Biopolym. Cell. 2012; 28(6):477-485.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00013A
Біоорганічна хімія
Оцінка протибактерійної та противірусної активності N-ариламідів 9-заміщених феназин-1-карбонових кислот – інгібіторів модельної транскрипції фага Т7
1Пальчиковська Л. І., 1Васильченко О. В., 1Платонов М. О., 1Костіна В. Г., 2Бабкіна М. М., 2Тарасов О. А., 3Старосила Д. Б., 1Самійленко С. П., 3Рибалко С. Л., 2Дерябін О. М., 1Говорун Д. М.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Інститут ветеринарної медицини НААН України
    Вул. Донецька, 30, Київ, Україна, 03151
  3. ДУ «Інститут епідеміології та інфекційних хвороб ім. Л. В. Громашевського АМН України»
    вул. Амосова, 5, Київ, Україна, 03038

Abstract

Мета. Пошук серед N-ариламідів 9-заміщених феназин-1-карбонових кислот (ФКК-1) – інгібіторів синтезу РНК – сполук з антибактерійними та антивірусними властивостями. Методи. Вплив N-ариламідів на синтез РНК in vitro визначали із застосуванням модельної системи ДНК-залежної РНК-полімерази бактеріофага Т7; антимікробну активність N-ариламідів – методом дворазових розведень у рідкому середовищі проти бактерій Erysipelothrix rhusiopathiae VR-2 var. IVM, Klebsiella spp. та Escherichia coli ATCC25922. Антивірусну дію щодо вірусу бичачої вірусної діареї (ВБВД) і цитотоксичність N-арил-амідів оцінювали на перещеплюваній лінії культури клітин нирки теляти. Результати. Двадцять N-ариламідів виявилися ефективними інгібіторами синтезу РНК у межах концентрацій 0,48–63 мкМ. Найвищу активність продемонструвала сполука 16, ІС50 якої становить 0,48 мкМ. Антибактерійні властивості стосовно грампозитивних і грамнегативних бактерій проявили 14 N-ариламідів при концентраціях 0,1– 10 мкг/мл. Для низки N-ариламідів встановлено множинний характер антибактерійної дії: сім сполук проти двох і дві (2 і 3) – проти трьох досліджуваних бактерій. N-ариламіди 16 і 26 виявили високу інгібіторну здатність проти ВБВД з показниками ІС50 0,43 і 0,88 мкМ і SІ > 160 і 10 відповідно. Висновки. Отримані результати дають підставу вважати, що вірогідними мішенями для N-ариламідів 9-заміщених ФКК-1 у бактерій і вірусіможуть бути є їхні РНК-синтезувальні комплекси.
Keywords: N-ариламіди 9-заміщених ФКК-1, модельна система транскрипції фага Т7, антибактерійна активність, антивірусна активність
Повний текст: (PDF, українською) (PDF, англійською)

References

[1] Maratz H. R. 1995 The origin of new diseases The World Book Health and Medical Annual Portland: World Book, Inc.,:45–59.
[2] Arias C. A., Murray B. E. 2009 Antibiotic-resistant bugs in the 21st century – a clinical super-challenge N. Engl. J. Med 360, N 5:439–443.
[3] De Logu A., Palchykovska L. H., Kostina V. H., Sanna A., Meleddu R., Chisu L., Alexeeva I. V., Shved A. D. 2009 Novel N-aryl- and N-heteryl phenazine-1-carboxamides as potential agents for the treatment of infections sustained by drug-resistant and multi-drug-resistant Mycobacterium tuberculosis. Int. J. Antimicrob. Agents33, N 3:223–229.
[4] Palchykovska L. G., Alexeeva I. V., Kostina V. G., Platonov M. O., Negrutska V. V., Deriabin O. M., Tarasov O. A., Shved A. D. 2008 New amides of phenazine-1-carboxylic acid: antimicrobial activity and structure-activity relationship Ukr. Biokhim. Zh 80, N 3:142–146.
[5] Das K., Lewi P. J., Hughes S. H, Arnold E. 2005 Crystallography and the design of anti-AIDS drugs: conformational flexibility and positional adaptability are important in the design of non-nucleoside HIV-1 reverse transcriptase inhibitors. Prog. Biophys. Mol. Biol 88, N 2:209–231.
[6] Das K., Clark A. D. Jr., Lewi P. J., Heeres J., De Jonge M. R., Koymans L. M., Vinkers H. M., Daeyaert F., Ludovici D. W., Kukla M. J., De Corte B., Kavash R. W., Ho C. Y., Ye H., Lichtenstein M. A., Andries K., Pauwels R., De Bethune M. P., Boyer P. L., Clark P., Hughes S. H., Janssen P. A., Arnold E. 2004 Roles of conformational and positional adaptability in structure-based design of TMC125-R165335 (etravirine) and related non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors that are highly potent and effective against wild-type and drug-resistant HIV-1 variants J. Med. Chem 47, N 10:2550–2560.
[7] Sahlberg C., Xiao-Xiong Z. 2008 Development of non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors for anti-HIV therapy Antiinfect. Agents Med. Chem 7, N 2:101–117.
[8] Cano F. R., Kuo S. C., Lampen J. O. 1973 Lomofungin, an inhibitor of deoxyribonucleic acid-dependent ribonucleic acid polymerases Antimicrobial. Agents Chemother 3, N 6:723–728.
[9] Rewcastle G. W., Denny W. A., Baguley B. C. 1987 Potential antitumor agents. 51. Synthesis and antitumor activity of substituted phenazine-1-carboxamides J. Med. Chem 30, N 5:843–851.
[10] Gamage S. A., Rewcastle G. W., Baguley B. C., Charlton P. A., Denny W. A. 2006 Phenazine-1-carboxamides: structure-cytotoxicity relationships for 9-substituents and changes in the H-bonding pattern of the cationic side chain Bioorg. Med. Chem 14, N 4:1160–1168.
[11] Palchykovska L. G., Vasylchenko O. V., Platonov M. O., Kostina V. G., Lysenko N. A., Alexeeva I. V., Hovorun D. M., Shved A. D. 2011 Design of transcription inhibitors on the basis of N-arylamides of 9-methyland 9-methoxyphenazine-1-carboxylic acids. Ukr Biokhim Zh. 83, N 2:65–72.
[12] Rao Y.M., Sureshkumar G. K. 2000 Oxidative-stress-induced production of pyocyanin by Xanthomonas campestris and its effect on the indicator target organism, Escherichia coli J. Ind. Microbiol. Biotechnol 25, N 5:266–272.
[13] Price-Whelan A., Dietrich L. E., Newman D. K. 2006 Rethinking «secondary» metabolism: physiological roles for phenazine antibiotics Nat. Chem. Biol 2 N 2:71–78.
[14] Hollstein U., Van Gemert R. J. Jr. 1971 Interaction of phenazines with polydeoxyribonucleotides Biochemistry 10, N 3:497–504.
[15] Hollstein U., Butler P. L. 1972 Inhibition of ribonucleic acid synthesis by myxin Biochemistry 11, N 8:1345–1350.
[16] Turner J. M., Messenger A. J. 1986 Occurrence, biochemistry and physiology of phenazine pigment production Adv. Microb. Physiol 27:211–275.
[17] Kerr J. R. 2000 Phenazine pigments: antibiotics and virulence factors Infect. Dis. Rev 29:184–194.
[18] Stankiewicz-Drogon A., Palchykovska L. G., Kostina V. G., Alexeeva I. V., Shved A. D., Boguszewska-Chachulska A. M. 2008 New acridone-4-carboxylic acid derivatives as potential inhibitors of hepatitis C virus infection Bioorg. Med. Chem 16, N 19:8846–8852.
[19] Palchykovska L. G., Alexeeva I. V., Platonov M. O., Kostenko O. M., Usenko L. S., Negrutska V. V., Shved A. D. 2009 New 1,2,4-triazine bearing compounds: molecular modeling, synthesis and biotesting Biopolym. Cell 25, N 6:491–499.
[20] Palchykovska L. G., Alexeeva I. V., Negrutska V. V., Kostyuk Yu. K., Indychenko T. M., Kostenko O. M., Kryvorotenko D. V., Shved A. D., Dubey I. Ya. 2010 Inhibition of in vitro transcription by 2-arylidene derivatives of thiazolo[3,2-a]benzimidazol-3(2H)-one Biopolym. Cell 26, N 6:508–511.
[21] National Committee for Clinical Laboratory Standards. Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically 1993 Third ed. Approved Standard NCCLS Document M7-A3. 13, No. 25, NCCLS, Villanova, PA, December 1993.
[22] Luber P., Bartelt E., Genschow E., Wagner J., Hahn H. 2003 Comparison of broth microdilution, E Test, and agar dilution methods for antibiotic susceptibility testing of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli J. Clin. Microbiol 41, N 3:1062–1068.
[23] Jorgensen J. H., Turnidge J. D., Washington J. A. 2007Antibacterial susceptibility tests: dilution and disk diffusion methods Manual of clinical microbiology / Eds P. R. Murray et al., 9th ed Washington: Am. Soc. Microbiol. publ.,:1152– 1172.
[24] Shimizu Y. K., Yoshikura H. 1999 Cell culture systems for the detection of HCV infection Methods Mol. Med 19:483– 488.
[25] Basch H., Gadebusch H. H. 1968 In vitro antimicrobial activity of dimethylsulfoxide Appl. Microbiol 16, N 12:1953– 1954.
[26] Delarue M., Poch O., Tordo N., Moras D., Argos P. 1990 An attempt to unify the structure of polymerases Protein Eng 3, N 6:461–467.
[27] Tunitskaya V. L., Kochetkov S. N. 2002 Structural-functional analysis of bacteriophage T7 RNA polymerase Biochemistry (Mosc) 67, N 10:1124–1135.
[28] Dennehy J. J. 2009 Bacteriophages as model organisms for virus emergence research Trends Microbiol 17. N 10:450–457.
[29] Egyeki M., Turoczy G., Majer Z., Toth K., Fekete A., Maillard P., Csik G. 2003 Photosensitised inactivation of T7 Phage as surrogate of non-enveloped DNA viruses: efficiency and mechanism of action Biochim. Biophys. Acta 1624, N 1–3:115– 124.
[30] Goens S. D. 2002 The evolution of bovine viral diarrhea Can. Vet. J 43, N 12:946–954.
[31] Buckwold V. E., Beer B. E., Donis R. O. 2003 Bovine viral diarrhea virus as a surrogate model of hepatitis C virus for the evaluation of antiviral agents Antiviral Res 60, N 1:1–15.
[32] Sousa R. 1996 Structural and mechanistic relationships between nucleic acid polymerases Trends Biochem. Sci 21, N 5:186–190.