Abstract
Systematisk screening basert på strukturell likhet med stoffer som kolkisin og podophyllotoxin ført til identifisering av noskapin, en microtubule målrettet middel som demper den dynamiske ustabilitet av mikrotubuli uten å påvirke den totale polymer masse av mikrotubuli. Vi rapporterer en ny generasjon av noskapin derivater som potensiell tubulin binding av anti-kreft agenter. Molekylær modellering eksperimenter av disse derivater 5a, 6a-j gitt bedre docking score (-7,252 til -5,402 kcal /mol) enn modersubstansen, noskapin (-5,505 kcal /mol) og eksisterende derivater (-5,563 til -6,412 kcal /mol). Gratis energi (Δ
G
bind
) beregninger basert på den lineære interaksjonen energi (LIE) empirisk ligning utnytte Surface Generalisert Born (SGB) kontinuum løsemiddel modell spådde tubulin-bindende slektskap for derivater 5a, 6a-j (i som strekker seg fra -4,923 -6.189 kcal /mol). Forbindelse 6f viste høyeste bindende affinitet til tubulin (-6,189 kcal /mol). Den eksperimentelle evaluering av disse forbindelsene bekreftet med teoretiske studier. N- (3-brormobenzyl) noskapin (6f) binder tubulin med høy bindingsaffinitet (K
D, 38 ± 4,0 uM), som er ~ 4,0 ganger høyere enn den til moderforbindelsen, noskapin (K
D , 144 ± 1,0 uM), og er også mer potent enn den til den første generasjon klinisk kandidat EM011, 9-bromonoscapine (K
D, 54 ± 9,1 uM). Alle disse forbindelsene viste betydelig cytotoksisitet mot kreftceller, med IC
50 verdier fra 6,7 mikrometer til 72,9 mikrometer; sammensatte 6f viste fremtredende anti-kreft effekt med IC
50 verdier fra 6,7 mikrometer til 26,9 mikrometer i kreftceller i ulike vev av opprinnelse. Disse forbindelser perturbed DNA-syntese, forsinket cellesyklusprogresjon i G2 /M fase, og induserte celledød ved apoptose i kreftceller. Samlet studien rapporterte her identifisert potente, tredje generasjons noscapinoids som nye kreftlegemidler.
Citation: Manchukonda NK, Naik PK, Santoshi S, Lopus M, Joseph S, Sridhar B, et al. (2013) Rational Design, Syntese og biologisk evaluering av Third Generation α-noskapin analoger som Potent Tubulin Binding kreftlegemidler. PLoS ONE 8 (10): e77970. doi: 10,1371 /journal.pone.0077970
Redaktør: Chandra Verma, Bioinformatikk Institute, Singapore
mottatt: 23 februar 2013; Godkjent: 06.09.2013; Publisert: 21 oktober 2013
Copyright: © 2013 Manchukonda et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Økonomisk bistand gjennom MLP 0002 Csir 12. femårs prosjekter (CSC0108-ORIGIN CSC0205 – DENOVA). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
i motsetning til dagens tubulin bindende cellegifter som paclitaxel og Vinkaalkaloider som er forvirret av komplikasjoner med uønskede bivirkninger som systemisk toksisitet, noskapin [1-3], en over-the-counter antitussive alkaloid [4 , 5], er utstyrt med bedre anti-kreft profil [6-8] og tryggere toksisitetsprofilen [9-11]. Mekanistisk binder noskapin tubulin med en støkiometri av en (0.95 ± 0.02) noskapin-molekyl per tubulin dimer, endrer konformasjonen tubulin ved binding [12], men gjør det mulig for polymeriseringen av tubulin til mikrotubuli (MTer) [13,14]. Noskapin blir imidlertid til mindre undertrykkelse av den dynamiske ustabilitet av mikrotubuli [13,14]. Som et resultat, noskapin blokker mitose ved prometafase, og kanskje på grunn av de kompromitterte sjekkpunkter, kreftceller selektivt bli opptatt av å apoptotisk celledød forlater normale celler uskadd [6-14]. Fra et farmakologisk perspektiv, har noskapin mange fordeler som en mikrotubuli-bindemiddel [1]. Det er effektivt mot multiresistente kreftcellelinjer, påvirker cancerceller forskjellig fra de normale delende celler [15,16], har bedre farmakokinetisk profil [17,18] og som ikke skader normale vev (således fri for toksiske bivirkninger) [ ,,,0],19,20]. Selv om noskapin er funnet å være cytotoksisk mot et bredt spekter av kreftceller i det offentlige biblioteket av National Cancer Institute, USA (NCI 60-cellers skjerm), IC
50 verdiene forblir i høy mikro molare områder ( ~ 21,1 til 100 uM) [12]. Som et resultat har en rekke noskapin-baserte tubulin-målrettede midler blitt utviklet av modifikasjoner for det meste på A, B og C sider (figur 1A) i noskapin stillaset [21-28]. Disse forbindelser er referert til som noscapinoids (figur 2). Den første generasjon analoger syntetisert ved kjemisk manipulering ved mangfold punkt A på isokinolin-ringsystemet av noskapin (figur 1A) inkludert nitro [21], azido [22], amino [23,24] og halogenert [25-27] ( fluor, viste klor, brom og jod) a-noskapin analoger, og de overlegne anti-kreft-aktivitet. Basert på denne innsikten ble laktonringen av benzofuranone (mangfold punkt B, figur 1A) redusert til sin sykliske eter analog [28] (for eksempel 4a) og undersøkt for sin styrke som tubulin bindemidler [29]. Ytterligere spredning ved punkt C (figur 1A) på benzofuranone ringsystemet av noskapin er blitt rapportert å gi den andre generasjon O-alkylerte [30] /acylert [31] noscapinoids, inkludert hydroksy-derivatet, som er mer potent enn moder noskapin. Disse rapportene tyder på at kjemiske manøvrering av nedfelt funksjonelle grupper av noskapin har betydelig innvirkning på biologisk aktivitet. I fortsettelsen av vår innsats i utformingen av nye noskapin derivater, har vi besluttet å innføre modifikasjon på mangfold punkt D (figur 1B) ved funksjonalisering av «N» i isokinolin enhet av naturlig α-noskapin (vi kaller dem tredje generasjons α-noskapin analoger ) som sannsynligvis for å forbedre den biologiske aktivitet. Rapportene er beskrevet på funksjon på «N» er gjennom urea typen bindinger [32], og mye har ikke blitt undersøkt for sin biologiske effekt. Vi tror at urea typen kobling er kanskje ikke det riktige alternativet som det vil forstyrre elektrontettheten på isokinolin N gjennom delokalisering. Derfor i denne studien, har vi innført for å innføre funksjonelle grupper holder det elektroniske miljøet på N stort sett intakt (dvs. å holde effekten av metylgruppe intakt). Derfor, «H» på N-CH
3 er målet for endringen. Alle derivater er beskrevet og syntetisert er i tråd med dette designstrategi (figur 3).
(A) Forskjellige mangfold poeng for derivatisering av α-noskapin og (B) designstrategi for nye a-noskapin analoger (grunnleggende skjelett og stereokjemi er den samme som i den naturlige α-noskapin)
Reaksjonsbetingelser: (i) en:.
m
CPBA, DCM; b: 2 N HCl; c: FeSO
4.7H
2o; (Ii) R-Br, KI, K
2CO
3, Aceton.
Her rapporterer vi tredje generasjon noskapin kongenere 6a-j som skiller seg i substituent koblet til isokinolin « N «naturlig α-noskapin.
I silico
molekylære modellering beregninger av disse analoger med tubulin kompleks ble ansatt for å undersøke deres bindende affinitet basert på rimelig prediktiv modell. De nye analoger, nornoscapine 5a og 6a-j ble kjemisk syntetisert og undersøkt for deres tubulin bindende egenskaper, og for deres virkninger på cellesyklusprogresjon og anti-proliferativ aktivitet i raskt delende kreftceller med representative humane kreftcellelinjer av lunge, myelom, bryst og livmorhals.
Materialer og metoder
A:. Computational metodikk
Ligand forberedelse
Molecular strukturer av nye derivater av noskapin 5a, 6a-j (figur 3) sammen med de rapporterte noscapinoids 1, ble 2a-f (figur 2) bygget ved hjelp av molekylære byggmester av Maestro (versjon 9.2, Schrödinger). Alle disse strukturene var energi minimeres ved hjelp macromodel (versjon 9.9, Schrödinger) og OPLS 2005 kraftfelt med PRCG algoritme (1000 trinn minimalisering og energi gradient på 0,001). Passende obligasjon For hver struktur ble tildelt ved hjelp Ligprep (versjon 2.5, Schrödinger). Fullstendig geometrisk optimalisering av disse strukturene ble utført ved anvendelse av hybrid tetthetsfunksjonalteori med Becke tre-parameterveksling potensial og Lee-Yang-Parr korrelasjon funksjonell (B3LYP) [33,34] med basis satt 3-21G * [35-37] . Jaguar (versjon 7.7, Schrödinger, LLC) ble anvendt for den geometriske optimalisering av ligandene.
Protein forberedelse
Den co-krystallisert kolkisin-tubulin kompleks struktur (PDB ID: 1SA0, oppløsning 3.58Å). [38] ble brukt for molekylær docking og rescoring. Multi-trinns Schrödingers protein forberedelse veiviser (PPrep) ble brukt for den endelige utarbeidelsen av protein. Manglende hydrogenatomer ble lagt til den struktur ved hjelp av Maestro grensesnitt (versjon 9.2, Schrödinger). Alle vannmolekylene ble fjernet fra komplekset og optimalisert hydrogenbindingen nettverket ved hjelp PPrep veiviseren. De manglende aminosyrer fra 37 til 47 (A-kjeden) og 275-284 (B-kjede) i den ko-krystalliserte struktur ble fylt ved bruk av homologi-baserte modelleringsteknikk basert på forskjellige maler som PDB-ID: 3DU7 (C-kjeden ) og PDB ID: 3RYC (D-kjeden) henholdsvis ved hjelp av Prime (versjon 3.0, Schrödinger). Den oppnådde strukturen var energi reduseres ved bruk OPLS 2005 kraftfelt med Polak-Ribiere konjugat Gradient (PRCG) algoritme. Minimaliseringen ble stanset enten etter 5000 trinn eller etter at energien gradienten konvergerte under 0,001 kcal /mol. Alt atom molekyldynamikk (MD) simulering av proteinstruktur i eksplisitt vann ble utført ved anvendelse av GROMACS 4.5.4 programvare [39] og det GROMOS96 kraftfeltet for en tidsskala på 10 ns. Tredimensjonal periodiske grensebetingelser ble pålagt, omslutter molekylet i en dodekahedronsk solvatisert med SPC216 vann modellen leveres i GROMACS pakken og energi reduseres ved bruk av 1000 trinn på bratteste nedstigningen. Systemet ble nøytralisert med 32 Na
+ motion og var lokalt minimert ved hjelp av 100 meter av bratteste nedstigningen. Den elektro Begrepet ble beskrevet ved hjelp av partikkel Mesh Ewald algoritme [40]. De LINCS [41] algoritme ble brukt til å begrense alle bindingslengdene og cut-off avstander for beregningen av coulombic og van der Waals interaksjoner på 1,0 nm. Systemet ble bragt til likevekt ved 100 ps av MD løper med posisjons begrensninger på proteinet for å tillate den avslapning av oppløsningsmiddelmolekyler ved 300 K og normalt trykk. Systemet ble koblet til det eksterne bad ved Berendsen termostat med en koblings tid på 0,1 ps med standardinnstilling. De endelige MD Beregningene er utført for 10,0 ns under samme forhold med en gang steg på 2 fs. Den totale kvaliteten av modellen oppnådd, stereokjemiske verdier og ikke-bundet interaksjoner ble testet ved hjelp av PROCHECK [42], ERRAT [43] og VERIFY3D [44]. De PROCHECK Resultatene viste 94,8% av ryggraden vinkler er i tillatt regioner med G-faktorer av – 0,12. Ramachandran plott [45] Analysen viste kun 1,6% rester i underkjent regionen og 2,3% rester i sjenerøst tillatt regioner. ERRAT er en «generell kvalitet faktor» kalkulatorprogram for ikke-limte atom interaksjoner. Akseptabelt område i ERRAT er 50 og høyere score indikerer presisjonen av modellen. I tilfelle av tubulin, den ERRAT minutter ble 88,402 som er innenfor rekkevidden av høy kvalitet modell. Tilsvarende KONTROLLER 3D score på 95,25% indikerer en god kvalitet modell.
Molecular dokking av ligander og beregning av binde frie energier.
reseptor-grid filen ble generert på tyngdepunktet til noscapinoid bindingssetet [46] med Glide (versjon 5.7, Schrödinger). En markeringsramme størrelse 12A x 12A x 12A ble definert i tubulin og sentrert på massen sentrum av bindingssetet for å begrense massen midt på dokket ligand. Jo større omsluttende boks med størrelse 12A x 12A x 12A som okkuperte alle atomene til kai positurer ble også definert. Skalafaktoren på 0,4 til van der Waals radier ble påført på atomer protein med et absolutt delvise belastninger mindre enn eller lik 0,25. Alle ligander ble så forankret i bindingsstedet ved hjelp Glide XP (ekstra presisjon) og evaluert ved hjelp av en Glide XP
Score funksjon [47,48]. Videre er forankret komplekser av disse ligander ble energi minimeres basert på hybrid Monte Carlo simulering og deres binding fri energi (Δ
G
bind
) på tubulin ble beregnet med lineær interaksjon energi metode (LIE) med en overflate generalisert Born (SGB) kontinuum desolvatiserende modell. Den LIE-SGB modell anslår bindingsaffinitetene for et sett av nye forbindelser utnytte de eksperimentelle bindende affinitet data for et sett med treningssett. I denne studien har vi benyttet den opprinnelige formuleringen av SGB-LIE (ligning 1) foreslått av Jorgensen [49] og implementert i Liaison pakke (versjon 5.6, Schrödinger, LLC) ved hjelp av OPLS-2005 kraft field.
Δ
G
b
i
n
d
=
α
(
〈
U
v
d
w
b
〉
−
〈
U
v
d
w
f
〉
)
+
β
(
〈
U
e
l
e
c
b
〉
−
〈
U
e
l
e
c
f
〉
)
+
γ
(
〈
U
c
a
v
b
〉
−
〈
U
c
a
v
f
〉
)
(1)
Here ⟨⟩ Representerer ensemblet gjennomsnitt,
b
representerer den bundne form av liganden,
f
representerer den frie formen av liganden, og α, β, og γ er koeffisientene.
U
vdw
,
U
elec
, og
U
CAV
er van der Waals, elektrostatisk, og hulrom energi vilkår i SGB kontinuum løsemiddel modell. Hulrommet energiuttrykk,
U
cav
, er proporsjonal med den eksponerte overflate av liganden. Ulike energi parametere som inngår i ligning 1 ble beregnet ut fra kai kompleks som tilsvarer hver analog hjelp Liaison pakke som beskrevet tidligere [24]. De gjennomsnittlige LIE energi termer ble brukt for å bygge bindingsaffiniteten modell og estimering av å binde frie energier av noskapin derivater. Den α
, etter β, og γ LYVER montering parametere ble bestemt ved hjelp av Minitab statistikkpakke (versjon 16.0, Minitab Inc.) ved å tilpasse eksperimentelle bindende slektskap med trening sett molekyler. Et datasett som består av 7 noskapin derivater (forbindelser: 1, 2a-f, figur 2) med kjente eksperimentelle bindingsaffiniteter ble anvendt som et treningssett.
B:. Eksperimentell metode
Kjemisk syntese av noskapin-derivater
Reagenser og alle løsningsmidler var analytisk rent, og ble brukt uten ytterligere rensing. Alle reaksjoner ble utført i en ovn-tørket kolber med magnetisk omrøring. Alle forsøkene ble overvåket ved analytisk tynnsjiktskromatografi (TLC) utført på kiselgel GF254 pre-belagte plater. Etter eluering, ble platene visualisert under UV-lys ved 254 nm i UV-aktive materialer. Farging med PMA og forkulling på en varm plate oppnådd videre visualisering. Løsningsmidlene ble fjernet
i vakuum
og oppvarmet på et vannbad ved 35 ° C. Silikagel finere enn 200 mesh ble brukt for kolonnekromatografi. Kolonnene ble pakket som slurry av silikagel i heksan og bragt i likevekt med den passende løsningsmiddel /løsningsmiddelblanding før bruk. Forbindelsene ble lastet ublandet eller som en konsentrert oppløsning ved hjelp av passende løsningsmiddelsystem. Legge press med en luftpumpe bistått eluering. Rentene refererer til kromatografisk og spektroskopisk homogene materialer med mindre annet er oppgitt. Passende navn for alle de nye forbindelser ble gitt ved hjelp av ChemBioOffice 2010. Smeltepunkter ble målt med et Fischer-Johns smeltepunktsapparat og er ukorrigerte. Renheten av alle forbindelsene ( 96%) som brukes for biologisk screening ble bestemt ved analytisk HPLC (SPD-M20A, få: Shimadzu) ved hjelp av ODS-kolonne eluert med en gradient blanding av acetonitril-vann. Infrarød spektroskopi (IR) spektra ble registrert som ryddig væsker eller KBr-pellets og absorptions rapporteres i cm
1. Kjernemagnetisk resonans (NMR) spektra ble registrert på 300 (Bruker) og 500 MHz (Varian) spektrometre i egnede løsningsmidler ved bruk av tetrametylsilan (TMS) som en intern standard eller løsningsmiddel-signalene som sekundære standarder og de kjemiske skift er angitt i S skalaer. Multiplicities av NMR-signaler er utpekt som s (singlett), d (dublett), t (triplett), q (kvartett), Br (bred), m (multiplett, for uløste linjer), osv
13C NMR-spektrene var innspilt på 75 MHz spektrometer. Høy-oppløsningsmassespektra (HRMS) ble oppnådd ved hjelp av ESI-QTOF massespektrometri. Optiske rotasjoner ble målt med en Roudolph Digipol 781 Polarimeter ved 25 ° C. Kommersielt tilgjengelige oppløsningsmidler heksan, CH
2 Cl
2, EtOAc og ble anvendt som sådan uten ytterligere rensing. Naturlig α-noskapin ble innkjøpt fra Sigma-Aldrich, og anvendes som sådan. Det syntetiske metode for fremstilling av noskapin derivater er 6a-j vist på figur 3. Alle disse derivatene ble syntetisert fra nornoscapine 5a som utgangsmateriale, som i sin tur ble syntetisert fra noscapine.
(S)-6,7-dimethoxy-3-((R)-4-methoxy-5,6,7,8-tetrahydro[1,3]dioxolo[4,5-
g
]isoquinolin-5-yl)isobenzofuran-1(3H)-one (5a): Til en oppløsning av naturlig α- noskapin (2,0 g, 4,84 mmol) i diklormetan (15 ml) ble det tilsatt mCPBA (1,66 g, 9,7 mmol) porsjonsvis ved 0 ° C. Reaksjonsblandingen ble omrørt i 1 time ved romtemperatur, fortynnet med diklormetan (20 ml), overskudd av peroksyd ble stoppet med 1M aq. Løsningen NaHSO
3 (15 ml), det organiske laget ble deretter separert, tørket med vannfritt Na
2SO
4, og konsentrert. Den rå rest ble løst i metanol (20 ml), surgjort til pH 1,0 ved hjelp av 2N HCl, omrørt i 5 minutter og filtrert. Filtratet ble konsentrert under redusert trykk, gjenoppløst i diklormetan (20 ml), tørket med vannfritt Na
2SO
4, filtrert og konsentrert. Den blekgule faste stoff α- noskapin N-oxide.HCl salt oppnådd på denne måten ble oppløst i metanol (20 ml), ble FeSO
4.7H
2O (2,69 g, 9,68 mmol) tilsatt. Etter omrøring av blandingen ved romtemperatur i 12 timer ble reaksjonsblandingen konsentrert og behandlet med 25% vandig ammoniakk for å få pH 10, ekstrahert med diklormetan (3 x 10 ml), tørket med vannfritt Na
2SO
4 og inndampet under redusert trykk. Den urene rest ble underkastet triethylamin behandlet silikagel-kolonnekromatografi og eluert med 3: 7 etylacetat: heksan (2: 3) gave(S)-6,7-dimethoxy-3-((
R
)-4-methoxy-5,6,7,8-tetrahydro[1,3]dioxolo[4,5-
g
]isoquinolin-5-yl)isobenzofuran-1(3H)-one (5a) (0,92 g, 48%) som hvitt, fast stoff. smp 170 ° C; [Α]
D
25 = -105,6 (c = 1, metanol) Utbytte: 48% IR ν
max (cm
-1): 3360, 2942, 1759, 1624, 1501 , 1280, 1119, 1074, 1042, 1023, 932, 796, 679
1.HNMR (300 MHz, CDCh
3): δ 6,94 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 6,33 (s, 1H), 5,99 til 5,89 (m, 4H), 4,85 (d, J = 4,53 Hz, 1H), 4,09 (s, 3H), 4,07 (s, 3H), 3,85 (s, 3H), 2,69 til 2,58 (m , 1H), 2,54 til 2,42 (m, 1H), 2,36 til 2,23 (m, 1H), 2.22 til 2.9 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) δ 168,5, 152,1 , 148.3,147.8, 141,0, 140,4, 134,1, 131,9, 119,6, 118,3, 117,5, 116,9, 103,1, 100,7, 20,6, 62,2, 59,4, 56,6, 52,7, 39,5, 29,7 MS (ESI)
m Twitter /
z
400 [M + H]
+; HRMS (ESI) Beregnet for C
21H
22NO
7: 400,1396, funnet:.. 400,1401
Generell fremgangsmåte for fremstilling av 6a-j
Til oppløsning av (
S
)-6,7-dimethoxy-3-((
R
)-4-methoxy-5,6,7,8-tetrahydro[1,3]dioxolo[4,5-
g
]isoquinolin-5-yl)isobenzofuran-1(3H)-one 5a (200 mg, 0,50 mmol) i aceton (5 ml), ble det tilsatt kaliumkarbonat (1,10 mmol), kaliumjodid (0,5 mmol) og alkylbromid (0,55 mmol) og omrørt ved romtemperatur (RT) i 1 time. Rå reaksjonsblandingen ble filtrert, filtratet ble inndampet under vakuum, vann (5 ml) og diklormetan (2 X 10 ml) ble tilsatt, organiske sjikt separert, vasket med H
2o, tørket over vannfritt Na
2SO
4 og filtrert. Den således oppnådde rest ble kromatografert over trietylamin behandlet silikagelkolonne under eluering med heksan /etylacetat (70:30) for å gi 6a-j som faste produkter
(S) -3 -. ((
R
) -6-benzyl-4-metoksy-5,6,7,8-tetrahydro- [1,3] dioksolo [4,5-
g
] isokinolin-5-yl) – 6,7-dimethoxyisobenzofuran-1 (3H) -on (6a): Utbytte: 93%; Smeltepunkt 64 ° C; [Α]
D
25 = 1,3 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3503, 2490, 2837, 1759, 1621, 1595, 1569, 1498, 1271, 1212, 1039, 891, 785,
1.HNMR 695 (300 MHz, CDCh
3) 7,33 til 7,15 (m, 5H), 6,98 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 6,33 (s, 1H), 6,17 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 5,94 ( s, 2H), 5,66 (d, J = 3,96 Hz, 1H), 4,62 (d, J = 3,96 Hz, 1H), 4.15 til 4.6 (m, 4H), 4,02 (s, 3H), 3,86 (s, 3H ), 3,66 (d, J = 13,21 Hz, 1H), 2,51 til 2,36 (m, 2H), 2,35 til 2,15 (m, 1H), 2,06 til 1,91 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) δ 168,1, 152,2, 148,4, 147,8, 141,3, 140,5, 139,0, 133,9, 131,9, 128,7, 126,9, 119,8, 118,2, 117,7, 116,9, 102,4, 100,7, 81,7, 61,5, 59,6, 56,7, 59,6 , 62,3, 45,1, 26,5. MS (ESI)
m Twitter /
z
490 [M+H]
+
5(S)-3-((R)-6-(4-bromobenzyl)-4-methoxy-5,6,7,8-tetrahydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-5-yl)-6,7-dimethoxyisobenzofuran-1(3H)-one (6b): Utbytte: 95%; Smeltepunkt 76 ° C; [Α]
D
25 = -146,0 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3493, 2939, 2837, 1759, 1622, 1596, 1497, 1479, 1271, 1213, 1115, 1079, 971, 789, 711, 644, 479, 811 ,
1.HNMR 746 (300 MHz, CDCh
3) δ 7,37 (d, J = 8,30 Hz, 2H), 7,12 (d, J = 8,30 Hz, 2H), 6,92 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 6,28 (s, 1H), 6,04 (bs, 1H), 5,94 (s, 2H), 5,59 (bs, 1H), 4,57 (d, J = 3,77 Hz, 1H,), 4,14 til 3,89 ( m, 7H), 3,85 (s, 3H), 3,57 (d, 1H), 2,46 til 2,09 (m, 3H), 2,00 til 1,84 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) S 168,1, 152,2, 148,5, 147,8, 141,0, 140,4, 138,0, 133,9, 131,8, 131,2, 130,4, 120,6, 119,8, 118,1, 117,7, 116,6, 102,4, 100,7, 81,5, 62,3, 61,0, 59,4, 59,3, 56,7 , 45,3, 26.6.MS (ESI)
m Twitter /
z
568 [m + H]
+. HRMS (ESI) Beregnet for C
28H
27NO
7: 568,0970, funnet: 568.0946.
(S)-6,7-dimethoxy-3-((R)-4-methoxy-6-(4-nitrobenzyl)-5,6,7,8-tetrahydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-5-yl)isobenzofuran-1(3H)-one (6c): Utbytte: 94%; smp 154 ° C; [Α]
D
25 = 68,0 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3490, 3078, 2931, 2901, 2837, 1751, 1620, 1520, 1499, 1389, 1343, 1274, 1213, 1080, 972, 852, 733, 610
1.HNMR (300 MHz, CDCh
3) S 8,13 (d, J = 8,49 Hz, 2H), 7,40 (d, J = 8,49 Hz, 2H), 6,93 (d, J = 8,30Hz, 1H), 6,30 (s, 1H), 6,01 til 5,92 (m, 3H), 5,62 (d, J = 3,77 Hz, 1H), 4,61 (d, J = 3.77Hz, 1H), 4,27 (d, J = 14,35 Hz, 1H), 4,10 (s, 3H), 4,09 (s, 3H), 3,87 (s, 3H), 3,74 (d, J = 14,35 Hz, 1 H), 2,44 til 2,28 (m, 2H), 2.23 til 2.13 (m, 1H), 2,00 til 1,85 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) δ 168,1, 152,3, 148,6, 147,8, 147,1, 147,0, 140,6, 140,3, 134,0, 131,7 , 129,0, 123,4, 119,9, 118,1, 117,7, 116,3, 102,4, 100,8, 81,4, 62,3, 61,4, 59,5, 59,4, 56,6, 46,0, 27,0. MS (ESI)
m Twitter /
z
557 [M + H]
+; HRMS (ESI) Beregnet for C
28H
26N
2o
9na: 557,1536, funnet: 557.1557.
(S)-6,7-dimethoxy-3-((R)-4-methoxy-6-(4-methoxybenzyl)-5,6,7,8-tetrahydro[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-5-yl)isobenzofuran-1(3H)-one (6d): Utbytte: 92%; Smeltepunkt 66 ° C; [Α]
D
25 = 6,66 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3492, 2936, 2836, 1759, 1613, 1511, 1269, 1115, 1013, 970, 821, 713, 517 cm
-1 1.HNMR ( 300 MHz, CDCh
3) 7,15 (d, J = 8,49 Hz, 2H), 6,92 (d, J = 8,12 Hz, 1H), 6,76 (d, J = 8,49 Hz, 2H), 6,28 (s, 1 H ), 6,12 (d, J = 8.12Hz, 1H), 5,93 (s, 2H), 5,58 (d, J = 3,58 Hz, 1H), 4,55 (d, J = 3,55 Hz, 1H), 4,10 (s, 3H ), 4,03 (m, 4H), 3,85 (s, 3H), 3,76 (s, 3H), 3,55 (d, J = 12,84 Hz, 1H), 2,50 til 2,13 (m, 3H), 2,04 til 1,83 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) δ 168,1, 158,5, 152,1, 148,4, 147,7, 141,2, 140,5, 133,9, 131,7, 130,0, 119,7, 118,1, 117,8, 113,4, 116,6, 102,4 , 100,6, 81,5, 62,3, 60,7, 59,3, 59,2, 56,7, 55,1, 44,8, 26.2.MS (ESI)
m Twitter /
z
520 [m + H]
+ ; HRMS (ESI) Beregnet for C
29H
29 NO
8NA: 542,1790, funnet: 542.1817.
(S)-3-((R)-6-(3-chlorobenzyl)-4-methoxy-5,6,7,8-tetrahydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-5-yl)-6,7-dimethoxyisobenzofuran-1(3H)-one (6e): Utbytte: 92%; Smeltepunkt 62 ° C; [Α]
D
25 = 36,0 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3395, 3022, 2925, 2849, 1728, 1603, 1486, 1302, 1261, 1186, 1058, 811, 747
1.HNMR (300 MHz, CDCh
3) s 7.29 til 7.12 (m, 4H), 6,99 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 6,34 (s, 1H), 6,14 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 5,95 (s , 2 H), 5,67 (d, J = 3,77 Hz, 1H), 4,61 (d, J = 3,77 Hz, 1H), 4.17 til 4.8 (m, 4H), 4,05 (s, 3H), 3,87 (s, 3H) , 3,63 (d, J = 13,59 Hz, 1H), 2,49 til 2,37 (m, 2H), 2.31 til 2.16 (m, 1H), 2,06 til 1,93 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) δ 168,1, 152,2, 148,5, 141,2, 140,9, 140,4, 133,9, 131,8, 129,4, 128,4, 127,0, 126,7, 119,7, 118,1, 117,7, 116,6, 102,3, 100,7, 81,7, 64,3, 62,4, 61,2, 59,5, 59,3, 56,6, 45,5, 26,8. MS (ESI)
m Twitter /
z
524 [M+H]
+.
(S)-3-((
R
)-6-(3-bromobenzyl)-4-methoxy-5,6,7,8-tetrahydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-5-yl)-6,7-dimethoxyisobenzofuran-1(3H)-one (6f): Utbytte: 97%; Smeltepunkt 65 ° C; [Α]
D
25 = 52,0 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3503, 2940, 2837, 1759, 1621, 1498, 1387, 1271, 1212, 1039, 891, 785,
1.HNMR 695: (300 MHz , CDCh
3) s 7,40-7,30 (m, 2H), 7.24 til 7.9 (m, 2H), 6,99 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 6,34 (s, 1H), 6,15 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 5,95 (s, 2H), 5,66 (d, J = 3,96 Hz, 1H), 4,60 (d, J = 3,96 Hz, 1H), 4.17 til 4.6 (m, 4H), 4,04 (s , 3 H) 3,87, (s, 3H), 3,63 (d, J = 13,78 Hz, 1H), 2,50 til 2,37 (m, 2H), 2,32 til 2,19 (m, 1H), 2,07 til 1,92 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) 168,1, 152,2, 148,5, 147,9, 141,5, 140,4, 134,0, 131,8, 131,4, 130,0, 129,7, 127,3, 122,2, 118,1, 117,7, 116,6, 102,4, 100,7 , 81,6, 81,1, 62,5, 61,1, 59,5, 59,3, 56,7, 45,4, 26,8. MS (ESI) m /z 568 [M+H]
+.
(S)-6,7-dimethoxy-3-((R)-4-methoxy-6-(3-methoxybenzyl)-5,6,7,8-tetrahydro-[1,3]dioxolo[4,5-g] isokinolin-5-yl) isobenzofuran-1 (3H) -on (6 g): Utbytte: 94%; Smeltepunkt 60 ° C; [Α]
D
25 = -144,01 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3501, 2941, 2836, 1760, 1620, 1598, 1497, 1387, 1268, 1212, 1012, 933, 786,
1.HNMR 693 (300 MHz, CDCh
3) s 7.21 til 7.11 (t, 1H), 7,00 til 6,89 (m, 2H), 6,84 til 6,72 (m, 2H), 6,33 (s, 1H), 6,14 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 5,95 (s, 2H), 5,67 (d, 4,53, 1H), 4,62 (d, J = 4,53 Hz, 1H), 4,10 (s, 3H), 4,03 (s, 3H), 3,88 til 3,80 (m, 7H), 3,63 (d, J = 12,84 Hz, 1H), 2,51 til 2,33 (m, 2H), 2,33 til 2,16 (m, 1H), 2,03 til 1,87 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) δ 168,1, 159,6, 152,2, 148,4, 147,8, 141,2, 140,7, 140,5, 133,9, 131,9, 128,8, 120,9, 119,9, 118,2, 117,7, 116,8, 113,6, 113,0, 102,4, 100,7 , 81,5, 62,3, 61,6, 59,4, 59,3, 56,7, 55,2, 45,2, 26,4. MS (ESI) m /z 520 [M+H]
+.
(S)-6,7-dimethoxy-3-((R)-4-methoxy-6-(2-oxopropyl)-5,6,7,8-tetrahydro-[1,3]dioxolo[4,5-g] isokinolin-5-yl) isobenzofuran-1 (3H) -on (6h): Utbytte: 98%; smp 179 ° C; [Α]
D
25 = -34,0 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3393, 2957, 2904, 2840, 1764, 1706, 1624, 1500, 1482, 1387, 1364, 1275, 1223, 1041, 1010, 941, 897, 828 , 710, 693, 538.cm
-1 1.HNMR (300 MHz, CDCh
3) 6,90 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 6,28 (s, 1H), 6,00 til 5,88 (m , 3 H), 5,51 (d, J = 3,58 Hz, 1H), 4,61 (d, J = 3,58 Hz, 1H), 4,08 (s, 3H), 4,01 (s, 3H), 3,85 (s, 3H), 3,64 (d, J = 4,15 Hz, 2H), 2,50 til 2,39 (m, 2H), 2,37 til 2,29 (m, 1H), 2,09 (s, 3H), 1,91 til 1,76 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) δ 167,7, 153,2, 148,5, 140,3, 140,2, 131,8, 120,2, 118,0, 117,7, 116,8, 102,4, 100,7, 96,0, 81,8, 67,6, 62,1, 59,4, 59,0, 56,6, 47,3 , 29.6, 28.2, 27.2. MS (ESI)
m Twitter /
z
456 [M + H]
+; HRMS (ESI) Beregnet for C
24H
25NO
8NA: 478,1477, funnet: 478,1470
Methyl. 2-((R)-5-((S)-4,5-dimethoxy-3-oxo-1,3-dihydroisobenzofuran-1-yl)-4-methoxy-7,8-dihydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-6(5H)-yl)acetate (6i): Utbytte: 97%; smp 155 ° C; [Α]
D
25 = -66,6 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3488, 3006, 2947, 2919, 2851, 1755, 1627, 1590, 1484, 1387, 1265, 1214, 1085, 1017, 894, 789, 735, 696 ,
1.HNMR 546 (300 MHz, CDCh
3) δ 6,96 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 6,31 (s, 1H), 6,03 (d, J = 8,30 Hz, 1H), 5,95 (d, J = 3,21 Hz, 2H), 5,52 (d, J = 3,96 Hz, 1H), 4,86 (d, J = 3,96 Hz, 1H), 4,10 (s, 3H), 4,04 (s, 3H), 3,86 (s, 3H), 3,80 (d, J = 15,86 Hz, 1H), 3,65 (s, 3H), 3,54 (d, J = 15,86 Hz, 1H), 2,81 til 2,53 (m, 2H), 2,40 til 2,23 (m, 1H), 1,94 til 1,74 (m, 1H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) δ 171,7, 167,8, 152,1, 148,3, 147,5, 140,2, 140,1, 134,2, 131,8, 120,1 , 117,9, 117,7, 117,3, 102,3, 100,7, 82,2, 62,1, 59,4, 58,2, 58,1, 56,6, 51,1, 47,3, 28.9.MS (ESI) m /z 494 [m + H]
+.
Ethyl 2-((R)-5-((S)-4,5-dimethoxy-3-oxo-1,3-dihydroisobenzofuran-1-yl)-4-methoxy-7,8-dihydro-[1,3]dioxolo[4,5-
g
]isoquinolin-6(5H)-yl)acetate (6j): Utbytte: 98%; Smeltepunkt 92 ° C; [Α]
D
25 = -174,68 (c = 1, diklormetan); IR ν
max (cm
-1): 3511, 2945, 2921, 2839, 1763, 1727, 1625, 1481, 1389, 1270, 1203, 1111, 1032, 931, 817, 790, 703, 614
1.HNMR (300 MHz, CDCh
3) δ 6,90 (d, J = 8,12 Hz, 1H), 6,27 (s, 1H), 6,01 til 5,82 (m, 3H), 5,44 (d, J = 3,96 Hz, 1H), 4,84 (d, J = 3,96 Hz, 1H), 4,19 til 4,00 (m, 8H), 3,85 (s, 3H), 3,83 (d, 1H), 3,49 (d, J = 17,56 Hz , 1H), 2,75 til 2,54 (m, 2H), 2,38 til 2,20 (m, 1H), 1,91 til 1,71 (m, 1H), 1,24 (t, 3H)
13.CNMR (75 MHz, CDCh
3) S 171,2, 167,7, 152,1, 148,3, 147,5, 140,3, 140,1, 134,2, 131,9, 120,2, 117,8, 117,7, 117,4, 102,3, 100,7, 96,0, 82,2, 62,2, 60,1, 59,4, 58,1, 56,6, 47,3, 29,0, 14,1. MS (ESI) m /z 486 [M + H]
+; HRMS (ESI) Beregnet for C
25H
27 NO
9na: 508,1583, funnet:.. 508,1578
X-ray krystallografiske analyser
X-ray data for forbindelsene 6h og 6i ble samlet ved romtemperatur ved hjelp av en bruker Smart Apex CCD diffractometer med grafitt monokromatert MoKα stråling (λ = 0.71073Å) ved hjelp av ω-scan metoden [50]. Foreløpige gitterparametere og orienterings matriser ble oppnådd fra fire sett med rammer. Integrasjon og skalering av intensitet data ble oppnådd ved bruk SAINT program. Strukturene til 6h 6i og ble løst ved direkte metoder ved bruk av SHELXS97 og raffinering ble utført ved full matrise minste kvadraters teknikk ved hjelp SHELXL97 [50]. Anisotrope forskyvningsparametere ble inkludert for alle ikke-hydrogenatomer. Alle H-atomer festet til C og N ble plassert i forskjell Fourier kart og ble geometrisk optimalisert og lov for så ride atomer, med CH = 0,93 til 0,97 Å, NH = 0,86 Å, med U
iso (H) = 1.5U
eq (C) for metyl H eller 1.2U
EQ (C, N). De metylgrupper fikk lov til å rotere, men ikke å tippe
Crystal data for 6h. C
24H
25NO
8
M
= 455,45, fargeløs plate, 0,17 x 0,15 x 0,07 mm
3, orthorhombic, space gruppe
P
2
12
12
1 (nr 19),
en
= 8,7173 (12),
b
= 12,8144 (17),
c
= 19,436 (3) Å,
V
= 2171,2 (5) Å
3
Z
= 4,
D
c = 1,393 g /cm
3, F
000 = 960, CCD-området Detector, MoKα stråling, λ = 0,71073 Å,
T
= 294 (2) K, 2
θ
max = 50,0 °, 21015 refleksjoner samlet, 2200 unike (R
int = 0,0227). Endelig tabbe = 1,045,
R1
= 0,0279,
wR2
= 0,0774,
R
indekser basert på 2086 refleksjoner med I 2σ (I) (avgrensning på F
2), 302 parametere, 0 sikkerhetsutstyr, μ
= 0,105 mm
1. CCDC 914991 inneholder utfyllende Krystallografiske data for strukturen. Den detaljerte forklaring på krystallstruktur og analyse vil bli publisert andre steder
Crystal data for 6i. C
24H
25NO
9,
M
= 471,45, fargeløs nål , 0,18 0,12 0,08 mm
3, firkantet, space gruppe
P
4
32
12 (nr 96),
en
=
b
= 11,6748 (4),
c
= 32,753 (2) Å,
V
= 4464,3 (4) Å
3
Z
= 8
D
c = 1,403 g /cm
3, F
000 = 1984, CCD-området Detector, MoKα stråling, λ = 0,71073 Å,
T
= 294 ( 2) K, 2
θ
max = 50,0 °, 43048 refleksjoner samlet, 2346 unike (R
int = 0,0252). Endelig tabbe = 1,051,
R1
= 0,0396,
wR2
= 0,1095,
R
indekser basert på 2198 refleksjoner med I 2σ (I) (avgrensning på F
2), 311 parametere, 0 begrensninger,
μ
= 0,108 mm
1. CCDC 914990 inneholder utfyllende Krystallografiske data for strukturen. Den detaljerte forklaring på krystallstruktur og analyse vil bli offentliggjort andre steder.
Tubulin rensing.
Tubulin blottet for mikrotubulidynamikk-assosierte proteiner (Maps) ble renset fra bovin hjerne ved sykluser av temperaturavhengig polymerisasjon 0.072⟨
U
vdw
⟩−0.006⟨
U
elec
⟩−0.951⟨
U
cav
⟩. 0.7-5.6916a-5.997-62.8167.520.820-5.707–6b-6.918-60.2557.270.988-5.622–6c-6.087-63.6841.560.846-5.63991 8.0-5.5186d-6.882-64.8535.950.865-5.708–6e-6.907-61.8579.0910.972-5.852–6f-7.252-62.6276.071.287-6.18938 4.0-6.0366g-5.767-61.3464.560.445-5.227–6h-7.196-65.0855.791.033-6.003–6i-5.712-62.1241.140.723-5.40779 0.072⟨
U
vdw
⟩−0.006⟨
U
elec
⟩−0.951⟨
U
cav
⟩. hours
Sub-G
1
G
0/G
1
S
G
2/M
Sub-G
1
G
0/G
1
S
G
2/M
Sub-G
1
G
0/G
1
S
G
2/M
Noscapine0.2958.8510.2424.297.2419.484.1962.3830.6219.058.5337.365a0.2763.3712.9319.458.4613.474.0866.3741.5710.747.0839.256a1.4467.069.5320.178.1216.284.9463.1844.829.067.3937.726b0.7455.3912.1728.797.3719.424.1664.4243.1811.387.5335.846c0.8260.6611.4924.298.0820.724.8563.4936.7315.388.2738.416d0.5256.8212.2828.397.2722.734.6259.4145.388.297.8336.186e0.8762.5711.9323.158.1712.844.5768.4245.427.026.8338.526f1.0464.269.5122.479.4711.826.2967.4850.446.384.7237.296g0.6263.3212.9221.3710.8620.944.0862.2840.2912.768.0737.936h0.3561.1612.2925.0911.3712.255.9268.5848.737.196.2836.186i0.4657.4111.0827.1412.2519.574.6263.3840.1814.376.4337.156j0.3959.159.4724.358.2925.713.0966.1727.2422.168.6339.48Table
Hjelpemiddel Informasjon
Figur S1.
