4.0.1. Вещества, ингибирующие начальные стадии синтеза ДНК
Начальные стадии синтеза ДНК наиболее сильно ингибируются такими противобактериальными и противомалярийными препаратами, как сульфаниламиды и 2,4-диаминопиримидины.
Все применяемые в химиотерапии сульфаниламиды от простого стрептоцида (4.6, а) до его сложных гетероциклических производных (4.6,6), включая и сульфадиазин, конкурентно ингибируют дигидрофолатсинтетазу, встраивающую пара-ами- нобензойную кислоту (ПАБ) в молекулу дигидрофолиевой кислоты (2.14), благодаря сходству стерических и электронных свойств ПАБ (2.12) и сульфаниламидов (4.6) (разд.
2.1). Два фактора, определяющие избирательность противобактериальных сульфаниламидов, взаимно усиливают друг друга: 1) у млекопитающих отсутствует фермент, синтезирующий дигидрофолие- вую кислоту, и поэтому они толерантны к сульфаниламидам и 2) у патогенных бактерий отсутствуют мембранные белки, с помощью которых дигидрофолиевая кислота попадает в клетки млекопитающих из пищи (см. также разд. 9.3). Дигидрофолие-1 См. также Общая органическая химия, т. 10. Нуклеиновые кислоты, аминокислоты, пептиды, белки/Под ред. Н. К. Кочеткова и М. А. Членова. — М., 1986, 703 с. — Примеч. ред.
вая кислота является предшественником кофермента, необходимого для биосинтеза тимина и всех пуриновых оснований. Без этих субстратов бактерии быстро погибают, так как им,не из чего синтезировать ДНК. /
Второй тип лекарственных веществ, вмешивающихся в синтез ДНК, — ингибиторы дигидрофолатгидрогеназы. Этот фермент восстанавливает дигидрофолиевую кислоту до 5,6,7,8-тетра- гидрофолиевой кислоты, превращающуюся в одну стадию в кофермент для синтеза тимина и пуринов. Аналоги фолиевой кислоты— производные 2,4-диаминоптеридина типа метотрексата (4.7) — используются в качестве противоопухолевых средств (разд.
9.3.3), однако подобные молекулы не проникают в микроорганизмы. Hitchings показал, что ингибирование дигидрофолатгидрогеназы обусловлено наличием остатка 2,4-диаминопирими- дина в молекуле. Введение нескольких липофильных групп в 2,4-диаминопиримидиновый остаток привело к созданию эффективного противомалярийного препарата хлоридина (4.8) [2,4-ди- амино-6-этил-5-(пара-хлорфенил)-пиримидин], широко используемого для профилактики малярии [Falco et al., 1951]. Наличие липофильных групп обеспечивает проникновение вещества в ткани и в паразита [Hitchings, 1952] и увеличивает степень связывания его с ферментом за счет ван-дер-ваальсовых сил [Baker, Shapiro, 1966].Избирательность этого типа лекарственных веществ определяется наличием ферментов-аналогов, т. е. ферментов, выполняющих внешне идентичные функции в разнородных организмах-
Таблица 4.1. Концентрация ингибитора дигидрофолатредуктазы (ХЮ8 М), необходимая для 50% ингибирования фермента,
' выделенного из шести различных источников
| ( Соединение | Печень человека | Печень крысы | Эритроциты мышн | Р1. berghel | ТгуР. equiperdum | Е. coli |
| Хлоридин (4.8) | 180 | 70 | 100 | 0,05 | 20 | 2 500 |
| Триметоприм (4.9) | 30000 | 26 000 | 100 000 | 7,0 | 100 | 0,5 |
| Метотрексат (4.7) | 9 | 0,2 | — | 0,07 | 0,02 | 0,1 |
[Burchall, Hitchings, 1965; Ferone, Burchall, Hitchings, 1969; Jaffe, McCormack, 1967].
Фермент плазмодий ингибируется хлоридином в концентрации, в 2000 раз меньшей, чем необходимо для ингибирования» фермента-аналога млекопитающих (табл.
4.1). Это свидетельствует о том, что избирательность действия хлоридина обусловлена сверхчувствительностью к нему фермента-паразита по сравнению с ферментом-аналогом хозяина [Burchall, Hitchings,. 1965]. Циклогунил (3.35), противомалярийный препарат триази- нового ряда, образующийся в организме из пролекарства бигу- маля, также ингибирует дигидрофолатгидрогеназу [Wood, Hitchings, 1959].Замена хлорфенильной группы в молекуле хлоридина на бу- тильную почти не уменьшает его ингибирующей способности [Baker, Shapiro, 1966]. Однако необходимы заместители совершенно другого типа для того, чтобы производные 2,4-диамино- пиримидина проявили противобактериальное действие. Такг в клинике успешно применяют эффективный при системном введении противобактериальный препарат триметоприм (4.9), содержащий более гидрофильный заместитель [Roth, Falco, Hitchings, 1962]. Из табл. 4.1 видно, что из трех ингибиторов дигидрофолатгидрогеназы хлоридин наиболее избирательно действует на фермент малярийного плазмодия, а триметоприм — на бактериальный фермент. Проникающий через мембраны метотрексат, тем не менее, не обладает избирательным действием на микроорганизмы. Клиническое применение триметоприма, избирательно действующего на дигидрофолатредуктазу как грам- положительных, так и грамотрицательных бактерий, но не влияющего на фермент-аналог млекопитающих (табл. 4.2), описана в разделе 9.6.
Гидроксилмочевина (4.10), производное гидроксиламина, хорошо переносится больными в высоких дозах, необходимых для лечения хронического миелолейкоза, резистентного к другим препаратам. Это соединение не влияет на синтез РНК. Его избирательность проявляется на молекулярном уровне: гидроксилмочевина захватывает ион железа, необходимый для железозависимого фермента рибонуклеозиддифосфатредуктазы, осуществляющей превращение рибонуклеозидов в дезоксианалоги [Krakoff, Brown, Reichard, 1968]. Гуаназол (4.11), 3,5-диамино-
Таблица 4.2. Действие триметоприма (4.9) на изолированную / дигидрофолатредуктазу, концентрации (нМ), вызывающая 50% /
ингибирование фермента
| Источник | Печень млекопитающих | Бактерии | / Соотношение |
| Крыса 1200 Бык 2400 | Strept. faecalis 0,96 Е. coli 1,3 | 1250 1840 |
[Roth, Cheng, 1982].
1,2,4-триазол [Levi, Wiernik, 1976] и тиосемикарбазон 5-гидрок- сипиколинового альдегида (4.12) [Agrawal, Sartorelli, 1975] тоже ингибируют этот фермент, действуя в S-фазе клеточного цикла (разд. 5.1). О других противоопухолевых семикарбазонах см. разд. 11.9.
