 мкМ. Наиболее активным 237 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений соединением по результатам испытания на всех трех клеточных моделях является аналог 23, который по своему цитостатическому действию на клетки Т-лимфобластной лейкемии Molt4 и острой моноцитарной лейкемии THP-1 в наибольшей степени приближается к иматинибу. Выводы Осуществлено молекулярное моделирование, компьютерный скрининг на потенциальную противоопухолевую активность и синтез новых химерных амидов, сочетающих в структуре фармакофорные фрагменты ингибиторов протеинкиназ. Исследованные в работе амиды синтезированы с применением общей методики аминолиза бензотриазолилового эфира замещенной бензойной кислоты соответствующим амином. В результате были синтезированы три серии новых арил(гетарил)аминометилбензамидов, которые содержат фармакофорные фрагменты пиримидина, пиперазина, морфолина, метилнитроанилина, фенилендиамина, морфолина и метильные и аминогруппы в различных положениях молекулы. Проведен анализ структуры соединений и вкладов фармакофорных фрагментов в проявление антикиназной активности. Результаты прогнозирования показали, что у амидов вероятность наличия активности в ингибировании протеинкиназ составляет от 70 до 84%. Приведены результаты первичного скрининга in vitro некоторых синтезированных амидов. Данная работа выполнена при поддержке гранта Президента Республики Беларусь в науке на 2015год и частичной поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований ( грант Х14-137) Список литературы 1. Development and Experimental Validation of a Docking Strategy for the Generation of Kinase-Targeted Libraries / R. Gozalbes [et al.] // J. Med. Chem. – 2008. – Vol. 51, № 11. – Р. 3124– 3132. 2. Efficacy and Safety of a Specific Inhibitor of the BCR-ABL Tyrosine Kinase in Chronic Myeloid Leukemia / B. J. Druker [et al.] // N. Engl. J. Med. – 2001. – Vol. 344, № 14. – 1031–1037. 3. Molecular Recognition of Protein Kinase Binding Pockets for Design of Potent and Selective Kinase Inhibitors / J. J Liao [et al.] // J. Med. Chem. – 2007. – Vol. 50, № 3. – Р. 409–424. 4. Potent and selective inhibitors of the Abl-kinase: Phenylaminopyrimidine (PAP) derivatives / J. Zimmermann [et al.] // Bioorg. Med. Chem. Lett. – 1997. – Vol. 7, № 2. – Р. –187–192. 5. Studies leading to theidentification of ZD1839 (Iressa): an orally active, selective epidermalgrowth factor receptor tyrosine kinase inhibitor targeted to thetreatment of cancer / A. J. Barker [et al.] // Bioorg. Med. Chem. Lett. – 2001. – Vol. 11, № 14. – Р. 1911–1914. 6. Induction of apoptosis and cell cycle arrest by CP-358,774, an inhibitor of epidermal growth factor receptor tyrosine kinase / J. D. Moyer [et al.] // Cancer Res. – 1997. – Vol. 57, № 21. – Р. 4838– 4848. 7. Discovery of 5-[5-fluoro-2-oxo-1,2-dihydroindol-(3Z)-ylidenemethyl]-2,4-dimethyl-1Hpyrrole-3-carboxylic acid (2-iethylaminoethyl)amide, a novel tyrosine kinase inhibitor targeting vascular endothelial and platelet-derived growth factor receptor tyrosine kinase / L. Sun [et al.] // J. Med. Chem. – 2003. – Vol. 46, № 7. – Р. 1116–1119. 8. Noble, M. E. M. Protein Kinase Inhibitors: Insights into Drug Design from Structure / M. E. M. Noble, J. A. Endicott, L. N. Johnson // Science. – 2004. – Vol. 303. – P. 1800–1805. 9. Structure-based ensemble-QSAR model: a novel approach to the study of the EGFR tyrosine kinase and its inhibitors / X. Sun [et al.] // Acta Pharmacol. Sin. – 2014. – Vol. 35, № 2. – Р. 301–310. 10. Основные направления компьютерного моделирования биологической активности молекул / Ю. С. Головко [и др.] // Химические проблемы создания новых материалов и технологий: сб. ст. Вып. 3 / БГУ; под ред. О. А. Ивашкевича. – Минск, 2008. – С. 144–164. 11. Филимонов, Д. А. Прогноз спектра биологической активности органических соединений / Д. А. Филимонов, В. В. Поройков // Рос. хим. ж. – 2006. – Том L, № 2. – С. 66–75. 238 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений 12. Robustness of biological activity spectra predicting by computer program PASS for noncongeneric sets of chemical compounds / V. V. Poroikov [et al.] // J. Chem. Inform. Comput. Sci. – 2000. – Vol.40, №6. – P.1351–1355. 13. Discriminating between drugs and nondrugs by Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS) / S. Anzali [et al.] // J. Med. Chem. – 2001. – Vol. 4, № 15. – P. 2432–2437. 14. An application of machine learning methods to structural interaction fingerprints – a case study of kinase inhibitors / J. Witek [et al.] // Bioorg. Med. Chem. Letters. – 2014. – Vol. 24, № 2. – Р. 580–585. 15. Головко, Ю. С. Современные методы поиска новых лекарственных средств / Ю. С. Головко, О. А. Ивашкевич, А. С. Головко // Вестник БГУ. Сер. 2, Химия, Биол., Геогр. – 2012. – № 1. – С. 7–15. 16. Королева, Е.В. Синтез и применение производных 2-аминопиримидина в качестве ключевых интермедиатов химического синтеза биомолекул / Е. В. Королева, К. Н. Гусак, Ж. В. Игнатович. // Усп. хим. – 2010. – Т. 79, № 8. – С. 720–746. 17. Discovery of N-(2-chloro-6-methyl-phenyl)-2-(6-(4-(2-hydroxyethyl)-piperazin-1-yl)-2methylpyrimidin-4-ylamino) thiazole-5-carboxamide (BMS-354825), a dual Src/Abl kinase inhibitor with potent antitumor activity in preclinical assays / L. J. Lombardo [et al.] // J. Med. Chem. – 2004. – Vol. 47, № 27. – Р. 6658–6661. 18. Huang, W-Sh. An Efficient Synthesis of Nilotinib (AMN107) / W-Sh. Huang, W. C. Shakespeare // Synthesis. – 2007. –№ 14. – P. 2121–2124. 19. Morphy, R. Selectively Nonselective Kinase Inhibition: Striking the Right Balance / R. Morphy // J. Med. Chem. – 2010. – Vol. 53, № 4. – P. 1413–1437. 20. Bansal, Y. Multifunctional compounds: Smart molecules for multifactorial diseases / Y. Bansal, O. Silakari // Eur. J. Med. Chem. – 2014. – Vol. 76. – P. 31–42. 21. Trends in Kinase Selectivity: Insights for Target Class-Focused Library Screening / S. L. Posy [et al.] // J. Med. Chem. – 2011. – Vol. 54, № 1. – P. 54–66. 22. Huggins, D. J. Rational Approaches to Improving Selectivity in Drug Design / D. J. Huggins, W. Sherman, B. Tidor // J. Med. Chem. – 2012. – Vol. 55, № 4. – P. 1424–1444. 23. Kinase domain mutation in Cancer / J. A. Bikker [et al.] // J. Med. Chem. – 2009. – Vol. 52, № 6. – P. 1493–1509. 24. Overriding imatinib resistance with a novel ABL kinase inhibitor / N. P. Shah [et al.] // Science. – 2004. – Vol. 305. – P. 399–401. 25. Design of Chimeric Histone Deacetylase- and Tyrosine Kinase-Inhibitors: A Series of Imatinib Hybrides as Potent Inhibitors of Wild-Type and Mutant BCR-ABL, PDGF-R, and Histone Deacetylases / S. Mahboobi [et al.] // J. Med. Chem. – 2009. – Vol. 52, № 8. – P. 2265–2279. 26. El-Deeb, I. M. Synthesis and discovery of autophagy inducers for A549 and H460 lung cancer cells, novel 1-(2′-hydroxy-3′-aroxypropyl)-3-aryl-1H-pyrazole-5-carbohydrazide derivatives / I.M. El-Deeb, S.H. Lee // Bioorg. Med. Chem. – 2010. – Vol. 18, № 14. P. 3860–3874. 27. Synthesis and docking study of 2-phenylaminopyrimidine Abl tyrosine kinase inhibitors / Shuang L. [et al.] // Bioorg. Med. Chem. Let. – 2011. – Vol. 21, № 23. P.6964–6968. 28. Синтез N-[2(3,4)-аминофенил]-4-({4-метил-3-[4-(пиридин-3-ил)пиримидин-2иламино]-фенил}аминоме-тил)бензамидов / Ж. В. Игнатович [и др.] // Журн. орг. хим. – 2015. – Т. 51, № 10. – С. 1479–1482. 29. Синтез амидов арилкарбоновых кислот с фармакофорными структурными фрагментами ингибиторов тирозинкиназ / Е. В. Королёва [и др.] // Журн. орг. хим. – 2015. – Т. 51, № 1. – С. 104–111. 30. Синтез новых производных арилкарбоновых кислот, содержащих гетероциклические заместители / Е.В.Королева [и др.] // Весці НАН Беларусі, серыя хім. навук. – 2015. – № 1. – С. 63–68. 239 Труды БГУ 2015, том 10, часть 1 Химия природных и синтетических биологически активных соединений DESIGN, COMPUTER PREDICTION OF BIOLOGICAL ACTIVITY AND SYNTHESIS OF AMINOPYRIMIDINE POTENTIAL KINASE INHIBITORS E.V. Koroleva, Zh.V. Ignatovich, J.V. Siniutsich, I.Yu. Yarovskaya Institute of Chemistry of New Material, National Academy of Science of Belarus, Minsk, Belarus Structured-guided design by combining pharmacophore fragments of protein kinase inhibitors, computer screening for potential antitumor activity of novel chimeric amides as potent inhibitors of Abl kinase, himeric Bcr-Abl kinase, signal transduction pathways were carried out. As a result, three series of new aryl (hetaryl) aminomethyl benzamides which contain fragments of pyrimidine, piperazine, morpholine, metilnitroanilina, phenylenediamine, morpholine, and methyl and amino groups in different positions of the molecule were selected. The amides were synthesized using general procedure aminolysis substituted benzoic acid benzotriazolyl ester with an appropriate amine. The analysis of the structure of the compounds and contributions pharmacophore fragments into manifestation the antitumor activity was carried out. Prediction results showed that the probability of the presence of inhibiting protein kinase activity is between 70 to 84%. The initial in vitro screening of some of the synthesized amide was made. 240