Изоксазолы на основе трифторметилированных флавоноидов как противодиабетические средства и средства против ожирения: синтез, ингибирующая активность амилазы in vitro, молекулярный докинг и анализ взаимосвязи структура-активность

Пожалуйста свяжитесьoscar.xiao@wecistanche.comзнать больше

Фейсал К. Альгетами 1*, Ильес Саиди 2, Хани Насер Абдельхамид 3, Мохамед Р. Эламин 1, Бабикер Ю. Абдулхаир 1, Амани Чруда 4 и Хичем Бен Джаннет 2*

Абстрактный:Сахарный диабет является серьезной проблемой здравоохранения во всем мире. Управление перевариванием углеводов обеспечивает альтернативное лечение.Флавоноидысоставляют самую большую группуполифенольныйсоединения, продуцируемые растениями, которые широко употребляются в пищу и/или используются в терапевтических целях. Таким образом, изоксазолы привлекли внимание химиков-медиков благодаря своей значительной биологической активности. Таким образом, основной целью данной работы было открытие новых гибридных молекул со свойствами как флавоноидов, так и изоксазолов для контроля переваривания углеводов. Более того, трифторметильная группа является ключевым компонентом при разработке лекарств из-за ее сильной липофильности и метаболической стабильности. Таким образом, в настоящей работе описывается конденсация ранее синтезированного трифторметилированного флавонола с различными оксидами арилнитрила с получением 13 гибридных молекул, обозначенных как изоксазолы на основе трифторметилированного флавоноида. Строение полученных соединений установлено по данным ЯМР 1Н, ЯМР 13С и HRMS. 15 вновь синтезированных соединений ингибировали активность -амилазы с эффективностью от 64,5 ± 0,7 до 94,7 ± 1,2% при концентрации 50 мкМ и со значениями IC50 12,6 ± 0,2. мкМ – 27,6 ± 1,1 мкМ. Наиболее эффективными соединениями с точки зрения эффективности и активности были соединения 3b, 3h, 3j и 3m. Среди новых трифторметилированияна основе флавоноидовизоксазолов соединение 3b оказалось наиболее эффективным ингибитором активности -амилазы (PI=94,7 ± 1,2% при 50 мкМ) с эффективностью (IC{7}},6 ± { {13}},2 мкМ), аналогично акарбозе положительного контроля (IC50=12,4 ± 0,1 мкМ). Изучение взаимосвязи структура-активность на основе анализа молекулярного докинга показало низкую энергию связывания, правильный способ взаимодействия в активном кармане целевого фермента и способность взаимодействовать с ключевыми остатками гликозидного расщепления (GLU{{16 }} и ASP-206), объясняя ингибирующие эффекты -амилазы, установленные несколькими производными.

Ключевые слова:ингибирование амилазы; противодиабетическое; борьба с ожирением; циклоприсоединение; флавоноиды; изоксазолы на основе трифторметилированных флавоноидов; молекулярный докинг; SAR-анализ

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

1. Введение

Ожирениеи сахарный диабет представляют собой серьезные проблемы со здоровьем человека во всем мире [1,2]. Действительно, сахарный диабет в первую очередь характеризуется неконтролируемым уровнем сахара в крови. Однако сахарный диабет 1 типа возникает в результате нарушения секреции инсулина (инсулинзависимый), тогда как диабет 2 типа обычно возникает в результате резистентности к инсулину (изменение структуры рецепторов на клетках-мишенях, приводящее к снижению сродства гормон-рецептор), нарушение в секреции инсулина или в том и другом [3,4]. Ингибирование деградации полисахаридов в моносахариды, пригодные для поглощения клетками, неизбежно реализует фундаментальные стратегии контроля диабета и помощи в лечении ожирения [3]. Фермент -амилаза (EC.3.2.1.1) представляет собой пищеварительный фермент, гидролизующий -1,4-гликозидные связи углеводов, таких как крахмалы [5]. Следовательно, ингибирование -амилазы так или иначе способствует контролю переваривания углеводов [6,7]; таким образом, он представляет собой частичный путь регуляции ферментативной активности -амилазы; следовательно, это идеальная терапия для регулирования ожирения и диабета, а также связанных с ними осложнений [4]. Большинство коммерческих ингибиторов -амилазы, таких как акарбоза, миглитол, фазоламин и воглибоза, связаны с побочными эффектами со стороны кишечника, такими как метеоризм, боль в животе, диарея, печеночная недостаточность, тяжелая кожная аллергия и пневматозно-цистоидная кишечная инфекция [6]. ]. Лучшими ингибиторами -амилазы являются так называемые конкурентные ингибиторы, которые необратимо ингибируют фермент. Конкурентный ингибитор связывается с активным центром фермента-мишени и, таким образом, препятствует связыванию субстрата. Следовательно, при конкурентном ингибировании ингибитор конкурирует с субстратом за активный центр. С другой стороны, при необратимом ингибировании ингибитор очень медленно диссоциирует от фермента-мишени, так как он прочно связан с ферментом. Обычно необратимые ингибиторы ковалентно связываются с активным центром фермента, модифицируя остатки или функциональные группы, необходимые для ферментативной активности, так что фермент необратимо ингибируется. Для хорошего ингибирования переваривания углеводов, которое может помочь контролировать ожирение и даже диабет 2 типа, нам необходимо неселективное вещество, способное ингибировать большинство пищеварительных ферментов сахаров, а именно - амилазу слюны, амилазу поджелудочной железы и глюкозидазу. [8,9]. Предыдущие исследования полусинтезированных флавоноидов показали, что производные флавоноидов на основе изоксазола проявляют значительный антидиабетический эффект за счет усиления поглощения глюкозы инсулинорезистентными клетками HepG2 [10]. Кроме того, флавоноиды представляют собой самую большую группу полифенольных вторичных метаболитов, которые обычно встречаются в растениях. Эти вторичные метаболиты ответственны за привлекательную окраску соцветий, плодов и листьев [11]. Структурно флавоноиды имеют углеродный скелет С15, состоящий из двух ароматических колец (А) и (В), которые связаны между собой цепью С3, образуя гетероцикл (С) [12]. Сообщалось о многих биологических свойствах этого типа полифенольных соединений, таких как ингибирование -амилазы [7,13–15], антидиабетические [16,17], противораковые [18,19] иантиоксидантэффекты [20] и другие виды биологической активности [21–25]. Тем не менее, этот богатый биологический профиль побудил несколько групп химических исследователей синтезировать флавоноиды со специальными фрагментами и заместителями, направленными на определенные биологические активности [26-30]. С другой стороны, изоксазол представляет собой пятичленный гетероцикл, имеющий большое значение в медицинской химии. Кроме того, встречающиеся в природе изоксазолы, такие как иботеновая кислота (галлюциноген, нейротоксин) и мусцимол (галлюциноген, антагонист ГАМК-рецепторов) [31–34] привлекают все большее внимание химиков и фармакологов благодаря своим мощным биологическим и фармакологическим свойствам. Кроме того, обнаружено, что производные изоксазола обладают широким спектром биологических свойств, таких как антидиабетическая, обезболивающая, противовоспалительная, анти-ВИЧ и противораковая активность [10,35-40]. Изоксазольное кольцо широко используется в качестве ключевого строительного блока для таких препаратов, как зонисамид (противосудорожное средство) [41], вальдекоксиб, парекоксиб (ингибиторы ЦОГ-2) [42] и лефлуномид (противоревматическое средство) [43]. В последние десятилетия трифторметильная группа пользуется все большим спросом для разработки биологически активных соединений из-за ее сильного электроноакцепторного характера, ее метаболической стабильности и ее липофильной природы, которые считаются важными физико-химическими свойствами биоактивных молекул [44]. Было обнаружено, что этот фторированный фрагмент незаменим во многих важных лекарствах, включая флуфеназин (антипсихотическое, противораковое) [45], лефлуномид (противоревматическое) [43], целекоксиб (селективный ингибитор ЦОГ-2) [46], флуоксетин. (антидепрессант) [47] и флуазинам (фунгицид) [48]. В одном обзоре литературы упоминается, что трифторметилирование 5-аминоникотиновой кислоты, как сообщается, проявляет многообещающую активность -амилазы [49]. Кроме того, хлорированные гибридные молекулы пиразола и тиазола оказались хорошими ингибиторами фермента -амилазы [50], что также указывает на важность атома хлора в структурах, ингибирующих -амилазу. Приведенные выше литературные данные, сообщающие о важных физико-химических свойствах трифторметильной группы и ее вкладе, наряду с флавоноидами и изоксазолами, в ингибирование β-амилазы и проявление антидиабетической активности, побудили нас приготовить новую серию гибридных молекул, в которых трифторметилированный флавоноид был связанных с рядом арилизоксазолов через метиленовый линкер, и оценить их ингибирующую способность в отношении фермента -амилазы. Взаимосвязь структура-активность (SAR) была изучена и подтверждена с помощью анализа молекулярного докинга.

Цистанхе для повышения иммунитета

2. Результаты и обсуждение

2.1. Химия О получении трифторметилированного флавонола (1), ранее синтезированного в нашей лаборатории и демонстрирующего интересный цитотоксический потенциал, сообщалось в соответствии с процедурой, принятой Znati et al. (2019) [30]. 5-Хлор-2-гидроксиацетофенон конденсировали с 4-(трифторметил)бензальдегидом при кипячении с метанолом и в присутствии гидроксида натрия в течение 3 ч с получением 5-хлор{{10 }}(трифторметил)-2-гидроксихалкон; затем циклизовали пирановое кольцо (С) и окисляли углерод С-3 добавлением (H2O2, NaOH) в течение 2 ч при комнатной температуре (схема 1). Молекула 1 была получена с хорошим выходом (79%) после осаждения в ледяной воде. Схема 1. Синтетический путь трифторметилирования флавонола (1). Строение флавонола (1) подтверждено спектроскопическим анализом и сравнением с литературными данными [30]. 1,3-диполярное циклоприсоединение представляет собой химическую реакцию между 1,3-диполем и диполярофилом с образованием пятичленного кольца. Таким образом, 1,3-диполярное циклоприсоединение считается важнейшим путем синтеза широкого круга изоксазолов. Кроме того, региоспецифический синтез изоксазолов, катализируемый Cu(I) под действием микроволнового излучения, основан на циклоприсоединении [3 плюс 2] между концевыми алкинами (диполярофилами) и арилнитрилоксидами (диполями), что дает исключительно 3,5-дизамещенные региоизомеры [39,51]. Наш подход к трифторметилированию изоксазолов флавоноидов (3a–m) сначала начался с получения диполярофила (2) путем пропаргилирования гидроксильной группы в положении C-3 флавонола (1) в безводном ДМФА для 2 ч при комнатной температуре в присутствии K2CO3, как показано на схеме 2. Диполярофил (2) был получен с превосходным выходом (94%). Схема 2. Синтетический путь диполярофила (2).

Строение соединения 2 установлено по его спектральным данным. Действительно, в спектрах ЯМР 1Н и 13С помимо сигналов, соответствующих протонам и атомам углерода, введенным флавонолом (1), были обнаружены новые сигналы пропаргильной части. Кроме того, в спектре ЯМР 1Н диполярофила (2), зарегистрированном в CDCl3 при частоте 300 МГц, обнаружен дублет при δН 5,06 (2Н, д, J=2,4 Гц), соответствующий метиленовому протону Н{{13 }}" и триплет при δH 2,36 (1H, t, J=2,4 Гц), относящийся к протону этинильной группы (H-3"). Спектр ЯМР 13С подтвердил введение пропаргильной группы наблюдением новых сигналов при δС 78,4, 76,9 и 59,6, относящихся к С-2", С-3" и С{{29} }" соответственно. Гидроксимилхлориды a–m являются основными прекурсорами in situ генерации арилнитрилоксидов – реагентов, участвующих в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения для синтеза изоксазолов. –m) были синтезированы из соответствующих альдегидов по общей методике, описанной Химо и др. (2005) [51].Искомые гидроксилхлориды (a–m) были получены с хорошими выходами, в диапазоне от 80 до 98% (табл. 1).Таким образом, соответствующие арилнитрилоксиды образуются in situ дегидрогалогенированием соответствующих гидроксихлоридов с использованием триэтиламина в качестве основания.Таблица 1.Структура и выходы гидроксихлоридов (а–м) и изоксазолов на основе трифторметилирования флавоноидов (3а –м).

Реакция 1,3-диполярного циклоприсоединения была применена в региоспецифическом подходе с использованием терминального алкина (2) и различных гидроксилхлоридов (a–m), замещенных по-разному (схема 3). Полученные результаты представлены в табл. 1. Схема 3. Синтетический путь трифторметилирования изоксазолов флавоноидов 3a–m. Все реакции проводили под микроволновым излучением (25{38}} Вт) в ДМФА в присутствии триэтиламина и иодида меди (CuI) в течение 5 мин. Продукты выделяли из реакционной смеси простой очисткой на колонке с силикагелем. Получены вновь полученные 3,{{10}}дизамещенные изоксазолы (3a–m) с выходами от 73 до 96% (табл. 1). Строение синтезированных изоксазолов на основе трифторметилированных флавоноидов (3a–m) (табл. 1) определено методами 1H, 13C ЯМР и DEPT 135. В спектрах 1H ЯМР этих соединений обнаружен синглет, резонирующий при δH 6.3{{68 }}–6,60, относящийся к метиновому протону H-4" изоксазольного кольца, другой синглет при δH 5,35–5,45, относящийся к метиленовому протону H-6", и другие сигналы в зона ароматических протонов, относящаяся к протонам, введенным арильной группой. Более того, эти структуры были подтверждены их спектрами ЯМР 13С и DEPT 135, показавшими все ожидаемые сигналы углерода, особенно ароматические, введенные использованными гидроксилхлоридами, а также углерод метина С-4" изоксазольный цикл, резонирующий при δC 1{{9{{1{{105}}0}}}}2,5–103,0, и тот, сигнал которого инвертирован в спектре DEPT 135, резонируя при δC 63,5–63,9, что связано с метиленом C-6". 2.2. Оценка ингибирования -амилазы Для контроля активности фермента ингибирование является одним из наиболее успешных терапевтических средств. Следовательно, ингибирование фермента -амилазы представляет собой частичный способ лечения диабета и контроля веса за счет затруднения переваривания углеводов. На сегодняшний день такие препараты, как акарбоза, вошли в арсенал лекарственных средств, используемых для лечения СД и ожирения. Однако акарбоза не используется в качестве монотерапии из-за ее эффективности и побочных эффектов; вместо этого акарбоза используется в качестве дополнительной терапии и очень часто используется в сочетании с другими гипогликемическими препаратами. Наряду с этим этот препарат обычно используют в качестве стандартного соединения при изучении ингибирования -амилазы. В этом исследовании 15 синтезированных соединений (1, 2 и 3a–m) оценивали на предмет их ингибирующей активности -амилазы. Результаты были выражены в параметрах активности (IC50 ± SEM мкМ) и эффективности (PI при 50 мкМ) и представлены в таблице 2. Согласно результатам, синтезированные молекулы (1, 2 и 3a–m) обладали значительной анти- -амилазной активностью (p меньше или равно 0.05) с эффективностью в диапазоне 64,5 ± {{177} },7 до 94,7 ± 1,2 процента при концентрации 50 мкМ, а значения IC5{{2{{207}}2}} варьируются от 12,6 ± {{219} },2 до 27,6 ± 1,1 мкМ. Среди недавно полученных изоксазолов на основе трифторметилированных флавоноидов 3b (R1=F, R2=H) оказался наиболее активным (IC{88}},6 ± 0,2 мкМ), а наиболее эффективное (PI=94,7 ± 1,2 процента при 50 мкМ) соединение для ингибирования активности фермента -амилазы. Было обнаружено, что эти значительные значения сопоставимы со значениями акарбозы (PI=97,8 ± 0,5 процента при 50 мкМ; IC{103}},4 ± 0,1 мкМ), используемой в качестве стандартного вещества. Аналогично, соединения 3h, 3j и 3m можно считать биоактивными с точки зрения эффективности и действенности (PI= 93.1 ± 0,9 процента –93,5 ± 1,1 процента при 50 мкМ; IC50=13.3 ± 0,2 мкМ–13,8 ± 0,1 мкМ) по сравнению с их аналогом 3b и акарбозой. Остальные соединения (1, 2, 3а, 3в, 3г, 3д, 3е, 3ж, 3и, 3к, 3м) также оказались способны ингибировать фермент -амилазу, но остаются менее эффективными (PI{{ 140}},5 ± 0,7 процента –87,1 ± 0,7 процента при 50 мкМ; IC50=14,4 ± 0,2 мкМ до 27,6 ± 1,1 мкМ), чем у вышеупомянутых аналогов. Анти- -амилазная активность, достигнутая синтезированными соединениями, согласуется с предыдущими сообщениями, среди которых Nie et al. (2020) [10] сообщили, что изоксазолы на основе флавоноидов могут представлять собой ценные основы для открытия противодиабетических препаратов. При сравнении структуры и активности синтезированных молекул соединения 3bd, галогенированные в пара-положении фенильной группы, присоединенной к изоксазольному кольцу, показали значительную эффективность (PI= 85.4 ± 0,9 % -94,7 ± 1,2 % при 50 мкМ) и эффективность (IC50=12,6 ± 0,2 мкМ–14,6 ± 0,3 мкМ) в отношении ингибирования фермента -амилазы. Этот вывод хорошо согласуется с литературными данными, показывающими, что присутствие атомов галогена (F, Cl или Br) в структуре необходимо для сильного ингибирования -амилазы [49,50]. Кроме того, исследование взаимосвязи структура-активность позволило нам сделать вывод, что более индуктивный аттрактор (-I) и мезомерный донор (плюс М) увеличивают ингибирующую эффективность и активность -амилазы (активность фторированного производного 3b (R {{186} } F, R2=H; PI=94,7 ± 1,2% при 50 мкМ; IC{193}},6 ± 0,2 мкМ) выше, чем у хлорпроизводного 3c (R{ {198}} Cl, R2=H; PI=87,1 ± 0,7 процента при 50 мкМ; IC{205}},4 ± 0,2 мкМ), затем следует бромированное производное 3d (R 1=Br, R2=H; PI=85,4 ± 0,9 процента при 50 мкМ; IC50=14,6 ± 0,3 мкМ)), в соответствии с предыдущими исследованиями [ 4,49]. Очевидно, что ингибирование -амилазы увеличивается с действием индукционного аттрактора (-I) и мезомерного донора (плюс М) атомов галогена.

2.3. Молекулярные исследования стыковкиФермент -амилаза (EC 3.2.1.1) - гликозилгидролаза - гидролизует -1,4-гликозидные связи в крахмалах, таких как амилоза. Кристаллическая структура фермента -амилазы (PDB: 7TAA) состоит из цепи А с длиной последовательности 478 аминокислот [52]. -Амилаза – один из важнейших ключевых ферментов, отвечающих за переваривание углеводов [5]; таким образом, блокирование фермента -амилазы предлагает стратегию контроля диабета и помогает в лечении ожирения [6,7]. Был проведен обширный анализ молекулярной стыковки, чтобы изучить способ связывания, определить вероятные взаимодействия синтезированных молекул (1, 2 и 3a–m) в гидрофобном связывающем кармане ABC (модифицированный гексасахарид акарбозы) кристаллической структуры белка Aspergillus oryzae. фермента амилазы (PDB: 7TAA) [52] с использованием программного обеспечения AutoDock Vina, и обосновать наблюдаемую in vitro ингибирующую активность вновь синтезированных соединений в отношении амилазы. Все синтезированные молекулы (1, 2 и 3a–m) и акарбоза, используемая в качестве стандартного вещества, были исследованы in silico. Энергии связывания и детали взаимодействия (количество взаимодействий, количество взаимодействующих аминокислот, взаимодействующих аминокислот и водородных связей) лигандов с целевым ферментом представлены в таблице 2. По результатам докинга in silico (таблица 2) наблюдалось что соединения 1 и 2 демонстрируют хорошие энергии связывания (-7,7 и -7,8 ккал/моль соответственно) в пределах сайта связывания фермента -амилазы (PDB: 7TAA). Эти значения сравнимы со стандартными веществами (акарбоза, -7,9 ккал/моль), что позволяет им выгодно вписаться в активный центр целевого фермента. Интересно, что недавно синтезированные изоксазолы на основе трифторметилированных флавоноидов (3a–m) дали ожидаемые результаты; они должным образом находились в позе связывания и демонстрировали великолепные энергии связывания в диапазоне от -9,6 до -8,2 ккал / моль (таблица 2). Это позволило бы им всем лучше вписаться в активный центр фермента -амилазы, чем акарбоза. Способ связывания трех наиболее активных соединений (3b, 3h и 3j) с целевым ферментом обсуждается ниже. Соединение 3b — наиболее сильнодействующий и эффективный ингибитор фермента -амилазы в тестируемой серии трифторметилированных изоксазолов на основе флавоноидов — продемонстрировало превосходную энергию связывания, составляющую -9,6 ккал/моль. Кроме того, способ связывания 3b предполагает, что он участвует в 16 нековалентных взаимодействиях с 10 аминокислотами (таблица 2). Тщательно, 3-(3-(4-фторфенил)изоксазол-5-ил)метоксильная группа образует две галогенные (фтор) связи с ASP-206, Pi –Pi Т-образная связь с TYR-82, Pi–катионная связь с HIS-80, Molecules 2021, 26, 5214 8 of 18 две обычные водородные связи с ARG{{71 }}, анион Pi– и углерод-водородная связь с остатком ASP-340. Кроме того, трифторметильная группа, присоединенная к C-40 флавоноидного скелета, участвует в обычном водородном связывании с GLY-167 и двух алкильных связях с LEU-166 и LEU-173 аминогруппой. кислоты. С другой стороны, флавоноидный скелет взаимодействует через Pi-анионную связь с ASP-340, обычную водородную связь с GLN-35 и Pi-алкильную и две стэкированные связи Pi-Pi с TYR{ {80}} (рис. 1).

Рисунок 1. Соединение 3b помещается в карман гидрофобного связывания ABC в PDB: 7TAA.

Кроме того, соединение 3h показало интересную энергию связи -9,3 ккал/моль. Его способ связывания показывает, что он участвует в 15 нековалентных взаимодействиях с 10 остатками (таблица 2). Соответственно, молекулярная информация, полученная в результате анализа докинга, предполагает, что 3-(3-(4- метоксифенил)изоксазол-5-ил)метоксил образует две связи углерод-водород с GLU{{12 }}, Т-образная связь Pi–Pi с TYR-82, две обычные водородные связи с ARG-344, углерод-водородная связь с HIS-80 и связь Pi–анион с остатком ASP-340. Кроме того, трифторметильная группа участвует в обычной водородной связи с GLY-167 и в двух алкильных взаимодействиях с аминокислотами LEU-166 и LEU-173. Кроме того, флавоноидный скелет вовлечен в обычную водородную связь с GLN-35, связь Pi-анион с ASP-340, две стэкированные связи Pi-Pi и связь Pi-алкил с TYR{ {24}} (Рисунок 2)

С другой стороны, соединение 3j показало значительную энергию связи -9,2 ккал/моль. Способ его связывания показывает, что он участвует в 16 нековалентных взаимодействиях с 13 аминокислотами (таблица 2). Таким образом, углубленный анализ молекулярного докинга позволяет предположить, что 3-(3-(4-бутокси-3-хлорфенил)изоксазол-5-ил)метоксильная группа образует два обычных водородные связи с ARG-344, три Pi–алкильные связи с TYR-82, HIS-210 и HIS-296, алкильное взаимодействие с LEU-232, a связь углерод-водород с остатком GLU-230, связь Pi-анион с ASP-340 и связь Pi-катион с HIS-80. Кроме того, трифторметильная группа, связанная с ароматическим кольцом B флавоноидного скелета, участвует в обычной водородной связи с GLY-167 и в двух алкильных взаимодействиях с остатками LEU-166 и LEU-173. Более того, флавоноидный скелет вовлечен в обычную водородную связь с GLN-35, а также Pi-алкильную и две стэкированные связи Pi-Pi с аминокислотой TYR-75 (рис. 3). В ферменте-амилазе Aspergillus oryzae (PDB: 7TAA) нуклеофильные и каталитические остатки кислоты/основания, ответственные за расщепление гликозидных связей, представляют собой аминокислоты ASP-206 и GLU-230. соответственно [5]. Следовательно, взаимодействия между белком и лигандом, прежде всего через остатки GLU-230 и ASP-206, являются лучшим способом блокирования разрыва гликозидных связей. В самом деле, низкая энергия связывания, правильная поза связывания, способность взаимодействовать с ключевыми остатками гликозидного расщепления (GLU-230 и ASP-206) и большое количество взаимодействий в активном кармане Целевой фермент (таблица 2) может объяснить сильную ингибирующую эффективность -амилазы, установленную большинством соединений.

Рисунок 3. Соединение 3j помещается в карман гидрофобного связывания ABC в PDB: 7TAA.

3. Материалы и методы

3.1. Общий экспериментальныйПроцедуры. Все используемые растворители перед использованием были свежеперегнаны. Все химические реакции контролировали с помощью коммерческих пластин для ТСХ (силикагель 60, F254, SDS). Для определения температуры плавления использовали прибор Büchi 510. Все спектры ЯМР 1Н (300 МГц), DEPT 135 и ЯМР 13С (75 МГц) записаны в дейтерированном хлороформе и диметилсульфоксиде-d6 на спектрометре Bruker AC-300. Все химические сдвиги (δ) выражали в частях на миллион (частей на миллион), константы связи (J) приводили в герцах (Гц), а остаточный резонанс недейтерированного растворителя использовали в качестве внутреннего эталона. Спектры DCI-HRMS регистрировали в aWaters GCT 1er в режиме положительных ионов. Спектры ESI-HRMS записывали с помощью ESI-TOF (Waters LCT, Markham, Ontario, Canada) в режиме положительных ионов с использованием режима рефлектрона.

4. Выводы

15 недавно синтезированных изоксазолов на основе трифторметилированных флавоноидов (3a–m) были оценены in vitro на их ингибирующую активность -амилазы, и были отмечены значительные результаты. Циклоаддукты 3b, 3h, 3j и 3m продемонстрировали сравнимую эффективность и активность с акарбозой, используемой в качестве стандартного вещества для ингибирования фермента -амилазы. Кроме того, анализ зависимости структура-активность показал, что наиболее активными соединениями являются галогенированные и алкоксилированные производные. Согласно анализу силикодокинга, трифторметилирование изоксазолов на основе флавоноидов показало низкую энергию связывания, большое количество взаимодействий и правильное положение связывания в активном кармане целевого фермента. Большинство из них взаимодействовало с нуклеофилом и каталитическими кислотно-основными остатками (GLU-230 и ASP-206), что может объяснить их эффективность и способность ингибировать ферментативную активность -амилазы. Многообещающая активность, проявляемая синтезированными гибридными соединениями, побуждает их использовать в качестве кандидатов для открытия новых противодиабетических средств и средств против ожирения. Однако очень глубокие исследования и факторы безопасности должны учитывать риски, связанные с новизной активного вещества, токсичностью, стабильностью и растворимостью в водной среде, а также фармакодинамическими характеристиками, включая надежность, с которой можно отслеживать побочные эффекты. у людей до развития потенциально серьезных/необратимых эффектов. Дополнительные материалы: в Интернете доступны следующие материалы: спектры ЯМР синтезированных соединений (1, 2 и 3a–m), таблица S1: кривые концентрация-ответ, использованные для расчета значений IC50. Вклад авторов: концептуализация FKA и IS; методология, HBJ; программное обеспечение, ИС и Х.НА; валидация, FKA и AC; формальный анализ, MRE; расследование, ФКА и ИС; ресурсы, BYA; курирование данных, FKA и IS; написание – подготовка первоначального проекта, FKA и IS; написание - обзор и редактирование, HBJ; визуализация, FKA и BYA; надзор, HBJ; администрирование проекта, FKA и HBJ; приобретение финансирования, FKA Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи. Финансирование: Это исследование не получило внешнего финансирования. Заявление Институционального наблюдательного совета: Неприменимо. Заявление об информированном согласии: Неприменимо. Заявление о доступности данных: Неприменимо. Университету за финансирование этой работы через Исследовательскую группу. RG-21-09-69.Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.Доступность образцов: Авторы не могут получить образцы соединений.

использованная литература
1. Бутайб, А.; Boutayeb, S. Бремя неинфекционных заболеваний в развивающихся странах. Междунар. Дж. Эквити Хелс 2005, 4, 1–8. [Перекрестная ссылка]
2. Вагнер, К.Х.; Brath, H. Глобальный взгляд на развитие неинфекционных заболеваний. Пред. Мед. 2012, 54, С38–С41. [Перекрестная ссылка]
3. Tseng, CH Возможные биологические механизмы сахарного диабета, вызванного мышьяком. Токсикол. заявл. Фармакол. 2004, 197, 67–83. [Перекрестная ссылка]
4. Сала, Д.; Зорзано, А. Дифференциальный контроль мышечной массы при сахарном диабете 1 и 2 типа. Клетка. Мол. Жизнь наук. 2015, 72, 3803–3817. [Перекрестная ссылка]
5. Бжозовский А.М.; Дэвис, Г. Дж. Структура амилазы aspergillus oryzae в комплексе с ингибитором акарбозой при разрешении 2,0 Å. Биохимия 1997, 36, 10837–10845. [Перекрестная ссылка]
6. Джаярадж, С.; Суреш, С .; Кадеппагари, ингибиторы РК-амилазы и их биомедицинские применения. Старч-Штерке 2013, 65, 535–542. [Перекрестная ссылка]
7. Хан С.; Назир, М .; Райз, Н .; Салим, М.; Зенгин, Г .; Фазал, Г.; Салим, Х .; Мухтар, М .; Тусиф, Мичиган; Тарин, РБ; и другие. Фитохимическое профилирование, биологические свойства in vitro и исследования in silico запасов Caragana ambigua (Fabaceae): комплексный подход. Инд. Культуры Прод. 2019, 131, 117–124. [Перекрестная ссылка]
8. Берг, Дж. М.; Тимочко, Дж. Л.; Stryer, L. Ферменты могут ингибироваться специфическими молекулами. В биохимии, 5-е изд.; WH Freeman: Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, 2002.
9. Кам, А.; Ли, КМ; Размовский-Наумовский, В.; Намми, С .; Ши, Дж.; Чан, К .; Li, GQ Сравнительное исследование ингибирующего действия различных частей и химических компонентов граната на -амилазу и -глюкозидазу. Фитотерм. рез. 2013, 27, 1614–1620. [Перекрестная ссылка]
10. Ние, Дж. П.; Цюй, ЗН; Чен, Ю .; Чен, Дж. Х.; Цзян, Ю .; Джин, Миннесота; Ю, Ю .; Ниу, Вайоминг; Дуань, штаб-квартира; Цинь, Н. Открытие и антидиабетические эффекты новых производных флавоноидов на основе изоксазола. Фитотерапия 2020, 142, 104499. [CrossRef]
11. Малешев Д.; Кунтик, В. Исследование хелатов металлов и флавоноидов и определение флавоноидов с помощью реакций комплексообразования металлов и флавоноидов. Ж. Серб. хим. соц. 2007, 72, 921–939. [Перекрестная ссылка]
12. Пинейро, П.Ф.; Goncalon, CJ Структурный анализ флавоноидов и родственных соединений — обзор приложений спектроскопии. В книге «Фитохимические вещества — глобальный взгляд на их роль в питании и здоровье»; InTech: Лондон, Великобритания, 2012 г.
13. Ло Пипаро, Э.; Шейб, Х .; Фрей, Н.; Уильямсон, Г.; Григоров, М.; Чоу, CJФлавоноиды дляконтроль переваривания крахмала: структурные требования для ингибирования -амилазы человека. Дж. Мед. хим. 2008, 51, 3555–3561. [Перекрестная ссылка]
14. Сяо, Дж.; Ни, Х .; Кай, Г.; Чен, X. Обзор взаимосвязи структуры и активности пищевых продуктов.ингибирование полифенолов-амилаза. крит. Преподобный Food Sci. Нутр. 2013, 53, 497–506. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
15. Хуа, Ф.; Чжоу, П .; Ву, HY; Чу, GX; Се, ZW; Бао, Г. Х. Ингибирование -глюкозидазы и -амилазы флавоноидными гликозидами из чая Луан-Гуапянь: молекулярная стыковка и механизм взаимодействия. Функц. питания 2018, 9, 4173–4183. [Перекрестная ссылка] [PubMed]
16. Винаягам Р.; Сюй, Б. Антидиабетические свойства диетических флавоноидов: обзор клеточного механизма. Нутр. Метаб. 2015, 12, 1–20. [CrossRef] [PubMed] 17. Ghorbani, A. Механизмы противодиабетического действия флавоноида рутина. Биомед. Фармацевт. 2017, 96, 305–312. [Перекрестная ссылка] [PubMed]