Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Синтез, строение и биологическая активность производных маннана из RHODOTORULA RUBRA

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ МАННАНА ИЗ RHODOTORULA RUBRA

15.00.02—ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ФАРМАКОГНОЗИЯ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

ПБ ОД

На правах рукописи

СМИРНОВА Ирина Геннадьевна

УДК 547.458

АВТОРЕФЕРАТ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1994

Работа выполнена на кафедре органической химии Санкт-Петербургского химико-фармацевтического института.

Научные руководители: чл.-корр. АЕН РФ, доктор химических наук, профессор Б. А. ИВИН, кандидат химических наук, доцент Э. С. КОРБЕЛАИНЕН

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор СЕВБО Дмитрий Петрович, кандидат фармацевтических наук, доцент КОНОВАЛОВ Виктор Иванович

Ведущая организация — Институт экспериментальной медицины, г. Санкт-Петербург.

Защита состоится 1994 г в

часов Зо минут

на заседании специализированного совета Д 084.63.01 по присуждению степени кандидата фармацевтических наук Санкт-Петербургского химико-фармацевтического института по адресу: 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института (197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 4/6).

Автореферат разослан « ^» СС^/^Ч ,1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат фармацевтических наук А. В. РУСАК ¿Й^Ие«

I. Общая характеристика работы.

Актуальность проблемы. Полисахариды - одни из наиболее широко исследуемых классов биологически активных веществ. Активные исследования по поиску новых соединений этого класса и их химической модификации обусловлены тем, что многие иа них стимулируют неспецифическую резистентность орган*ама к бактериальным и вирусным инфекциям, проявляют детоксифицируюцее действие ксенобиотиков, антикоагулянтную и гиполипидемичесцую активность, способствуют пролонгированию и усилению действия хими-отерапевтических препаратов. При пересадке органов и тканей, ряде инфекций, опухолях широко используются полисахариды - имцу-номодуляторы. В Санкт-Петербургском химико-фармацевтическом интситуте поиск лекарственных веществ среди микробных полисахаридов и их модифицированных производных ведется более 30 лет. Объектом данной работы являлся микробный полисахарид маннан, продуцируемый культурой дрожжей Rhodotoruia rubra , названный Родэксманом. Он нормализует систему свертывания крови и липид-ный обмен при экспериментальном атеросклврйэе. Он практически не токсичен, не оказывает влияние на кровяное давление, дыхание, не вызывает патологических изменений в организме, обладает противоопухолевой активностью и стимулирует неспецифическую резистентность организма. Сульфатированный родэксман -Ронасан, обладает ярко выраженным гиполипидемическим действием. Фармко-митетом МЗ СССР разрешены клинические испытания этих веществ для лечения и профилактики ишемической болезни сердца (родакс-ман и ронасан), атеросклероза (ронасан) и нарушений липидного обмена (родэксман).

Цель и задачи исследования. Целью исследования была разработка методов синтеза реакционноспособных производных полисахаридов, которые могли бы служить полимерной матрицей, позволяющей вводить в молекулу полисахарида различные функциональные группы и вещества, в том числе лекарственные. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи: I. Разработать методы синтеза реакционноспособных производных родэксмана - полиальдегидов и маннуроновых кислот. 2. Исследовать реакционную способность полиальдегида и маннуроновых кислот с тем, чтобы продемонстрировать возможность синтеза по-

тенциально биологически активных веществ. 3. Изучить биологическую активность некоторых из синтезированных веществ.

Научная новизна. Установлено, что окисление родэксмана перйодатом натрия дает полиальдегид маннана, а диоксидом азота полиманнуроновую кислоту. Показано, что в растворе полиальдегид ыаннана представляет собой полимерную систему, состоящую из трех типов структур: диальдегида, его полуацетально-альдегидных и полуацетально-гидратированных форм. В пленке, полученной высушиванием раствора полиальдегида в Д2О он представляет собой диальдегид. Изучено строение и химические свойства полученного продукта. На примере маннана показано, что оптимальным способом получения полиманнуроновых кислот, позволяющим достигнуть высокую стпень замещения по карбоксильным группам при незначительной степени деструкции полимера является окисление тонко измельченного полисахарида газообразным диоксидом азота. Изучены реакции нуклеофильного присоединения низкомолекулярных биологически активных веществ к полимерным матрицам. Показана возможность присоединения антибиотиков к полимерным носителям как азометиновой, так и амидной связями. Изучена реакция сульфатирования полиальдегида маннана и поли-маш^роновой кислоты.

Практическая значимость работы. Впервые показано, что полиальдегид маннана, полиыацнуроновую кислоту и её эфир можно использовать в качестве полимерных матриц для синтеза физиологически активных полимеров. Разработаны технологичные методы синтеза полиальдегида маннана - перйодатным окислением маннана, полиманнуроновой кислоты - окислением маннана диоксидом азота, её метилового эфира - метилированием кислоты диазоме-таном. На примере девяти образцов полученных производных маннана показана их низкая токсичность и наличие иммучомодулирую-щей , противовирусной и антибиотической активности.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всесоюзных научных конференциях: "Химиотерапия и химиопрофилакти-ка гриппа и острых респираторных заболеваний" (Ленинград, 1969 г.), "Современные проблемы получения лекарственных препаратов" (Ленинград, 1990г.), "Поиск биологически активных веществ и проблемы лекарственного обеспечения" (Уфа, 1991г.), "Химия и

технология лекарственных веществ" (Санкт-Петербург, 1994г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы одна статья, материалы трех докладов на Всесоюзных конференциях.

Объем и структура диссертации. Диссртация состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, библиографии и приложения. Работа изложена на//¿страницах, содержит Л2 таблиц, 3.1 рисунков. Библиография включает /У^Р источников, из них Л? на иностранных языках.

2. Содержание работы.

Для достижения поставленной цели синтез производных ман-нана проводился по трем направлениям: А - получение полиальдегида маннана и синтез его производных, В - получение полиманну-роновой кислоты и синтез её производных, В - сульфатирование производных маннана (Схема I ).

2.1. Синтез полиальдегида маннана.

Введение альдегидных групп в полисахарид резко повышает его реакционную способность и открывает широкие возможности для его дальнейшей химической модификации, поэтому была изучена возможность синтеза диальдегида родэксмана и присоединения к нему разнообразных нуклеофилов с целью создания потенциально биологически активных соединений.

Реакцией перйодатного окисления маннана (I), состоящего из чередующихся /-1,3 и/-1,4-связанных маннопиранозных звеньев, был получен продукт, названный полиальдегидом маннана (П). Для установления его структуры был проведен кислотный гидролиз с последующей идентификацией фенилгидразонов продуктов гидролиза. В качестве свидетелей для бумажной хроматографии использовали фенилгидразоны в -маннозы, т> -треозы и глиоксаля. Наличие всех перечисленных вше фенилгидразонов и отсутствие других (по данным ТСХ), полученных из гидролизата полиальдегида маннана подтверждает предполагаемый нами углеводный состав полиальдегида маннана. В спектре ЯМР ^С полиальдегида в Д£0 без изменений сохранились сигналы атомов углерода & -1,3-связанно-

Схема химической модификации маннана

сооц

свои

-ОхО

;— 1К-Л* ,1) С-НН*- I С-МНК

оо

сн,он

ЙЙа-2, м у/

щон

о он о ОН

о-

Л- -ННСМЧ* ¡У*-) К* [/у!)

Д- -/¿НСОС„н$ (¿у 6) _ Я - "Н (У) Я= -МНЬОг^ШЩОН/'У*) Я--

о>

I

ЕЖ ^Л

Я й = И^ицЛнн (а?)

- Н п СЦ

и а л

щ

К *~н ( €') _ И(&*)

го звена, наблюдаемые в спектре исходного родэксмана, исчезли сигналы углеродов ^ -I,4-связанного фрагмента, что подтверждает окисление только £-1,4-связанных маннопиранозных звеньев (Рис.1). Однако, в спектре отсутствуют сигналы атомов углерода карбонильных груш (180-210 м.д.), а в области 90-96 м.д. появилась группа сигналов, характерных для атомов углерода ацеталь-ных форм альдегидов.

В ИК спектре суспензии полиальдегида маннана в вазелиновом масле в области 1730 см-* наблюдается слабое поглощение, а в ИК спектре пленки полиальдегида, полученной высушиванием раствора полиальдегида в Д^О отчетливо видна характеристическая полоса карбонильной группы в области 1735 см" .

ц

/00

мЦЛ1

нЛ

30 30 70 бо юо до ¡0 то ¿0

Рис. I. Спектры ЯМР ГЗС маннана (I) и полиальдегида маннана (П).

Эти данные свидетельствуют, что полученный диальдегид представляет собой равновесную, частично сшитую полуацетальны-ми связями полимерную систему, состоящую из трех типов структур: диальдегида (П), полуацеталей (Па,б) или представляет собой гидратную форму альдегида (П в, г) (Рис. 2), что согласуется с литературными данными, ;

««

ь

\ но' н

Но.

С»1 о*н 4 он

2<Г

к £ с •*н <Г

У

но'} ¿Н™ НО они 01

ггь

Рис.

но анн ан

Жг

2. Структурные формы полиальдегида маннана.

Методом гель-хроматографии было показано, что окисление сопровождается деструкцией, но не слишком значительной, при этом на гель-хроматограмме наблюдается один отчетливый пик высокомолекулярной фракции. Относительная вязкость 1% раствора полиальдегида в диметилсульфоксиде почти вдвое ниже относительной вязкости исходного маннана ( *с отн. 1,5 и 2,65 соответственно). Молекулярная масса полиальдегида, определенная методом осмометрии составляет 20 ООО Да ( исходного родэксмана -40 ООО Да).

Стандартизацию полиальдегида (П) осуществляли с помощью ИК спектров и по числу альдегидных групп, которые определяли оксимным методом. По количеству азота в оксиме (Ш) было определено, что степень замещения альдегидных групп в полиальдегиде, полученном в одних и тех же условиях не меняется и равна 0,8.

2.2. Продукты нуклеофильного присоединения к полиальдегиду маннана.

Полисахариды, содержащие альдегидные группы, интересны тем, что'дают возможность синтезировать ряд новых полимеров, потенциально обладающих биологической активностью путем нуклеофильного присоединения известных биологически активных низкомолекулярных веществ к полимерной матрице.

Реакции полиальдегида (П) с нуклеофилами (Таблица I) проводили в водной или водно-спиртовой среде, что определялось природой реагентов. Во всех случаях при определенной температуре, времени реакции и мольном соотношении реагентов замещению подвергается 80-100% альдегидных групп, за исключением реакций с грамицидином, в которых замещается лишь 135? альдегидных групп.

В УФ спектрах водных растворов полученных оснований Шиф-фа (1Уа,б,в,г) наблюдаются полосы поглощения, аналогичные наблюдаемым в спектрах модельных соединений соответствующих Шиффовых оснований октаналяС Рис. 3).

В ИК спектрах суспензий в вазелиновом масле всех перечисленных выше гидразонов в области 1625-1650 см"* наблюдаются характеристические полосы валентных колебаний связи С = N.

Таблица I.

Условия получения Шиффовых оснований полиальдегида маннана.

Нуклеофил Мольное соотношение альдегид: нук-леофил ■го 1 реакции Время реакции,ч % прореагировавших альдегидных групп

тиосемикар-базид 1:1 1:2 60 60 1-2 2 58 100

1:3 60 I 95

4-фенилтио-семикарбазид 1:1 1:2 60 60 1 2 59 83

1:3 60 2 96

гидразид иэоиикотино-вой кислоты 1:1 1:2 1:3 60 60 60 2 2 2 42 72 97

гидразид 1:1 18-20 2 30

3-метокси-карбонил- 4-гидрокси-бензолсульфо-кислоты 1:2 1:3 18-20 18-20 18 18. 73 81

грамицидин 1:1 18-20 2 9

1:2 18-20 20 13

1:3 16-20 20 13

Из-за плохой растворимости порученных гидразонов были сняты спектры ЯМР 13С только оксима (Ш) и изоникотиноилгидразона (1Ув) полиальдегида маннана. В спектре соединения (1Ув), по сравнению со спектром исходного полиальдегида, без изменений сохранились сигналы углеродо в /-1,3-связанного фрагмента (^,м.д.): С1-С® - 100,6; 66,2; 79,2; 64,8; 77,1; 61,2. Сигналы 97,5; 77,8; 75,8; 61,4 отнесены к атомам углерода с*'4,5'® р -1,4-связанного фрагмента. Атомам С2'3 и атомам углерода изониазидной части молекулы соответ-

ствуют сигналы в области м.д. ) : 120 (Cet), 140 (Cir), 150

Рис. 3. УФ спектры водных растворов тиосемикарбазона полиальдегида маннана (I), тиосемикарбазона октаналя (1м), 4-фенилтиосемикарбазона полиальдегида маннана (2), 4-фе-нилтиосемикарбазона октаналя (2м), изоникотиноилгидразо-на полиальдегида маннана (3), изоникотиноилгидразона октаналя (Зм).

Таким образом,полиальдегид маннана со степенью замещения 0,8 легко вступает в реакции нуклеофильного присоединения и образует оксимы, тиосемикарбазоны и другие производные и может быть использован как полимер-носитель для синтеза физиологически активных полимеров прививочного типа, а также как самостоятельное биологически активное вещество.

На примере барбитуровой и Н-фенилбарбитуровой кислот было изучено взаимодействие полиальдегида маннана с С-нукле-офилами. Оказалось, что в водном растворе при соотношении 3,5-4,0 моля барбитуровой кислоты на мономерное звено полиальдегида маннана реагирует 50$ альдегидных групп. По данным ТСХ образуется индивидуальный продукт, не содержащий исходные вещества. В ИК спектре этого соединения (У) наблюдается три полосы поглощения в области 1680-1770 см-*, соответствующих колебаниям связей С = 0 барбитуровой кислоты и две полосы 3090 и 3200 см-'* Н-Н барбитуровой кислоты, а также ряд полос в области 900-1200 см-*, характерных для связей С-0 и С-С полиса-харидной части молекулы.

В спектре ЯМР С (У) появились сигналы атомов углерода барбитуровой кислоты 155 м.д. (С*'^) и 165 м.д. (С4'6).

Таким образом, полиальдегид маннана способен и к реакциям с С-нуклеофилами, приводящими в случае барбитуровой кислоты к образованию соответствующих алкилиденовых производных. •

В литературе имеются сведения о высокой противоопухолевой активности медных комплексов разнообразных тиосемикарба-зонов, поэтому мы попытались получить подобные медные комплексы тиосемикарбазонов полиальдегида маннана (УП, УШ) нагреванием растворов последних с хлоридом меди в водном диметил-сульфоксиде при 60°С. По данным элементного анализа (С1, Н,

Си. ) (количество меди определено методом кондуктометричес-кого титрования 0,5 н раствором КзСГеССН)^] ) одна молекула СаС1£ связана с двумя тиосемикарбазонными группами.

С/Ш слан

лЖг "«г

В ИК спектре комплексов по сравнению со спектром лиганда усиливается интенсивность полосы 1500 см-^, относящейся, по-видимому, к колебаниям связей С=3 и С-Н. Полоса 1530 см~^ в спектре лиганда сдвигается на 10 см~* в комплексе ( её относят к смешанному колебанию Н-Н и С-Н). Полоса 1410 см~* лиганда, соответствующая деформационным колебаниям П-С-Н и валентным колебаниям С=0, смещается в спектре комплекса в область 1417 см"*. Таким образом, полученным соединениям (УП, УШ) условно может быть приписана вышеупомянутая структура.

2.3. Карбоксилсодержащие производные маннана.

В соответствии с выбранной схемой химической модификации маннана (направление Б) уроновые производные получали окислением его двуокисью азота. Для этого использовали три метода: окисление газообразным КО^, его раствором в инертном раствори-

теле и действием нитрита натрия в концентрированной фосфорной кислоте. При использовании последнего метода максимальная степень замещения оксиметильных групп маннана достигала 0,6 (Таблица 2).

Таблица 2.

Зависимость степени окисления маннана от количества НаЖ^ (2,5 г полисахарида, 12,5 мл Н3РО4 85%).

Соотношение маннан/ НаН02 моль/моном.звено 1:2 1:3 1:4,5 1:6

Степень замещения карбоксильных групп 0,3 0,4 0,61 0,6

При окислении суспензии маннана диоксидом азота в СС1^ или СН2С12 степень окисления повышается при увеличении концентрации Ж>2 и достагает плато при содержании НО2 12% (Таблица 3).

Более удобно проводить окисление тонко измельченного и тщательно высушенного маннана газообразным диоксидом азота. При этом степень окисления несколько повышается, к тому же полиманцуроновая кислота получается в Н* форме и не наблюдается значительной деструкции исходного маннана (Таблица 4).

Таблица 3.

Зависимость степени окисления маннана от концентрации Н02 в СС14

(1г полисахарида в 100 мл, 5ч при 0-5°С и 20 ч при 18-20°С).

Концентрация Ш2, г/100 мл 1,16 2,95 2,86 4,80 7,13 10,0 12,0 16,0

Степень окисления маннана 0,15 0,20 0,21 0,27 0,44 0,54 0,59 0,60

Таблица 4.

Сравнительные характеристики полиманнуроновых кислот, полученных разными методами.

Окислитель Степень замещения по С00~группам в полиманнуроновой кислоте Молекулярная масса полиманнуроновой кислоты для С.З. 0,6 Да Степень полимеризации

НзР04+ЯаН02 0,61 740 4,2

Я02 в СС14 0,15-0,6 14 700 83,7

Н02 газ 0,36-0,68 10 600 60,1

В ИК спектрах натриевых солей полиманнуроновых кислот появляется ассимметричная полоса поглощения карбоксилат-иона (1620 см"*), а в спектрах полиманнуроновых кислот - полоса 1740 см"-*, соответствующая СООН.

В спектре ЯМР С раствора полиманнуроновой кислоты в Д20 наблюдаются сигналы (62,3 м.д.) соответствующие не подвергшимся окислению группам СН20Н р -1,3 и ^-1,4-сйязанных фрагментов маннозы. Можно считать, что оксиметильные группы разных маннопи-ранозных фрагментов окисляются примерно в одинаковой степени (Рис. 4).

/60

».3.

100

$о

60

30

13,

1?0

Рис. 4. ЯМР "С спектр раствора натриевой соли полиманцуроновой кислоты в Д20.

Таким образом, окислением маннана Н02 могут быть получены полиманнуроновые кислоты с разными степенями замещения (0,2-0,7) и достаточно высокой степенью полимеризации (60- 83).

Перйодатным окислением На-соли полиманнуроновой кислоты (1X6) был получен продукт (X), содержащий одновременно карбониль-

ную и карбоксильную группы, со степенью замещения 0,6 по карбоксильным группам и 0,3-0,4 по альдегидным (определено оксимным методом). В ИК спектре соединения (X) наблюдались полосы поглощения 1620 см-1 ( С00~) и 1725 см-1 (Н-С=0). При перйодатном окислении соли (1X6) не наблюдается сильной деструкции полисахарида, о чем свидетельствуют данные вискозиметрии 2"отн. 1%р-ра в HgO составляет 1,3 (для 1X6) и 1,2 (для X).

Продолжая синтез карбоксильных производных маннана, мы исследовали возможность окисления имеющихся в полиальдегиде альдегидных групп до карбоксильных. Дикарбоксиманнан (XI) был получен окислением полиальдегида (П) хлоритом натрия в водном растворе при рН 2,2-2,5.

Степень замещения альдегидных групп карбоксильными, определенная кондуктометрическим титрованием равна 0,7, что соответствует окислению 88% имеющихся альдегидных групп. В ИК спектре (XI) (Рис. 5) имеется полоса поглощения 1620 , соответствующая колебаниям карбоксилат-иона. В спектре ЯМР С появляется сигнал в области 165 м.д., характерный для атомов углерода карбоксильных групп.

Рис. 5. ИК спектр полиальдегйда маннана (I) и дикарбоксиманнана (2).

2.4. Амиды полиманнуроновой кислоты.

Возможность использования полиманнуроновых кислот для получения потенциально биологически активных производных полисахаридов была изучена на примере синтеза её амидов, в том чис-

tlao /too !боо

Moa

/гоо

ле производных антибиотиков. В качестве ацилкрующего агента для этого оказалось удобно использовать метиловый эфир полиманнуроновой кислоты,полученный метилированием Н^-формы поли-маннуроновой кислоты (стпень замещения 0,6-0,65) эфирным раствором диазометана. Число сложноэфирных групп, приходящихся на мономерное звено полиманнуроновой кислоты составляло 0,40-0,52, что соответствует этерификации 67-86% имеющихся карбоксильных групп.

Антибиотики грамицидин и канаыицин присоединяли к метиловому эфиру полиманнуроновой кислоты в гетерогенной среде. Мета-нольный раствор канамицина пропускали через колонку с анионитом для получения канамицина-основания, добавляли метиловый эфир (Х1У) и нагревали при 50°С в течение 20 часов.

3 ИК спектрах амидов (ХУ, ХУ1) наблюдаются полосы поглощения 1650, 1530 см~*, характерные для амидной карбонильной группы. В УФ спектре амидов исчезает максимум поглощения, имеющийся в метиловом эфире (Х1У) в области 260-280 нм (Рис. 6).

Рис. 6. УФ спектр амида полиманнуроновой кислоты (ХУ1) (I) и метилового эфира (Х1У) (2).

2.5. Сульфатирование карбонил- и карбоксилсодерж'а-щих производных маннана.

С целью получения отдаленных аналогов гепарина, содержащих и карбонильные (или карбоксильные) группы и сульфатные группы было изучено сульфатирование полиальдегида маннана и полиманнуроновой кислоты комплексами серного ангидрида с ДМС0 и ДДОФА. При этом удалось подобрать условия (Таблица 5) для по -лучения сульфата полиальдегида маннана со степенью замещения по сульфатным группам равной единице.

В ИК спектре сульфатированного полиальдегида маннана в в а-

эелиновом масле наблюдается интенсивная полоса поглощения 1250 см~* (0=5=0) и полосы средней интенсивности 820 см-1 (С-0-3) отсутствующие в исходном полиальдегиде маннана.

Таблица 5.

Условия сульфатирования полиальдегида маннана комплексами серного ангидрида в биполярных растворителях при 20°С.

Комплекс Соотношение реагентов моль/моном.зв. Растворитель Время,ч Степень замещения

ДМЙА-0О3 3:1 ДЫФА 20 0,12

ДМ»А-В03 6:1 Щк 20 0,20

ДМС0'В03 3:1 дасо I 0,35

Дмсо-зо3 6:1 дасо I 0,8

ДЦСО'0О3 10:1 ДМС0 I 1,0

В процессе сульфатирования полиальдегид, по данным гель-фильтрации ; подвергается лишь незначительной деструкции.

Сульфатированный полиальдегид маннана может быть получен и перйодатнш окислением (24ч, Ю°С) ронасана - сульфата маннана со степенью замещения по сульфогруппам 0,5-0,7. Полученный сульфат полиальдегида маннана (ХП) имел степень замещения по альдегиднш группам 0,3-0,5 и по сульфогруппам 0,5-0,7. В ПК спектре (ХП) имеется полоса поглощения в области 1250 см-* .(0=0=0) и полоса в области 1740 см~* (-С ® Н). На гель-хромато-грамме отчетливо виден пик высокомолекулярной фракции.

Комплексом ДОСО'бОз сульфатировали также и полиманнуроно-вую кислоту. При этом в полученном продукте (ХШ) степень замещения по С00~ группам составляла 0,31, по сульфогруппам - 0,35.

3. Биологическая активность синтезированных производных маннана.

В лаборатории иммунологии канцерогенеза ЖИ онкологии им. проф. H.H. Петрова 113 РФ было изучено влияние полисахаридов на имцунореактивность в эксперименте на мывах линии СЗНА. Все изученные производные маннана (П,Ш,1Уг,У,1Х,Х,ХУ) проявляют имцу-

нодепрессивное действие. Исключение составляет полиальдегид маннана (в дозе 5 мг/кг) и гидразон З-метоксикарбонил-4-гид-роксибензолсульфокислоты и полиальдегида маннана ( в дозе 500 мг/кг) , являющиеся иммуностимуляторами (Таблица 6). Изучение проводилось реакцией локального гемолиза в геле.

В лаборатории антибиотиков биологического факультета МГУ осуществлена первичная биологическая оценка маннана и четырех его производных. Препараты, содержащие грамицидин ( 1Уд,ХУ) обладают антибиотической активностью со спектром действия самого грамицидина, однако имеют более выраженное бактериостати-ческое действие против грамотрицательных бактерий и стрептоми-цетов, ингибируют спорообразование у стрептомицетов при более низких концентрациях, чем пептидный антибиотик грамицидин. При этом соединения 1,П,1Уг - практически не токсичны, а IX,ХУ обладают слабой токсичностью.

Таким образом, в результате химической модификации маннана получены вещества, обладающие иммуностимулирующим (П,1Уг) и иммунодепрессивным (П,Ш,1Уг,У,1Х,Х,ХУ) действием, а также проявляющие антибиотическую и противовирусную активность (IX,ХУ) с низкой токсичностью.

Выводы.

1. Реакции окисления маннана перйодатом натрия до полиальдегида маннана и диоксидом азота до полиманнуроновой кислоты могут служить удобными методами получения полисахаридов, содержащих активные функциональные группы, пригодных для получения биологически активных полимеров.

2. Полиальдегид маннана и полиманнуроновая кислота могут быть использованы для дальнейшей модификации сульфатированием, окислением, этерификацией.

3. Показана способность полиальдегида маннана к реакциям Н- и С-нуклео(^яльного присоединения, в том числе низкомолекулярных биологически активных и лекарственных веществ.

4. Сульфатированный полиальдегид маннана (со степенью замещения 0,3-0,8 по альдегидным группам и 0,5-1,0 по сульфогруппам) может быть получен сульфатированием полиальдегида маннана и перйодатным окислением ронасана .(сульфата маннана).

Таблица 6.

Результаты исследований влияния производных маннана на антителогенез у мышей линии СЗНА..

Название полисахарида Доза, мг/кг Среднее чиолосбляшек на 10 ядерных клеток селезенки Р Лоэффици-знт иммунного ответа Заключение

Полиальдегид маннана 5 10 20 125,3+ зд 28,7+ 1,7 49,7+ 2,7 /0,02 <0,02 <0,02 137,4 31.4 54.5 Иммуностимулятор Иммуноде- прессант

Оксим полиальдегида маннана 5 10 40 250 500 174,1+ 14,0 125,2+ 24,3 8,2+ 2,7 74,4+ 19,3 27,1+ 11,1 <0,05 <0,001 <0,001 >0,05 <0,02 62,5 44,9 2,9 81,5 29,7 Иммуноде-прессант

Производное полиальдегида маннана с барбитуровой кислотой ю • 20 40 250 500 31,0+ 0,4 51,7+ 4,5 50,0+ 10,7 8,3+ 1,4 9,5+ 8,1 <0,001 <0,05 <0,05 <0,001 <0,001 26,6 44,4 42,9 9,1 10,4 Иммуноде-прессант

Гидразон полиальдегида маннана с 3-метоксикарбо-нил-4-гидрок-сибензолсуль-фокислотои 5 20 250 500 18,9+ 5,5 32,1+ 14,4 50,5+ 5,1 149,3+ 22,6 <0,001 <0,001 <0,02 <0,1 6,8 11,5 55,3 163,7 Иммуноде- прессант Иммуностимулятор

Полиманцуро-новая кислотг 5 20 250 3,8+ 1,0 49,2+ 7,0 28,8+ 7,3 <0,001 <0,05 <0,02 ' 4,4 56,8 31,6 Иммуноде-прессант

Полиальдегид полиманчуронс вой кислоты 5 "20 500 26,0+ 3,1 15,0+ 3,4 31,4 +4,8 <0,001 <0,001 <0,02 30,0 17,3 34,7 Иммуноде-пресаант

Грамицидин, аршр В'ОИ КИСЛОТОЙ 40 8,1+ 4(1 <0,001 6,8 Иммуноде-прессант

5. Этерификация полиманнуроновой кислоты и последующее взаимодействие полученного эфира с аминами (показано на примере антибиотиков грамицидина и канамицина) может служить методом получения биологически активных карбоксамидных производных полисахаридов.

6. Полиальдегид маннана в растворе представляет собой полимерную систему, состоящую из трех типов структур: гидратиро-ванного диальдегида, его полуацетально-альдегидных и полуаце-тально-гидратированннх форм. В пленке, полученной высушиванием раствора полиальдегида в Д^О, он представляет собой ди-альдегид.

По данным НИИ онкологии им. проф. H.H. Петрова полиальдегид маннана и гидразон З-метоксикарбонил-4-гидроксибензол-сульфокислоты и полиальдегида маннана оказывают иммуностимулирующее действие, а оксим полиальдегида маннана, полиман-нуроновая кислота, полиальдегид полиманнуроновой кислоты, грамицидин, ацилированный полиманнуроновой кислотой и продукт взаимодействия полиальдегида маннана с барбитуровой кислотой-иммунодепрессивное действие. Производные полиальдегида маннана с антибиотиками грамицидином (основание Шиффа и амид) по данным лаборатории антибиотиков кафедры микробиологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова проявили антибиотическую активность, близкую к активности исходного антибиотика, но с более выраженным действием на грамотрицательные бактерии и актиномицеты при значительном снижении токсичности.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. И.Г. Смирнова. Синтез, строение и биологическая активность полиальдегида маннана. Тез.доклада на Конференции молодых ученых "Современные проблемы получения лекарственных препаратов", Л., 1990, с.58.

2. И.Г. Смирнова, Э.С. Корбелайнен, А.Н. Стуков, К.С. Мов-сесян, Б.А. Ивин, Н.Е. Кильмаева, Т.А. Коростелева, В.А. Филов. Синтез и биологическая активность продукта перйодатного окисления маннана. ХФЖ,М., Медицина, №11,с.57-60

3. И.Г. Смирнова, Э.С. Корбелайнен, Б.А. Ивин. Оценка методов получения полиманнуроновой кислоты из маннана. Тзз. научной конференции, посвященной 10-летию фармацевтического факультета Башкирского государственноно медицинского института. Уфа, 1991, с. 51-55.

4. И.Г. Смирнова, Э.С. Корбелайнен, Б.А. Ивин. Пути синтеза карбоксилсодержащих производных полисахарида маннана. Тез. Всероссийской конференции "Химия и технология лекарственных веществ". Санкт-Петербург, 1994, с.73.