Synteza nowych ligandów wielofunkcyjnych o dizałaniu hamującyn beta-sekretazę i cholinoesterazy z farmakoforem 2-hydroksyalkiloaminowym

W części teoretycznej niniejszej pracy przedstawiono podstawowe informacje na temat choroby Alzheimera, jej epidemiologii, patomechanizmów zaangażowanych w rozwój choroby oraz opisano zarejestrowane leki. Następnie scharakteryzowano białko tau, jako jeden z głównych celów biologicznych w poszukiwaniu nowych leków oraz opisano struktury znanych inhibitorów agregacji białka tau. W ostatniej części wstępu zaprezentowano metody projektowania ligandów wielofunkcyjnych i przedstawiono przykłady takich związków o potencjalnym zastosowaniu w chorobie Alzheimera. Część pracy zatytułowana „Badania własne” została poświęcona syntezie nowych pochodnych 2-hydroksyalkiloaminy o potencjalnym działaniu hamującym cholinoesterazy i β-sekretazę. Zaproponowano i wykonano trzy lub pięcioetapowe ścieżki syntezy, prowadzące do otrzymania związków finalnych. W pierwszej kolejności acylowano alliloaminę przy użyciu odpowiednich kwasów karboksylowych. Otrzymane pochodne N-alliloamidowe, poddawano utlenianiu do odpowiednich pochodnych epoksydów, które z kolei wykorzystywano do alkilowania serii amin w reakcji substytucji nukleofilowej. Dwie pochodne benzyloaminy otrzymano z odpowiednich aldehydów poprzez tworzenie oksymów i następną redukcję. Zsyntezowano 18 związków finalnych z farmakoforowym ugrupowaniem 2 hydroksyalkiloaminowym, których czystość i tożsamość potwierdzono przy użyciu analiz spektralnych: 1H NMR, 13C NMR, LC-MS.Następnie we współpracy została oznaczona aktywność hamująca otrzymanych związków finalnych wobec butyrylocholinoesterazy i acetylocholinoesterazy w spektrofotometrycznym teście Ellmana, natomiast aktywność wobec β-sekretazy zbadano we fluorymetrycznym teście FRET. Wyniki testu Ellmana wskazują, iż otrzymane związki są inhibitorami zarówno ludzkiej jak i zwierzęcej BuChE o wysokiej lub umiarkowanej aktywności. Najwyższą zdolność hamowania butyrylocholinoesterazy wykazał związek 26 z fragmentem cykloheksylometylenowym (eqBuChE IC50 = 78 nM i hBuChE IC50 = 68 nM). Uzyskane dane wskazują, iż otrzymane związki finalne wykazują marginalną aktywność wobec acetylocholinoesterazy i β-sekretazy

The theoretical part of this thesis presents basic information about Alzheimer’s disease, pathomechanisms involved in the development of the disease and currently used pharmacotherapy. Then the tau protein is characterized as one of the main biological targets in searching for new drugs. In the next part, there are described known in literature, the most interesting inhibitors of tau aggregation. In the last part the methods of designing new multifunctional ligands with the examples of them in Alzheimer’s disease are presented. The “own research” section was devoted to the synthesis of new 2 hydroxyalkylamine derivatives with potential activity towards cholinesterases and β secretase. The synthetic pathway including three or five steps, leading to obtain final compounds was proposed. In the first step, the acylation reactions of N-allylamine by using appropriate carboxylic acids were provided. Then, the obtained derivatives of N-allylamides were oxidized to the appropriate epoxides, which were in the last step used to alkylation of amines in the nucleophylic substitution reactions. Some of amines used in the last step of synthetic pathway were previously prepared from aldehydes through appropriate oximes. 18 final, designed compounds with 2-hydroxyalkilamine pharmacophore were obtained during the synthesis. Their identity and purity was confirmed by the spectral analysis: 1H NMR, 13C NMR, LC-MS.The inhibitory activity of compounds against butyrylcholinesterase and acetylcholinesterase was determined in the Ellman spectrophotometric test and the potency against β-secretase was established in the spectrofluorometric assay FRET. The results of the Ellman test indicated that the compounds were inhibitors of both eqBuChE and hBuChE with high or moderate activity. Compound 26 with cyclohexylmethylene fragment exhibited the highest potency against BuChE (eqBuChE IC50 = 78 nM i hBuChE IC50 = 68 nM). The obtained compounds possess only very weak activities against AChE and BACE-1 or they are deprived of them. In addition, the structure-activity analysis was performed and the conclusions will be important for designing the next series of compounds.