ИСТИНА

Настоящий проект направлен на дизайн и синтез новых ингибиторов биосинтеза белка. В последнее время наиболее перспективным представляется метод конструирования лекарственных средств, основанный на знании структуры мишени. Для преобладающего количества блокирующих биосинтез белка антибиотиков, включая макролиды, мишенью является бактериальная рибосома. Макролидный антибиотик тилозин обладает значительной ингибирущей активностью благодаря своему высокому сродству к рибосоме. Такое сродство объясняется наличием в его структуре альдегидной группировки, способной формировать прочный контакт с нуклеиновым основанием А2062 23S рРНК. Объектами нашего исследования являются 14-членные антибиотики ряда эритромицина, широко используемого в медицинской практике. В целях повышения активности эритромицин-подобных антибиотиков предлагалось ввести в структуру эритромицина альдегидную функцию, способную к образованию полуаминаля с экзоциклической аминогруппой А2062 в рибосомном туннеле. На финальном этапе проекта планировалось осуществить моделирование молекулярной динамики комплексов 50S субъединицы рибосомы E.coli с производными эритромицина, содержащими альдегидную группу в различных положениях лактонного кольца и удаленную от него на различном расстоянии. Затем следовало выбрать наиболее оптимально подходящие структуры и осуществить их синтез. Для оценки функциональных свойств новых производных предполагалось изучить их связывание с рибосомой методом поляризации флуоресценции и исследовать их способность ингибировать биосинтез белка в бесклеточной системе трансляции.

С помощью развиваемого нами метода моделирования молекулярной динамики комплексов 50S субъединицы рибосомы E.coli с макролидными антибиотиками осуществлен дизайн производных эритромицина, содержащих альдегидную группу, направленную в сторону основания А2062 23S рРНК в рибосомном туннеле. Из возможных структур выбраны наиболее подходящие соединения для синтеза и последующих исследований. Разработаны конкретные методы синтеза предложенных оптимальных альдегид-содержащих аналогов эритромицина. Для полученных производных эритромицина, содержащих альдегидную группу в 3‟-N положении остатка дезозамина, изучена функциональная активность. С помощью метода поляризации флуоресценции исследовано связывание веществ с рибосомой E.coli. Показано, что введение в 3‟-N-дезметилэритромицин 1-метил-3-оксопропильной группы существенно увеличивает сродство к рибосоме. Константа диссоциации комплекса рибосомы с 3‟-N-дезметил-3‟-(1-метил-3-оксопропил)эритромицином находится на уровне константы соответствующего комплекса с исходным эритромицином. Кроме того, установлено, что в бесклеточной системе трансляции почти все полученные вещества проявляют себя как хорошие ингибиторы биосинтеза белка. В основе настоящего проекта лежит оригинальная идея создания инструментов для изучения рибосомного туннеля на базе макролидных антибиотиков, прочно связывающихся с туннелем. Такие инструменты, в основном, представляют собой производные антибиотиков, содержащие различные функциональные группы, способные к образованию новых контактов с элементами рибосомного туннеля. Предложенные нами впервые альдегидные производные эритромицина представляют собой новый тип его аналогов, имеющих структурное сходство с таким макролидом, как тилозин, благодаря наличию альдегидной функции. Для поиска таких потенциальных антибиотиков был применен усовершенствованный вариант метода моделирования молекулярной динамики, специально разработанный для изучения взаимодействий макролидов с большой субъединицей рибосомы, ранее не описанный и не примененный к подобным системам. Полученные в работе целевые соединения связываются с бактериальной рибосомой и являются новыми ингибиторами биосинтеза белка.