SINTESI ED ATTIVITA’ BIOLOGICA DI NUOVE BENZODIAZEPINE DERIVATE DAL FRUTTOSIO Relatore: Prof.ssa Laura Cipolla Correlatore...
RECETTORI PER IL GABA <ul><li>Il GABA (acido  γ -amminobutirrico) è il neurotrasmettitore inibitorio più diffuso; è prodot...
IL RECETTORE GABA A <ul><li>Il legame del GABA al recettore GABA A  ne aumenta la permeabilità verso lo ione Cl-, ciò caus...
IL RECETTORE GABA A <ul><li>Il recettore GABA A  è il bersaglio molecolare di farmaci come  benzodiazepine  (ansiolitiche,...
LE BENZODIAZEPINE <ul><li>Le  benzodiazepine  e i loro mimetici, il cui sito di legame (BZBS) è posto all’interfaccia tra ...
LE BENZODIAZEPINE <ul><li>I ligandi del BZBS possono agire da  agonisti  (le classiche benzodiazepine ansiolitiche, come i...
RELAZIONE STRUTTURA-ATTIVITA’ DELLE 1,4-BENZODIAZEPINE <ul><li>L’anello aromatico A e l’anello imminico B sono essenziali ...
RELAZIONE STRUTTURA-ATTIVITA’ DELLE 1,4-BENZODIAZEPINE <ul><li>Sostituzioni in posizione 7 con gruppi elettronicamente car...
MODELLO DEI FARMACOFORI PER IL RECETTORE DS <ul><li>L1, L2 e L3 sono tre tasche lipofile del recettore </li></ul><ul><li>H...
SINTESI DI GLICO-BENZODIAZEPINE D -PROLINA D -FRUTTOSIO AMINOACIDO ZUCCHERINO  GLICO BENZODIAZEPINE
La scelta dello Scaffold Bioorganic Med. Chem. Lett.,  Vol. 6, No 19, 2299-2300,  1996 J. Med. Chem.,  Vol. 21, No 10, 108...
Sintesi dello Scaffold, un  amminoacido zuccherino   Deprotezione selettiva dell’ossidrile in posizione C1 F. Nicotra, L. ...
F. Nicotra, L. Panza, G. Russo J. Org. Chem ,  1987 , 52, 5627-5630 L. Cipolla, E. Forni, J. Jiménez-Barbero, F. Nicotra C...
F. Nicotra, L. Panza, G. Russo J. Org. Chem ,  1987 , 52, 5627-5630 L. Cipolla, E. Forni, J. Jiménez-Barbero, F. Nicotra C...
F. Nicotra, L. Panza, G. Russo J. Org. Chem ,  1987 , 52, 5627-5630 L. Cipolla, E. Forni, J. Jiménez-Barbero, F. Nicotra C...
F. Nicotra, L. Panza, G. Russo J. Org. Chem ,  1987 , 52, 5627-5630 L. Cipolla, E. Forni, J. Jiménez-Barbero, F. Nicotra C...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un  amminoac...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un  amminoac...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un  amminoac...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un  amminoac...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un  amminoac...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 N-Cbz N-Fmoc N-Boc Sintesi dello Sca...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 1M NaOH CH 3 CN, rt Sintesi dello Sc...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 1M NaOH CH 3 CN, rt Sintesi dello Sc...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un  amminoac...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un  amminoac...
L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra  Lett. Drug Design Discov .,  2005 ,  2 , 239-244 Scaffold glicidico biciclico Sintesi...
Sintesi delle glico-1, 4-benzodiazepine-2, 5-dioni
Sintesi delle glico-1,4-benzodiazepine-2,5-dioni <ul><li>SCHEMA GENERALE DI REAZIONE </li></ul>X  =   H, Br, Cl, NO 2 Y  =...
Sintesi delle glico-1,4-benzodiazepine-2,5-dioni
Sintesi delle glico-1,4-benzodiazepine-2,5-dioni <ul><li>IDROGENAZIONI CATALITICHE </li></ul>
TEST DI BINDING <ul><li>Test su recettori DS (sensibili al Diazepam), provenienti dalla corteccia cerebrale di ratti </li>...
VALUTAZIONE DEL LEGAME SPECIFICO Valutazione legame specifico corteccia frontale [ 3 H-Flunitrazepam] nM [3-H Flunitrazepa...
VALUTAZIONE DELL’AFFINITA’ DI LEGAME DELLE GLICO-BENZODIAZEPINE <ul><li>[ 3 H-Flunitrazepam] = 3 nM </li></ul><ul><li>[Flu...
CERVELLETTO NESSUNA ATTIVITA’ * *  = p  ≤ 0.05 ** = p ≤ 0.01 [ 3 H-Flunitrazepam] = 3nM [Flumazenil] = 100 μ M [Glico-benz...
CORTECCIA FRONTALE ATTIVITA’ INATTESA * ** * ** * ** ** ** ** * ** * = p  ≤ 0.05 ** = p  ≤ 0.01 [ 3 H-Flunitrazepam] = 3nM...
CORTECCIA FRONTALE * * = p  ≤ 0.05 * MODULATORE ALLOSTERICO
Le Benzodiazepine come  antitumorali <ul><li>Le  glico-benzodiazepine ,  avendo una struttura simile all’antitumorale natu...
CONCLUSIONI Lo scaffold glicidico può essere opportunamente modificato per modulare le caratteristiche chimico-fisiche, qu...
GRAZIE A TUTTI PER L’ATTENZIONE
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

MSc Thesis

1,044
-1

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
1,044
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

MSc Thesis

  1. 1. SINTESI ED ATTIVITA’ BIOLOGICA DI NUOVE BENZODIAZEPINE DERIVATE DAL FRUTTOSIO Relatore: Prof.ssa Laura Cipolla Correlatore: Dr.ssa Barbara Costa Marco Cramarossa ANNO ACCADEMICO 2005-2006 UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI MILANO-BICOCCA Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Corso di Laurea Specialistica in Biotecnologie Industriali
  2. 2. RECETTORI PER IL GABA <ul><li>Il GABA (acido γ -amminobutirrico) è il neurotrasmettitore inibitorio più diffuso; è prodotto per decarbossilazione del glutammato dalla GAD (Glutammato decarbossilasi) </li></ul><ul><li>Esistono tre tipi di recettori per il GABA: </li></ul><ul><li>GABA A e GABA C sono recettori canale per il Cl - ,mentre il GABA B è coniugato ad una proteina G inibitoria </li></ul>   GABA
  3. 3. IL RECETTORE GABA A <ul><li>Il legame del GABA al recettore GABA A ne aumenta la permeabilità verso lo ione Cl-, ciò causa un’iperpolarizzazione del neurone e di conseguenza ne viene ridotta l’eccitabilità </li></ul><ul><li>GABA A è un pentamero costituito da almeno tre delle seguenti subunità glicoproteiche α 1-6, β 1-3, γ 1-3, δ , ε e π . La maggior parte dei recettori GABA A presenti nell’SNC contengono le subunità α , β e γ </li></ul>
  4. 4. IL RECETTORE GABA A <ul><li>Il recettore GABA A è il bersaglio molecolare di farmaci come benzodiazepine (ansiolitiche, anticonvulsivanti, sedative, ipnotiche e miorilassanti), β -carboline (convulsivanti ed ansiogeniche), convulsivanti generali come la bicucullina e la picrotoxina, barbiturici , anestetici generali, steroidi neuroattivi. Interagisce inoltre con l’etanolo </li></ul><ul><li>I differenti ligandi interagiscono con differenti siti di riconoscimento presenti nella struttura tridimensionale del recettore GABA A. </li></ul>BDZs site Barbitures site GABA site GABA A receptor
  5. 5. LE BENZODIAZEPINE <ul><li>Le benzodiazepine e i loro mimetici, il cui sito di legame (BZBS) è posto all’interfaccia tra le subunità α e γ , modulano allostericamente la struttura del recettore GABA A e ne alterano l’affinità verso il GABA </li></ul>Sottotipi del recettore GABA A mediano i diversi effetti (sedativo, ansiolitico, ipnotico, miorilassante) delle benzodiazepine. Ad esempio i recettori contenenti subunità α 4 o α 6 sono insensibili al Diazepam (DI)
  6. 6. LE BENZODIAZEPINE <ul><li>I ligandi del BZBS possono agire da agonisti (le classiche benzodiazepine ansiolitiche, come il Diazepam ), da agonisti parziali , con minori effetti collaterali, da agonisti inversi (le β -carboline ) e da antagonisti (il flumazenil , usato per trattare la dipendenza da benzodiazepine) </li></ul>β -carboline Flumazenil
  7. 7. RELAZIONE STRUTTURA-ATTIVITA’ DELLE 1,4-BENZODIAZEPINE <ul><li>L’anello aromatico A e l’anello imminico B sono essenziali per l’affinità verso il BZBS </li></ul><ul><li>L’anello benzilico C è richiesto per migliorare l’interazione coi recettori DS (Diazepam sensibili) </li></ul><ul><li>Il carbonile in posizione 2 è anch’esso essenziale per l’affinità di legame </li></ul>
  8. 8. RELAZIONE STRUTTURA-ATTIVITA’ DELLE 1,4-BENZODIAZEPINE <ul><li>Sostituzioni in posizione 7 con gruppi elettronicamente carichi o lipofili incrementano l’affinità (H 2 CF 3 > I > Br > CF 3 > Cl > t-Bu > NO 2 > F > N 3 > CH=CH 3 ) </li></ul><ul><li>Sostituzioni in posizione 8 diminuiscono l’affinità verso il BZBS </li></ul><ul><li>Un sostituente elettrofilo in posizione 2’ incrementa l’affinità di legame (NO 2 > F > CN > Cl > CF 3 ) </li></ul><ul><li>In posizione 1 si può sostituire l’H con piccoli gruppi, come il Me, per aumentare l’attività </li></ul>
  9. 9. MODELLO DEI FARMACOFORI PER IL RECETTORE DS <ul><li>L1, L2 e L3 sono tre tasche lipofile del recettore </li></ul><ul><li>H1 e H2 sono due siti donatori di legame idrogeno </li></ul><ul><li>A2 è un sito accettore di legame idrogeno </li></ul>DIAZEPAM
  10. 10. SINTESI DI GLICO-BENZODIAZEPINE D -PROLINA D -FRUTTOSIO AMINOACIDO ZUCCHERINO GLICO BENZODIAZEPINE
  11. 11. La scelta dello Scaffold Bioorganic Med. Chem. Lett., Vol. 6, No 19, 2299-2300, 1996 J. Med. Chem., Vol. 21, No 10, 1087-1089, 1978 Attività biologica
  12. 12. Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino Deprotezione selettiva dell’ossidrile in posizione C1 F. Nicotra, L. Panza, G. Russo J. Org. Chem , 1987 , 52, 5627-5630 L. Cipolla, E. Forni, J. Jiménez-Barbero, F. Nicotra Chem Eur. J. 2002 , 8 , 17, 3976-3983
  13. 13. F. Nicotra, L. Panza, G. Russo J. Org. Chem , 1987 , 52, 5627-5630 L. Cipolla, E. Forni, J. Jiménez-Barbero, F. Nicotra Chem Eur. J. 2002 , 8 , 17, 3976-3983 Deprotezione selettiva dell’ossidrile in posizione C1 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  14. 14. F. Nicotra, L. Panza, G. Russo J. Org. Chem , 1987 , 52, 5627-5630 L. Cipolla, E. Forni, J. Jiménez-Barbero, F. Nicotra Chem Eur. J. 2002 , 8 , 17, 3976-3983 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino Deprotezione selettiva dell’ossidrile in posizione C1
  15. 15. F. Nicotra, L. Panza, G. Russo J. Org. Chem , 1987 , 52, 5627-5630 L. Cipolla, E. Forni, J. Jiménez-Barbero, F. Nicotra Chem Eur. J. 2002 , 8 , 17, 3976-3983 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino Deprotezione selettiva dell’ossidrile in posizione C1
  16. 16. F. Nicotra, L. Panza, G. Russo J. Org. Chem , 1987 , 52, 5627-5630 L. Cipolla, E. Forni, J. Jiménez-Barbero, F. Nicotra Chem Eur. J. 2002 , 8 , 17, 3976-3983 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino Deprotezione selettiva dell’ossidrile in posizione C1
  17. 17. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  18. 18. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  19. 19. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  20. 20. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  21. 21. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  22. 22. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 N-Cbz N-Fmoc N-Boc Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  23. 23. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 1M NaOH CH 3 CN, rt Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  24. 24. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 1M NaOH CH 3 CN, rt Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  25. 25. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  26. 26. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  27. 27. L. Cipolla, C. Redaelli, F. Nicotra Lett. Drug Design Discov ., 2005 , 2 , 239-244 Scaffold glicidico biciclico Sintesi dello Scaffold, un amminoacido zuccherino
  28. 28. Sintesi delle glico-1, 4-benzodiazepine-2, 5-dioni
  29. 29. Sintesi delle glico-1,4-benzodiazepine-2,5-dioni <ul><li>SCHEMA GENERALE DI REAZIONE </li></ul>X = H, Br, Cl, NO 2 Y = H, Me, Bn Scaffold glicidico Glico-benzodiazepina
  30. 30. Sintesi delle glico-1,4-benzodiazepine-2,5-dioni
  31. 31. Sintesi delle glico-1,4-benzodiazepine-2,5-dioni <ul><li>IDROGENAZIONI CATALITICHE </li></ul>
  32. 32. TEST DI BINDING <ul><li>Test su recettori DS (sensibili al Diazepam), provenienti dalla corteccia cerebrale di ratti </li></ul><ul><li>Test su recettori DS +DI (insensibili al Diazepam), provenienti dal cervelletto di ratti </li></ul><ul><li>Si valuta lo spiazzamento del radioligando [H 3 ]-Flunitrazepam (test di competizione eterologa) con Flumazenil o con le glico-benzodiazepine </li></ul>
  33. 33. VALUTAZIONE DEL LEGAME SPECIFICO Valutazione legame specifico corteccia frontale [ 3 H-Flunitrazepam] nM [3-H Flunitrazepam] nM Valutazione del legame specifico sulle membrane cerebellari K D = 4.396 nM B MAX = 28.12 fmol/mg K D = 5.427 nM B MAX = 75.45 fmol/mg
  34. 34. VALUTAZIONE DELL’AFFINITA’ DI LEGAME DELLE GLICO-BENZODIAZEPINE <ul><li>[ 3 H-Flunitrazepam] = 3 nM </li></ul><ul><li>[Flumazenil] = 100 μ M completamente spiazzante </li></ul><ul><li>[Glico-benzodiazepine] = 100 μ M </li></ul><ul><li>I risultati degli esperimenti sono stati analizzati statisticamente: </li></ul><ul><li>T-test con correzione di Welch </li></ul><ul><li>* = p ≤ 0.05 </li></ul><ul><li>**= p ≤ 0.01 </li></ul>
  35. 35. CERVELLETTO NESSUNA ATTIVITA’ * * = p ≤ 0.05 ** = p ≤ 0.01 [ 3 H-Flunitrazepam] = 3nM [Flumazenil] = 100 μ M [Glico-benzodiazepine] = 100 μ M
  36. 36. CORTECCIA FRONTALE ATTIVITA’ INATTESA * ** * ** * ** ** ** ** * ** * = p ≤ 0.05 ** = p ≤ 0.01 [ 3 H-Flunitrazepam] = 3nM [Flumazenil] = 100 μ M [Glico-benzodiazepine] = 100 μ M
  37. 37. CORTECCIA FRONTALE * * = p ≤ 0.05 * MODULATORE ALLOSTERICO
  38. 38. Le Benzodiazepine come antitumorali <ul><li>Le glico-benzodiazepine , avendo una struttura simile all’antitumorale naturale Antramicina, inibiscono l’attività di endonucleasi e RNA-polimerasi, bloccando quindi i processi di duplicazione del DNA e di trascrizione. Agiscono da intercalanti del DNA. </li></ul>Antramicina Pirrolo-1,4-benzodiazepina PROSPETTIVE FUTURE
  39. 39. CONCLUSIONI Lo scaffold glicidico può essere opportunamente modificato per modulare le caratteristiche chimico-fisiche, quali la solubilità, dei composti Sono state sintetizzate nuove 1,4-benzodiazepine-2,5-dioni fuse ad un anello zuccherino derivatizzate con differenti sostituenti nelle posizioni 1 e 7 Si è sviluppata una metodica per valutare il legame al recettore GABA A dei composti sintetizzati
  40. 40. GRAZIE A TUTTI PER L’ATTENZIONE

×