Синтез основных блоков и предшественников C15-C3-модифицированных эпотилонов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.03, кандидат наук Бикжанов, Радмир Фатихович

• Бикжанов, Радмир Фатихович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Бикжанов, Радмир Фатихович

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 9 АНАЛОГИ ЭПОТИЛОНОВ. СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

1.1. Модуляторы тубулина как противоопухолевые препараты

1.2. Эпотилоны

1.2.1. Биологические свойства эпотилонов

1.2.2. Синтез природных эпотилонов

1.2.3. Синтез аналогов Эпотилонов и исследование взаимосвязи 25 «структура-активность» (SAR)

1.2.3.1. С12-С13 модификация

1.2.3.2. С9-С11 модификации

1.2.3.3. С1-С6 модификация

1.2.3.4. Модификации боковой цепи

1.2.4. Высокомодифицированные эпотилоны 54 ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

2.1. Дизайн целевых структур

2.2. Синтез С10 - С21 - блока 7

2.3. Синтез сульфона 8

2.4. Синтез С6-С21 блока 6

2.5. Синтез С1-С5 -фрагмента

2.6. «Сшивка» блоков 6+9»

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

К разделу 2.2. Синтез С10 - С21 - блока 7

К разделу 2.3. Синтез сульфона 8

К разделу 2.4. Синтез С6-С21 блока 6

К разделу 2.5. Синтез С'-С5 -фрагмента

К разделу 2.6. «Сшивка» блоков 6+9»

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

9-ВВК - 9-борабицикло[3.3.1 ]нонан

Ас- ацетил

асас ацетилацетонат

А1В>Т- 2,2'-азобисизобутиронитрил

Аг- арил

Вп- бензил

Вос- трет-бутоксикарбонил

ВОМ- бензилоксиметил

Ср- циклопентадиенил

СБА- камфорсульфокислота

СиТС- тиофенекарбоксилат меди (I)

Шэа- дибензилиден ацетон

эсс- 1Ч,М-дициклогексилкарбодиимид

БСМ- дихлорметан

2,3-Дихлор-5,6-дициан-1,4-бензохинон

ОЕАБ- диэтилазодикарбоксилат

БЕТ- диэтилтартрат

Б1АО- диизопропил азодикарбоксилат

БГОАН - диизобутилалюминийгидрид

Б1ЕА- 3,4-диэтоксибензойная кислота

Э1Р- диизопинокамфенил

ВМА- тЧТУ-диметилацетамид

БМАР- 4-ДД-диметиламинопиридин

БМВ- 3,4-диметоксибензил

ОМБО- диметилдиоксиран

БМЕ- 1,2-диметоксиэтан

ОМБ- диметилформамид

БМР- Десс-Мартина периодинан

БМРМ- 3,4-диметоксибензил

БМ80- диметилсульфоксид

ёррГ- 1,1 '-ферроценилбис(дифенил-фосфин)

ЕВТН1- этиленбис(тетрагидроиндонил)

ЕБС1- 1 -этил-3 -(3 -диметиламинопропил1)карбо диимид моногидрохлорид

ЕОТА- этилендиаминтетрауксусная кислота

Еро - эпотилон

нвти- 0-бензотриазол-Д7У,7У',7У'-тетраметил-урониум-гексафторфосфат

НОВ1- М-гидроксибензотриазол

НМББ- гексаметилдисилазид

НМРА- гексаметилфосфортриамид

1Л)А- диизопропиламид лития

ш-СРВА - л/ета-хлорнадбензойная кислота

МОМ- метоксиметил

Мб- метансульфонил

МТВЕ- метил гарега-бутиловый эфир

МБ- тУ-иодосукцинимид

КМО- ТУ-метил морфолин

ЫМР- 1 -метил-2-пирролидинон

р-ТБА -(^-Т80Н) иаря-толуолсульфокислота

РСС- пиридиния хлорхромат

тс- пиридиния дихромат

РМВ- иаря-метоксибензил

РРТБ - пиридиния «а/?<я-толуолсульфонат

РУ пиридин

ясм реакция метатезиса циклозамыкания

п комнатная температура

ТВАБ - тетра-н-бутиламмония фторид

ТВОМБ - трет-бутилдиметилсилил

(TBS)

TBDPS - wpem-бутилдифенилсилил

TEMPO - 2,2,6,6-тетраметил-1 -пиперидинилокси

TES- триэтилсилил

Tf- трифторметансульфонил

TFA- трифторуксусная кислота

THF - тетрагидрофуран

THP- тетрагидропиран

TIPS- триизопропилсилил

TMS - триметилсилил

TMSE- 2-(триметилсилил)этил

Tol- 4-метилфенил

Tr- трифенилметил

Tris - 2,4,6-триизопропилбензилсульфонил

Troc 2,2,2-трихлорэтилхлорформиат

Ts - тозил, 4-толуолсульфонил

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез основных блоков и предшественников C15-C3-модифицированных эпотилонов»

ВВЕДЕНИЕ

Рак представляет собой одну из наиболее серьезных проблем со здоровьем во всем мире и поэтому поиск более совершенных цитостатиков является важной частью современных исследований в этой области.

Выделение и установление структуры эпотилонов А-Б Хофлером и Рейхенбахом из почвенных миксобактерий БогаЩшт сеПиЬшт дали импульс многочисленным исследованиям, направленным на изучение противораковых свойств этих веществ.

Эпотилоны как стабилизирующие микротрубочки агенты с механизмом действия аналогичным паклитакселу (таксол), демонстрируют отличную перспективу в химиотерапии рака, особенно когда традиционные методы лечения неэффективны.

»он

лон

R=H, Epothilone А R=Me, Epothilone В

R=H, Epothilone E R=Me, Epothilone F

R=H, Epothilone С R=Me, Epothilone D

Taxol

Преимущества, показаные эпотилонами над паклитакселом, включают следующее: повышенная растворимость в воде, их более быстрое действие in vitro и эффективность против опухолевых клеток, которые обладают множественной лекарственной устойчивостью. Эпотилон В примерно в 50 раз более активен, чем паклитаксел и наряду с эпотилоном D доступен в кг

количествах путем ферментации & Се11и1отт. В настоящее время эпотилоны В и Б представляются оптимальными кандидатами для разработки лекарств из числа природных эпотилонов и большого массива синтетических аналогов.

В настоящем обзоре проанализирован доступный материал по синтезу модифицированных эпотилонов и изучению взаимосвязи «структура-активность» в этом ряду соединений с целью обоснования и выбора объекта синтеза.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Института органической химии УНЦ РАН по теме: "Дизайн и направленный синтез органических молекул с заданными свойствами" (№ гос. регистрации 0120.0 801447), ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы" (Госконтракт №14.740.11.0367),программой Президиума РАН «Направленный синтез веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе», ФЦП «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу» (Госконтракт 14.М)8.12.0013).

Автор выражает глубокую благодарность д.х.н., проф. Мифтахову М.С., д.х.н., проф. Галину Ф.З., к.х.н., н.с. Валееву Р.Ф. за внимание, поддержку и ценные замечания на всех этапах выполнения и оформления работы.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

АНАЛОГИ ЭПОТИЛОНОВ. СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

1.1. Модуляторы тубулина как противоопухолевые препараты

Микротрубочки играют центральную роль в процессе разделения дубликатов хромосом и деления клетки [1]. Это делает их важной мишенью для противоопухолевых препаратов, которые влияют на динамическое состояние микротрубочек регулируя полимеризацию и деполимеризацию тубулиновых субъединиц (a/ß-тубулиновые гетеродимеры) [2]. Природные соединения, действующие на тубулин включают как, вызывающие полимеризацию тубулина, так и микротубулин-деполимеризующие вещества [2-4]. Оба варианта тубулин-модулятора являются потенциально полезными в качестве противоопухолевых препаратов. В то время как ингибиторы полимеризации [4], в частности винка-алкалоиды [5, 6], используются в терапии рака в течение полувека, соединения способствующие полимеризации тубулина, такие как таксол [7, 8] стали доступны для лечения рака лишь в начале 1990-х годов.

Микротрубочки митотического веретена, несомненно, являются одними из наиболее значимых целей противоопухолевой терапии [9] и новые вещества, как полимеризующего, так и деполимеризующего действия были выявлены в течение последних двух десятилетий. Помимо новых структур для деполимеризации тубулина, таких как комбретастатин или криптофицины [4], был обнаружен ряд стабилизирующих микротрубочки агентов, такие как дискодермолид [10], элеутеробин [11], диктиостатин [12], лаулималид [13], пелорузид [14], зампанолид [15] и эпотилоны[16].

1.2. Эпотилоны

Эпотилоны, природные 16-членные макролиды, были обнаружены в 1987 году научно-исследовательской группой Хефле и Рейхенбаха [17,18] из "Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF)" в Брауншвейге,

Германия. В ходе скрининга противогрибковых свойств они определили эпотилон А (Еро А) и В (Еро В) (рис. 1) в качестве основных биологически активных компонентов экстрактов целлюлоза-разрушающих миксобактерий Бога^шт сеПиЬяит БосеЯО, собранные вдоль реки Замбези в Южной Африке.

О ОН О

Я=Н, ЕроШОопе А (1) Я=Ме, ЕроШПопе В (2)

Рис. 1. Структуры эпотилона А (Еро А) и В (Еро В)

В 1995 г. Боллаг с сотр. показали, что эти соединения являются микротубулин-стабилизирующими агентами с "таксолоподобным" механизмом действия [16]. Примечательно, что эпотилоны имеют некоторые существенные преимущества по сравнению с таксолом. Они обладают очень низкой чувствительностью к откачивающему из клетки препараты Р-гликопротеиновому насосу, сохраняют активность в отношении «Р§р-оуегехрге88т§» и таксол-устойчивых линий раковых клеток [16,19,20]. Кроме того, они не «чувствительны» к определенным мутациям тубулина, которые делают неактивными таксол [21] и обладают лучшей растворимостью в воде [22]. Всё это делает их весьма ценными структурами для дальнейшего исследования в качестве потенциальных противоопухолевых средств. Композиции носителей, такие как СгеторЬог ЕЬ (полиэтоксилированное касторовое масло), ответственные за негативные побочные эффекты в препаратах таксола [8], потенциально могут быть устранены у эпотилонов. В то время как полусинтетический аналог лактама Еро В (ВМ8-247550, иксабепилон, 1хетрга®) уже доступен в качестве препарата, Еро В (2) в настоящее время проходит фазу III клинических испытаний [23].

Эпотилоны - 16-членные макролиды с поликетидной структурой и гетероароматической боковой цепью. Соединения были названы "эпотилонами" Рейхенбахом и Хефле [17, 18], что отражает их основные структурные особенности, которые включают в себя фрагменты эпоксида, тиазола и кетона. Еро В после хроматографической очистки получают в виде белого кристаллического твердого вещества с температурой плавления от 95°С [24]. Помимо Еро А и Еро В были обнаружены многочисленные представители и минорные компоненты ферментации миксобактерий [25,26] - эпотилоны С,Би др.

1.2.1. Биологические свойства эпотилонов

Биологические свойства эпотилонов основаны на их способности стабилизировать микротрубочки [16] и связаны с изменениями внутренней стабильности и динамических свойств этих надмолекулярных структур [27, 28]. Микротрубочки нитевидные, имеют форму трубки полимеров белка в цитоплазме, которые пространственно организованы, динамичны, и влияют на разделение дубликатов хромосом клетки на две идентичные дочерние клетки [1, 2]. Они необходимы для деления клеток во всех эукариотических клетках, играют центральную роль в развитии и поддержании формы клеток, в транспорте пузырьков, митохондрий и других компонентов всей клетки, а также в клеточной сигнализации [29]. Микротрубочки состоят из гетеродимеров а/(3-тубулина, которые расположены в виде тонких нитевидных трубок длиной до нескольких микрометров (рис. 2). Микротрубочки включают различные функциональные подтипы, которые сами могут состоять из различных изотипов тубулина. Человеческий набор тубулиновых белков, который состоит из 7 форм а-тубулина, 8 форм (3-тубулина и 2 форм у-тубулина [30], может быть взят в качестве примера этого разнообразия. Все эти подтипы выражены в разной степени в различных клетках и тканях [2]. Микротрубочки управляются микротубулин связанными белками (МАР).

a/ß-tubulin heterodimers

1—24 nm-н

8 nm

Рис.2. Полимеризация тубулина в микротрубочки. Гетеродимеры а- и ß-тубулина собраны в виде нитевидных морфологических микротрубочек

Микротрубочки после первоначальной нуклеации регулируются двумя разными видами неравновесной динамики, которые основаны на нековалентном присоединении димеров тубулина к «ядру» микротрубочек и микротрубочке, соответственно (рис. 2). Энергия для этого процесса высвобождается при гидролизе связанного с тубулином GTP при закреплении новых единиц тубулина к концам микротрубочек. Один из вышеупомянутых динамических процессов называется "динамической неустойчивостью" и описывает переключение между фазами роста и сокращение отдельных концов микротрубочек [2, 3, 31]. Микротрубочки, завершающиеся ß-тубулином ((+)-конец, рис 2), являются более динамичными, чем концы, которые заканчиваются a-тубулином ((-)-конец). Это приводит к разной скорости сборки и разборки in vitro в системах, где оба конца свободны [3]. В клетках микротрубочки растут из организующего центра МТОС (микротрубочки организующего центра), из которых более динамичный конец ((+)-конец) микротрубочек способен увеличиваться и уменьшаться, в то время как (-)-конец пассивен [3]. "Динамическую нестабильность" количественно можно охарактеризовать четырьмя основными переменными: (I) темпы роста, (II) скорость укорочения, (III) частота перехода от роста или паузы фазы укорочения («катастрофы») и (IV)

Microtubule nucleus

Microtubule

(+) end

oo

CÖ

oo

OÖ

oo

oo

aß

(-) end

частота перехода от фазы к сокращению роста или паузы ("спасение"). Второй важный динамический процесс, который можно наблюдать называется 'ЧгеаётПНг^" и представляет собой внутритубулярный процесс, при котором тубулин из плюс конца микротрубочки мигрирует к отрицательному концу, сохраняя тем самым общую длину структуры [32-34]. Причиной этой миграции являются различия в критических концентрациях субъединиц свободного тубулина на противоположных концах соответствующих микротрубочек.

Процесс разделения хроматида во время клеточного деления (рис. 3) протекает с участием микротрубочек эманацией из каждого из двух полюсов веретена во время прометафазы (рис. 3). Эти микротрубочки проходят циклы роста и сокращения, зондирования цитоплазмы и прикрепления к хромосомам кинетохорами. Пока наиболее важным аспектом микротубулиновой структуры для эпотилонов (или других тубулин-взаимодействующих агентов) в лечении рака является подавление их "динамической неустойчивости", которое необходимо веретену чтобы перейти от метафазы к анафазе (рис. 3) [35, 36]. Сами хромосомы не в состоянии обеспечить биполярного прикрепления к веретену и клеточный цикл эффективно блокируется, вынуждая таким образом клетку к апоптозу (запрограммированной гибели клеток) [36].

cytokinesis

melapn«M-io-anapno«* transition prophase prometaphase metaphase anaphase telophase

ОМА приемки

Рис.3. Цикл клетки [1]

Поэтому общая активность микротубулин-стабилизирующих препаратов может быть оценена не только их способностью к полимеризации, но и их

способностью препятствовать динамике микротрубочек. Факт эффективного влияния тубулиновой динамики на активность, подтверждается также на примере тубулин-деполимеризующих агентов, таких как тубулисин [37], колхицин (3) [38], алкалоиды винка (например, винбластин, винкристин) [6, 17 ] или комбретастатины (4) [4] (рис. 4).

он

Vinblastine, R = Me Vincristine, R = CHO

Colchicine (3) Combretastatin (4)

Рис.4. Примеры ингибиторов полимеризации тубулина

Для того, чтобы оценить in vitro активность эпотилонов очевидна необходимость сравнительного изучения с клинически успешным противораковым препаратом таксолом. Еро А и Еро В, являются высоко активными микротубулин-стабилизирующими агентами с величиной IC50 в ингибировании роста раковых клеток в наномолярном (нМ) диапазоне для Еро Айв суб-наномолярном для Еро В против широкого перечня раковых клеточных линий человека (табл. 1) [39]. Эти данные показывают, что Еро А равноактивен с таксолом, в то время как у Еро В in vitro активность на порядок выше, чем у таксола и Еро А. Кроме того, цифры ясно иллюстрируют эффективность обоих эпотилонов против MDR (множественная лекарственная устойчивость) клеток. В отличие от Еро, таксол не имеет заметного влияния на пролиферацию этих клеток (NCI/ADR,

КВ-8511). Другими интересными структурами среди тубулин-полимеризующих агентов являются дискодермолид [10] (6), диктиостатин [12] (7), элеутеробин [11] (8) лаулималид [13] (9), зампанолид [15] (10) и пелорусид [14] (11) (рис. 5). Дискодермолид (5) имеет 1С50 в том же диапазоне что и Еро А и последние ЯМР исследования показывают, что это соединение участвует в сайте связывания (3-тубулина с эпотилонами и таксанами [40]. Этот сайт связывания занимают также другие упомянутые выше тубулин-полимеризущие агенты [41,42], за исключением лаулималида [43] (9), пелорусида [44] (11) и зампанолида (для зампанолида сайт связывания пока не известен).

о

он он

ОкЗДо&аИп (7)

.О

ЬаивтаИе (9)

(-)-2атрапобс1е (10)

Ме 9 РМе

ОН

рекзгиэНе А (11)

Рис.5. Структуры некоторых тубулинполимеризующих агентов

Линии клеток IC50[HM]

Taxol Еро A EpoB

HCT-116 (colon) 2.79 2.51 0.32

PC-3M (prostate) 4.77 4.27 0.52

А549 (lung) 3.19 2.67 0.23

MCF-7 (breast) 1.8 1.49 0.18

NCl/ADRla'bJ 9105 27.5 2.92

KB-31 (cervix) 2.31 2.1 0.19

KB-8511[b,c) 533 1.9 0.19

[а] Множественная лекарственная устойчивость клеточных линий. [Ь] Множественные механизмы устойчивости, [с] Р-§р-сверхъэкспрессия

Механизм действия эпотилонов определяется их тубулин-полимеризующим эффектом и влиянием на общую динамику микротубулина. Несмотря на то, что механизм действия эпотилонов такой же как и у таксола, эпотилоны дают возможность эффективно ингибировать рост МЭИ-клеток рака. Данное открытие вызвало дальнейшие исследования связывания эпотилонов с тубулином. Кинетические исследования показали, что Еро А и Еро В способны предотвращать связывание 3Н-таксола и следовательно конкурируют с таксолом [16]. Это указывает на то, что сайты связывания для таксола и эпотилонов в значительной степени перекрываются или даже одни и те же.

Рис. 6. Структура Еро А соединения с а,р-тубулином в 7гГ""-стабилизированных листах

Многие аспекты взаимосвязи структура-активность эпотилонов могут быть подтверждены моделью «Н-связывания» (рис. 6), выдвинутой Нетлесом и др. [45]. Ярким примером корреляции данных биологических испытаний аналогов эпотилона и моделей электронной^ кристаллографии является положение атома азота в гетероароматической боковой цепи. Данные РСА для серии аналогов эпотилонов с пиридиновой боковой цепью указывают, что для поддержания высокой клеточной активности атом азота пиридинового кольца должен быть в орто-положении по отношению к винильной связи (соединение 12, рис. 7) [46].

Рис. 7. Пиридиновые аналоги Еро В

Данное наблюдение подтверждается наличием водородных связей между His227 молекулы тубулина и азотом тиазола эпотилона, что видно из электронной кристаллографической структуры (рис. 6). Водородная связь не возможна, когда атом азота смещен в гетероароматическом кольце, что приводит к наблюдаемому резкому снижению цитотоксической активности.

Вторым примером наблюдаемой конгруэнтности данных РСА и SAR является тот факт, что замена эпоксида на циклопропильную группу не оказывает негативного влияния на активность соединения [47]. Это видно из рис. 6 где эпоксидное кольцо тубулин-связанного Еро А не имеет критических взаимодействий с окружающей «поверхностью» белка.

Если на молекулу Еро А в связывающей полости (3-тубулина наложить электронно-кристаллографическую структуру таксола (рис. 8), то четко видна общая область связывания на (3-тубулине [45]. Тем не менее способ связывания этих соединений разительно отличается от фармакофорных свойств. Еро А заполняет только около половины области связывания по сравнению с таксолом и таксол/р-тубулин взаимодействия существенно отличаются от Еро А/тубулин [45]. Также водородная связь 7-ОН эпотилона и А^282 внутри связывающей полости ослаблена в случае 7-ОН группы таксола [24, 45]. Ароматические боковые цепи занимают совершенно разные позиции в обеих моделях и аминокислотные взаимодействия с соответствующими молекулами разнятся. Это явное отсутствие сходства и наблюдаемый принцип беспорядочных областей связывания также отражается в способности вмещать на поверхности тубулина далее структурно неродственные объекты, такие как элеутеробин или саркодиктиины [41].

Рис. 8. Наложение электронно-кристаллографической структуры тубулин-связанного Еро А и таксола на поверхности тубулина

Во многих отношениях структуры на основе данных ЯМР-исследований (рис. 9, зеленая структура и рис. 10, В) похожи на РСА-структуры изолированного Еро А, полученного кристализацией из неполярного растворителя (рис. 10, А) [24, 48]. Кристаллизация из системы Ме0Н/Н20 приводит к структуре с отличающейся конформацией тиазольной боковой цепи (рис. 10, А). Главным отличием двух структур является различная ориентация тиазольной боковой цепи и 3-ОН-группы. Согласно данным РСА двугранный угол между С16-С17-С18-С19 имеет анти-перипланарное расположение и, напротив, син-конформацию по данным ЯМР. По данным РСА ОН-группа при СЗ направлена внутрь макроцикла, а согласно ЯМР данным она направлена от макроцикла. Таким образом, картина, которую представляет структура по ЯМР, решительно не сходится со структурами электронной кристаллографии, особенно по отношению к конформациям макролидного кольца.

рентгеновской структурой Еро А (серый)

Наиболее заметное отклонение между моделью ЕС и моделью ЯМР-конформации вокруг С2-СЗ- и С10-С11 -связей. Хотя ЯМР спектры структуры Еро А показывают анти-перипланарную конформацию С1-С2-СЗ-С4-цепи, в ЕС спектрах структуры ЕроА/тубулиновый комплекс угол С1-С2-СЗ-С4 близок к 90°. Для С9-С10-С11-С12 угла ЯМР снова показывает анти-перипланарную конформацию, в то время как ЕС модель указывает на гош-конформацию (рис. 10, С).

Рис. 10. Сравнение А: рентгено кристаллическая структура Еро А в МеОН, В: ЯМР полученных структур тубулинсвязанного Еро А, С: электронно кристаллографическая структура тубулин связанного Еро А

Кроме того, модель ЕС не объясняет все данные SAR удовлетворительным образом. Одним из примеров его недостатков является высокая активность аналогов у которых отсутствует 3-ОН-группы [49, 50]. Эта функциональная группа, которая в соответствии со структурой ЕС, должна быть вовлечена в ключевую водородную связь с белком, может быть удалена из Еро А без значительных потерь клеточной активности [50]. Кроме того, когда геометрия С1-С2-СЗ-С4 сегмента анти-перипланарна, при введении двойной связи между С2 и СЗ, значительной потери клеточной активности не наблюдается [50]. Это не может быть объяснено в рамках ЕС модели Нетлеса и соавт. [45], которая показывает гош-конформацию тубулин-связанного Еро А (рис. 10, С) для С1-С2-СЗ-С4 области. Дополнительное экспериментальное наблюдение, которое не соответствует с предлагаемым Н-связыванием между His227 и азотом в гетероароматической

боковой цепи, как это предложено в структуре ЕС, является то, что аналоги 15 и 16 (рис. 11) показывают сравнимую активность во внеклеточной полимеризации тубулина, в то время как их клеточная активность сильно отличается [51]. Эти результаты скорее связаны с механизмами состояния или внутриклеточного распределения, ответственные за различия в клеточной активности [52].

но

на

15 16

Рис. 11. аналоги эпотилона О с различными позициями азота в боковой цепи

С учетом этих и других противоречий, была принята усовершенствованная ЯМР-базовая модель (рис. 12) для тубулин-связанного эпотилона [53].

Рис. 12. Модель Еро А-тубулинового комплекса, изученный методом ЯМР- спектроскопии в растворе

Эта новая модель показывает, что ЯМР-данные связывания Еро А частично напоминают ЕС связывание таксола в полимеризованном тубулине [54]. Это резко контрастирует с вышеупомянутым отсутствием общих фармакофорных особенностей, обнаруженых в ЕС спектрах между таксолом и структурой Еро А. Еще одним интересным результатом данного исследования является ориентация тиазольного кольца Еро А в отношении белков и последствия этого в интерпретации БАЛ-данных и модели Н-связывания, предложенной Нетлесом и др. [45]. Согласно ЯМР-модели [53] имидазольное кольцо в Н1б227 и тиазольное кольцо в Еро А принимают сложенную лицом к лицу ориентацию с наклоном 30° относительно друг друга. Это приводит к благоприятному перекрыванию между делокализованной системой имидазольного кольца и я-орбиталями серы и атома азота в тиазольном кольце. Эти данные находятся в соответствии с более скромным влиянием положения азота на активность соединения, как это наблюдается в случае полимеризации тубулина [51]. Различные позиции атома азота, таким образом, влияют на распределение электронов в кольце, что отражается в взаимодействии с фрагментом имидазола Н1б227 [55].

Другие БАЯ-данные, которые хорошо объясняют более высокую активность Еро В по сравнению с Еро А, активность 3-дезокси-2,3-дидегидро аналога Еро А, а также роль 7-ОН-группы, связывают со стабилизацией специфической конформации тубулина и, соответственно, стабилизацией микротрубочек (МТ) [53].

Не смотря на сходство между ЯМР моделью биоактивной конформации

2+

эпотилонов и моделью, полученной из Ъп -индуцированных 20 «полимерных подложек», на самом деле обе модели могут описать только эпотилон-тубулиновые комплексы для спецефически конкретного состояния (либо Еро А в 2п2+-индуцированном 2Т> тубулин полимерной подложке, либо Еро А, связанный с неполимеризованным тубулином в растворе). Как, Ъх\ -индуцированные полимерные подложки тубулина, так и растворы для ЯМР-

экспериментов - искусственные системы, и это, возможно, причина наблюдаемых различий в конформациях и в связывании.

Тубулин-связанные структуры с молекулой эпотилона описанные выше, были получены в 2003 - 2007 гг. [48, 53], однако общая картина SAR появилась годами ранее, еще до основных опубликованных материалов и была создана с учетом структурных модификаций, последующей биологической оценки in vitro, а также in vivo [17, 56-62]. В целом же эти исследования неоценимы в понимании механизма действия эпотилонов и целенаправленном конструировании модификатов.

1.2.2. Синтез природных эпотилонов

Первый синтез Еро А (Схема 1), выполненный в группе Никалау [63], включает взаимодействие дианиона карбоновой кислоты 17 с а-хиральным альдегидом 18 с получением альдольного продукта 19 в качестве основного изомера. После этого были получены RCM предшественники 21, а затем 22 и его E-изомер с выходами 50 и 35%, соответственно.

Схема 1.

dC

он

22 R=TBS

23 R=H

ОН

a) 2.2 equiv LDA, THF -78->-40 °C, 0,5 h. then 1.2 eqiuv of 18 in THF -78->-40 °C, 0.5 h; b) 2.0 equiv 20, 1.5 equiv DCC, 1.5 equiv DMAP, toluene, 25 °C, 12 h. (45% overall yield from 17) and (6S,7R)-diastereomer of 21 (25% overall yield from 17); c) 21 (0,006 M in CH2C12) 15 mol% Grubb's 1st generation catalyst, 25 °C , 8 h. 50% plus irarts-isomer of 22 (35%); d) TFA (20 vol%), CH2C12, 0 °C, 4 h. 98%; e) 1.1 equiv w-CPBA, benzen, 0 °C, 20 h. 1 (55%) and 12a,13a-epoxide (20%) plus regioisomeric epoxide 24 (20%).

Снятие ТВ Б-защиты с ненасыщенного макролактона 22 и последующее эпоксидирование с м-СРВА в СН2О2, привели к ЕроА (1) с выходом 55%.

В более поздних синтезах использовались другие методы образования макроцикла. В 2002 г. Сун и Синья показали, что ЯСМ между С9 и СЮ уже эпоксидированной молекулы может быть выполнена эффективней при использовании катализатора Граббса 2-го поколения (Схема 2) [64].

Схема 2.

а) ОгаЬЬв 2 (30 то1%), СН2С12, 45 °С, 25, 8-48 Ь. (89%).

В следующей работе Мюльцер с соавт. показали, что эпоксидирование до формирования С6-С7 связи через альдольную реакцию представляет собой надежный подход к синтезу эпотилонов (схема 3) [65, 66].

Схема 3.

О OTBS

28 29

a) LDA (1.5 equiv), 1.5 equiv 28, -78°С -> -40 °С, -78°С then 27, 15 min, 92%, (^stereoselectivity 95:5

Многочисленные подходы были разработаны в синтезе аналогов эпотилонов с использованием подхода RCM между С9-С10, а также С10-С11 [67-69]. Другой подход, который заслуживает особого внимания - это метатезис алкинов, введенный Фюрстнером и соавторами подход позволяет осуществить полный контроль E/Z-геометрии С12-С13-двойной связи. Желаемый Z-изомер может быть получен путем стереоселективного

каталитического восстановления тройной связи, которая создается в алкине путем метатезисного циклозамыкания [70-73].

1.2.3. Синтез аналогов Эпотилонов и исследование взаимосвязи «структура-активность» (SAR)

В обзоре полные синтезы природных эпотилонов не обсуждаются, актуальными остаются проблемы улучшения активности путем модификации их структур и получения соединений с более широким терапевтическим индексом, и наиболее благоприятными общими фармакологическими свойствами.

1.2.3.1. С12-С13 модификация

Большая часть ранних SAR-исследований были направлены на структурные изменения вокруг эпоксидного фрагмента природных соединений. Одним из наиболее важных результатов, достигнутых в результате ранних исследований были "дезоксиэпотилоны" Еро С (30) и D (31) (рис. 13), обладающие высокой биологической активностью [74-76]. Хотя дезоксиэпотилоны были выделены из ферментационных бульонов миксобактерий и ранее, тем не менее их благоприятные in vitro фармакологические свойства были обнаружены лишь тогда, когда были получены значительные количества этих соединений в качестве синтетических промежуточных продуктов на пути к Еро А и Еро В [77].

Рис. 13. Эпотилон С и D

In vitro ингибированием Еро D роста раковых клеток с IC50 происходит в низком наномолярном диапазоне при полном сохранении активности против Pgp-сверхэкспрессирующих клеток. In vivo активные клинические

R

ОН

О НО О

R= Н: Еро С (30) R= Me: Еро D (31)

исследования проводились в Онкологическом центре Слоан-Кеттеринг. В то же время группа BMS (Bristol-Myers Squibb) смогла продемонстрировать, что есть реальный способ полусинтетического (схема 4) выхода к ненасыщенным Еро С и Еро D через дезоксигенирование [47].

Схема 4.

R

32

а) \VCl6, и-ВиП, 78%; Ь) ТВ Б-ОТ ^ 2,6-1ий<1те, СН2С12, О °С; с) ВепгуМеЛукттопштсЫопск, 50% ЫаОН (ач), СНВгз, 45°С (са. 30%); ё) Ви38пН, А1ВИ, 70 °С; е) 20% ТРА/СН2С12, - 15 "С.

Тем временем группа Данишефского, у которой не было доступа к биосинтетическим эпотилонам, продолжала улучшать пути их синтеза. Ключевые достижения этой группы - это избирательная альдольная реакция в формировании стереоцентров у С6 и С7 (с!г = 5,5:1), а также восстановление по Нойори кетогруппы 37 в положении СЗ, в результате требуемая (Б)-конфигурация в этом центре достигается более чем на 95% (схема 5). Еро С и Еро Б также послужили в качестве предшественников для циклопропиловых аналогов эпотилонов (схема 4), которые сохранили сильную цитотоксическую активность исходных соединений. Значение 1С50 для 32 против карциномы толстой кишки человека НСТ-116 составляет 1,4 нМ, по сравнению с 4,4 нМ и 0,8 нМ для Еро А (1) и Еро В (2), соответственно [47]. Этот результат показывает, что эпоксидный фрагмент природных эпотилонов не является акцептором водородной связи и не служит в качестве реакционноспособного электрофила. По всей видимости он выполняет роль

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бикжанов, Радмир Фатихович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] B. Alberts, in Mol. Biol. Cell, 4th ed.// Garland Science, New York. - 2002. -P.983-995.

[2] M. A. Jordan, L. Wilson. Microtubules as a target for anticancer drugs. // Nat. Rev. Cancer. - 2004. - N.4. - P.253-265.

[3] L. A. Amos. Microtubule structure and its stabilisation. // Org. Biomol. Chem. -2004. N.2. - P.2153-2160.

[4] E. Hamel. Antimitotic natural products and their interactions with tubulin. // Med. Res. Rev. - 1996. - N.16. - P.207-231.

[5] M. A. Jordan, D. Thrower, L. Wilson. Mechanism of inhibition of cell proliferation by Vinca alkaloids. // Cancer Res. - 1991. - N.51. - P.2212-2222.

[6] I. S. Johnson, J. G. Armstrong, J. P. Burnett, M. Gorman. The Vinca Alkaloids: A New Class of Oncolytic Agents. // Cancer Res. - 1963. - N.23. -P.1390-1427.

[7] S. B. Horwitz. Mechanism of action of taxol. // Trends Pharmacol. Sci. - 1992. -N.13. - P.134-136.

[8] E. K. Rowinsky. The development and clinical utility of the taxane class of antimicrotubule chemotherapy agents. // Annu. Rev. Med. - 1997. - N.48. - P.353-374.

[9] I. E. L. M. Kuppens. Current state of the art of new tubulin inhibitors in the clinic. // Current Clinical Pharmacology. - 2006. - N.l. - P.57-70.

[10] E. terHaar, R. J. Kowalski, E. Hamel, C. M. Lin, R. E. Longley, S. P. Gunasekera, H. S. Rosenkranz, B. W. Day. Discodermolide, a cytotoxic marine agent that stabilizes microtubules more potently than taxol. // Biochemistry. -1996. - N.35. - P.243-250.

[11] B. H. Long, J. M. Carboni, A. J. Wasserman, L.A. Cornell, A. M. Casazza, P. R. Jensen, T. Lindel, W. Fenical, C. R. Fairchild. Eleutherobin, a novel cytotoxic agent that induces tubulin polymerization, is similar to paclitaxel (Taxol). // Cancer Res. - 1998. -N.58. - P.l 111-1115.

[12] R. A. Isbrucker, J. Cummins, S. A. Pomponi, R.E. Longley, A. E. Wright. Tubulin polymerizing activity of dictyostatin-1, a polyketide of marine sponge origin. // Biochem. Pharmacol. - 2003. - N.66. - P.75-82.

[13] S. L. Mooberry, G. Tien, A. H. Hernandez, A. Plubrukarn, B. S. Davidson. Laulimalide and isolaulimalide, new paclitaxel-like microtubule-stabilizing agents. // Cancer Res. - 1999. - N.59. - P.653-660.

[14] K. A. Hood, L. M. West, B. Rouwe, P. T. Northcote, M. V. Berridge, S. J. Wakefield, J. H. Miller. Peloruside A, a novel antimitotic agent with paclitaxel-like microtubule- stabilizing activity. // Cancer Res. - 2002. - N.62. - P.3356-3360.

[15] J. J. Field, A. J. Singh, A. Kanakkanthara, T.Halafihi, P. T. Northcote, J. H. Miller. Microtubule-stabilizing activity of zampanolide, a potent macrolide isolated from the Tongan marine sponge Cacospongia mycofijiensis. // J. Med. Chem. - 2009. -N.52. - P.7328-7332.

[16] D. M. Bollag, P. A. Mcqueney, J. Zhu, O. Hensens, L. Koupal, J. Liesch, M. Goetz, E. Lazarides, C. M. Woods. Epothilones, a new class of microtubule-stabilizing agents with a taxol-like mechanism of action. // Cancer Res. - 1995. -N.55. - P.2325-2333.

[17] G. Hofle, H. Reichenbach. Epothilone, a Myxobacterial Metabolite with Promising Antitumor Activity. // Anticancer Agents from Natural Products(Eds.: G. M. Cragg, D. G. I. Kingston, D. J. Newman), CRC, Boca Raton. - 2005. -P.413-450.

[18] G. Hofle, N. Bedorf, K. Gerth, H. Reichenbach, 1993, German Patent Disclosure, DE 4138042.

[19] K. H. Altmann, M. Wartmann, T. O'Reilly. Epothilones and related structures--a new class of microtubule inhibitors with potent in vivo antitumor activity. // Biochimica Et Biophysica Acta-Reviews on Cancer. - 2000. - P. 1470, M79-M91.

[20] A. Wolff, A. Technau, G. Brandner. Epothilone A induces apoptosis in neuroblastoma cells with multiple mechanisms of drug resistance. // Int. J. Oncol. -1997. -N.ll. -P.123-126.

[21] P. Giannakakou, D. L. Sackett, Y. K. Kang, Z. R. Zhan, J. T. M. Buters, T. Fojo, M. S. Poruchynsky. Paclitaxel-resistant human ovarian cancer cells have mutant beta-tubulins that exhibit impaired paclitaxel-driven polymerization. // J. Biol. Chem. - 1997. - N.272. - P.17118-17125.

[22] G. H. Hofle, N. Bedorf, H. Steinmetz, D. Schomburg, K. Gerth, H. Reichenbach. Epothilone A and B - Novel 16-Membered Macrolides with Cytotoxic Activity: Isolation, Crystal Structure, and Conformation in Solution. // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. - 1996. -N.35. -P.1567-1569.

[23] P. E. Schwartz. The Patupilone in Ovarian Cancer Study. Evaluating the effi cacy of patupilone vs pegylated liposomal doxorubicin in refractory/resistant and recurrent ovarian cancer. // Community Oncology. - 2008. - V. 5, Issue 7, Supplement 5, 1.

[24] D. W. Heinz, W. D. Schubert, G. Hofle. Much anticipated - the bioactive conformation of epothilone and its binding to tubulin. // Angew. Chem., Int. Ed. -2005. -N.44. - P. 1298-1301.

[25] R. L. Arslanian, L. Tang, S. Blough, W. Ma, R.G. Qiu, L. Katz, J. R. Carney. A new cytotoxic epothilone from modified polyketide synthases heterologously expressed in Myxococcus xanthus. // J. Nat. Prod. - 2002. - N.65. - P. 1061-1064.

[26] C. M. Starks, Y. Q. Zhou, F. H. Liu, P. J. Licari. Isolation and characterization of new epothilone analogues from recombinant Myxococcus xanthus fermentations. // J. Nat. Prod. - 2003. - N.66. - P. 1313.

[27] K. Kamath, M. A. Jordan. Suppression of microtubule dynamics by epothilone B is associated with mitotic arrest. // Cancer Res. - 2003. - N.63. -P.6026-6031.

[28] L. A. Ligon, S. S. Shelly, M. Tokito, E. L. F.Holzbaur. The microtubule plusend proteins EB1 and dynactin have differential effects on microtubule polymerization. // Mol. Biol. Cell. -2003.-N. 14. - P. 1405-1417.

[29] S. Inoue. The role of microtubule assembly dynamics in mitotic force generation and functional organization of living cells. // J. Struct. Biol. - 1997. -N.l 18. - P.87-93.

[30] A. T. Fojo, The role of microtubules in cell biology, neurobiology, and oncology, Chapter 6, Humana Press, Totowa, NJ, 2008.

[31] T. Mitchison, M. Kirschner. Dynamic instability of microtubule growth. // Nature. - 1984. -N.312. -P.237-242.

[32] R. L. Margolis, L. Wilson. Opposite end assembly and disassembly of microtubules at steady state in vitro. // Cell. - 1978. - N13. - P. 1-8.

[33] V. I. Rodionov, G. G. Borisy. Microtubule treadmilling in vivo. // Science. -1997. -N.275. -P.215-218.

[34] S. L. Shaw, R. Kamyar, D. W. Ehrhardt. Sustained microtubule treadmilling in Arabidopsis cortical arrays. // Science. - 2003. -N.300. - P.1715-1718.

[35] M. A. Jordan, R. J. Toso, D. Thrower, L. Wilson. Mechanism of mitotic block and inhibition of cell proliferation by taxol at low concentrations. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 1993. - N.90. - P.9552-9556.

[36] M. A. Jordan, K. Wendell, S. Gardiner, W. B. Derry, H. Copp, L. Wilson. Mitotic block induced in HeLa cells by low concentrations of paclitaxel (Taxol) results in abnormal mitotic exit and apoptotic cell death. // Cancer Res. - 1996. -N.56. - P.816-825.

[37] H. Steinmetz, N. Glaser, E. Herdtweck, F. Sasse, H. Reichenbach, G. Ho fie. Isolation, crystal and solution structure determination, and biosynthesis of tubulysins - powerful inhibitors of tubulin polymerization from myxobacteria. // Angew. Chem, Int. Ed. - 2004. - N.43. - P.4888-4892.

[38] K. H. Lee. Anticancer drug design based on plant-derived natural products. // J. Biomed. Sci. - 1999. - N.6. - P.236-250.

[39] K. H. Altmann, G. Bold, G. Caravatti, N. End, A. Florsheimer, V. Guagnano, T. O'Reilly, M. Wartmann. Synthesis and biological evaluation of highly potent analogues of epothilones B and D. // Chimia. - 2000. - N.54. - P.612-621.

[40] V. M. Sanchez-Pedregal, K. Kubicek, J. Meiler,I. Lyothier, I. Paterson, T. Carlomagno. The tubulin-bound conformation of discodermolide derived by NMR studies in solution supports a common pharmacophore model for epothilone and discodermolide. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2006. - N.45. - P.7388-7394.

[41] E. Hamel, D. L. Sackett, D. Vourloumis, K. C. Nicolaou. The coral-derived natural products eleutherobin and sarcodictyins A and B: effects on the assembly of purified tubulin with and without microtubule-associated proteins and binding at the polymer taxoid site. // Biochemistry. - 1999. - N.38. - P. 4590-4598.

[42] C. Madiraju, M. C. Edler, E. Hamel, B. S. Raccor, R. Balachandran, G. Y. Zhu, K. A. Giuliano, A. Vogt, Y. S. Shin, J. H. Fournier, Y. H. Fukui, A. M. Bruckner, D. P. Curran, B. W. Day. Tubulin assembly, taxoid site binding, and cellular effects of the microtubule-stabilizing agent dictyostatin. // Biochemistry. -2005. -N.44. - P.15053-15063.

[43] D. E. Pryor, A. O'Brate, G. Bilcer, J. F. Diaz, Y. F. Wang, Y. Wang, M. Kabaki, M. K. Jung, J. M. Andreu, A. K. Ghosh, P. Giannakakou, E. Hamel. The microtubule stabilizing agent laulimalide does not bind in the taxoid site, kills cells resistant to paclitaxel and epothilones, and may not require its epoxide moiety for activity. // Biochemistry. - 2002. - N.41. - P.9109-9115.

[44] T. N. Gaitanos, R. M. Buey, J. F. Diaz, P. T. Northcote, P. Teesdale-Spittle, J. M. Andreu, J. H. Miller. Peloruside A does not bind to the taxoid site on beta-tubulin and retains its activity in multidrug-resistant cell lines. // Cancer Res. -2004. - N.64. - P.5063-5067.

[45] J. H. Nettles, H. L. Li, B. Cornett, J. M. Krahn, J. P. Snyder, K. H. Downing. The binding mode of epothilone A on alpha,beta-tubulin by electron crystallography. // Science. - 2004. - N.305. - P.866-869.

[46] K. C. Nicolaou, R. Scarpelli, B. Bollbuck, B. Werschkun, M. M. A. Pereira, M. Wartmann, K. H. Altmann, D. Zaharevitz, R. Gussio, P. Giannakakou. Chemical synthesis and biological properties of pyridine epothilones. // Chem. Biol. - 2000. - N.7. - P.593-599.

[47] J. Johnson, S. H. Kim, M. Bifano, J. DiMarco, C. Fairchild, J. Gougoutas, F. Lee, B. Long, J. Tokarski, G. Vite. Synthesis, structure proof, and biological activity of epothilone cyclopropanes. // Org. Lett. - 2000. - N.2. - P. 1537-1540.

[48] T. Carlomagno, M. J. J. Blommers, J. Meiler, W. Jahnke, T. Schupp, F. Petersen, D. Schinzer, K. H. Altmann, C. Griesinger. The high-resolution solution

structure of epothilone A bound to tubulin: an understanding of the structure-activity relationships for a powerful class of antitumor agents. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2003. - N.42. - P.2511-2515.

[49] F. Cachoux, T. Isarno, M. Wartmann, K. H. Altmann. Scaffolds for microtubule inhibition through extensive modification of the epothilone template. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2005. - N.44. - P.7469-7473.

[50] M. Erdelyi, B. Pfeiffer, K. Hauenstein, J. Fohrer, J. Gertsch, K. H. Altmann, T. Carlomagno. Conformational preferences of natural and C3-modified epothilones in aqueous solution. //J. Med. Chem. -2008. -N.51. -P.1469-1473.

[51] G. Bold, S. Wojeik, G. Caravatti, R. Lindauer,C. Stierlin, J. Gertsch, M. Wartmann, K. H. Altmann. Structure-activity relationships in side-chain-modified epothilone analogues - how important is the position of the nitrogen atom? // ChemMedChem. - 2006. - N. 1. - P.37-40.

[52] R. B. Lichtner, A. Rotgeri, T. Bunte, B. Buchmann, J. Hoffmann, W. Schwede, W. Skuballa, U. Klar. Subcellular distribution of epothilones in human tumor cells. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 2001. - N.98. - P.l 1743-11748.

[53] M. Reese, V. M. Sanchez-Pedregal, K. Kubicek, J. Meiler, M. J. J. Blommers, C. Griesinger, T. Carlomagno. Structural basis of the activity of the microtubule-stabilizing agent epothilone a studied by NMR spectroscopy in solution. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2007. - N.46. - P. 1864-1868.

[54] E. Nogales, S. G. Wolf, K. H. Downing. Structure of the alpha beta tubulin dimer by electron crystallography. // Nature. - 1998. - N.391. - P.199-203.

[55] K. C. Nicolaou, B. A. Pratt, S. Arseniyadis, M. Wartmann, A. O'Brate, P. Giannakakou. Molecular design and chemical synthesis of a highly potent epothilone. // ChemMedChem. - 2006. -N.l. - P.41-44.

[56] K. C. Nicolaou, F. Roschangar, D. Vourloumis. Chemical biology of epothilones. // Angew. Chem., Int. Ed. - 1998. - N.37. - P.2014-2045.

[57] R. M. Borzilleri, G. D. Vite. Epothilones: new tubulin polymerization agents in preclinical and clinical development. // Drugs Future. - 2002. - N.27. - P.l 1491163.

[58] M. Wartmann, K. H. Altmann. The biology and medicinal chemistry of epothilones. // Curr. Rev. Med. Chem. - Anticancer Agents. - 2002. - N.2. -P.123-148.

[59] K.-H. Altmann. Epothilone B and its analogs - a new family of anticancer agents. // Mini Rev. Med. Chem. - 2003. -N.3. - P.149-158.

[60] K. H. Altmann. The merger of natural product synthesis and medicinal chemistry: on the chemistry and chemical biology of epothilones. // Org. Biomol. Chem. - 2004. - N.2. - P.2137-2152.

[61] K. H. Altmann. Recent developments in the chemical biology of epothilones. // Curr. Pharm. Des. - 2005. - N. 11. - P. 1595-1613.

[62] K. H. Altmann, B. Pfeiffer, S. Arseniyadis, B.A. Pratt, K. C. Nicolaou. The chemistry and biology of epothilones—the wheel keeps turning. // ChemMedChem.

- 2007. - N.2. - P.396-423.

[63] Z. Yang, Y. He, D. Vourloumis, H. Vallberg, K.C. Nicolaou. Total Synthesis of Epothilone A: The Olefin Metathesis Approach. // Angew. Chem., Int. Ed. -1997. -N.36. -P.166-168.

[64] J. Sun, S. C. Sinha. Stereoselective Total Synthesis of Epothilones by the Metathesis Approach Involving C9-C10 Bond Formation. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2002. -N.41. - P.1381-1383.

[65] H. J. Martin, M. Drescher, J. Mulzer. How Stable Are Epoxides? A Novel Synthesis of Epothilone B. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2000. - N.39. - P.581-583.

[66] H. J. Martin, P. Pojarliev, H. Kahlig, J. Mulzer. The 12,13-diol cyclization approach for a truly stereocontrolled total synthesis of epothilone B and the synthesis of a conformationally restrained analogue. // Chemistry-a European Journal. - 2001. - N.7. - P.2261 -2271.

[67] A. Rivkin, F. Yoshimura, A. E. Gabarda, Y. S. Cho, T. C. Chou, H. J. Dong, S. J. Danishefsky. Discovery of (E)-9,10-dehydroepothilones through chemical synthesis: on the emergence of 26-trifluoro-(E)-9,10-dehydro-12,13-desoxyepothilone B as a promising anticancer drug candidate. // J. Am. Chem. Soc.

- 2004. - N.126. - P.10913-10922.

[68] A. Rivkin, Y. S. Cho, A. E. Gabarda, F. Yoshimura, S. J. Danishefsky. Application of ring-closing metathesis reactions in the synthesis of epothilones. // J. Nat. Prod. - 2004. - N.67. - P. 139-143.

[69] A. Rivkin, T. C. Chou, S. J. Danishefsky. On the remarkable antitumor properties of fludelone: how we got there. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2005. -N.44. - P.2838-2850.

[70] A. Fiirstner, C. Mathes, K. Grela. Concise total syntheses of epothilone A and C based on alkyne metathesis. // Chem. Commun. - 2001. - P. 1057-1059.

[71] A. Fiirstner, O. Guth, A. Duffels, G. Seidel, M. Liebl, B. Gabor, R. Mynott. Indenylidene complexes of ruthenium: optimized synthesis, structure elucidation, and performance as catalysts for olefin metathesis—application to the synthesis of the ADE-ring system of nakadomarin A. // Chemistry-a European Journal. - 2001. -N.7.-P.4811-4820.

[72] A. Fiirstner, L. Ackermann, B. Gabor, R. Goddard, C. W. Lehmann, R. Mynott, F. Stelzer, O. R. Thiel. Comparative investigation of ruthenium-based metathesis catalysts bearing N-heterocyclic carbene (NHC) ligands. // Chemistry-a European Journal. - 2001. - N.7. - P.3236-3253.

[73] A. Fiirstner, C. Mathes, C. W. Lehmann. Alkyne metathesis: development of a novel molybdenum-based catalyst system and its application to the total synthesis of epothilone A and C. // Chemistry-a European Journal. - 2001. - N.7. - P.5299-5317.

[74] D. F. Meng, D. S. Su, A. Balog, P. Bertinato,E. J. Sorensen, S. J. Danishefsky, Y. H. Zheng, T. C. Chou, L. F. He, S. B. Horwitz. Remote effects in macrolide formation through ring-forming olefin metathesis: an application to the synthesis of fully active epothilone congeners. // J. Am. Chem. Soc. - 1997. - N.119. -P.2733-2734.

[75] K. C. Nicolaou, D. Vourloumis, T. H. Li, J. Pastor, N. Winssinger, Y. He, S. Ninkovic, F. Sarabia, H. Vallberg, F. Roschangar, N. P. King, M. R. V. Finlay, P. Giannakakou, P. VerdierPinard, E. Hamel. Designed Epotilones: Solid Phase Synthesis on Microtubes, Tubulin Assembly Properties and Cytotoxic Action

Against Taxol-Resistant Tumor Cells. // Angew. Chem., Int. Ed. - 1997. - N.36. -P.2097-2103.

[76] D. S. Su, A. Balog, D. F. Meng, P. Bertinato,S. J. Danishefsky, Y. H. Zheng, T. C. Chou, L. F. He, S. B. Horwitz. Structure-activity relationships of the epothilones and the first in vivo comparison with paclitaxel. // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. - 1997. - N.36. - P.2093-2096.

[77] C. R. Harris, S. D. Kuduk, A. Balog, K. Savin, P. W. Glunz, S. J. Danishefsky. New Chemical Synthesis of the Promising Cancer Chemotherapeutic Agent 12,13-Desoxyepothilone B: Discovery of a Surprising Long-Range Effect on the Diastereoselectivity of an Aldol Condensation. // J. Am. Chem. Soc. - 1999. -N.121. - P.7050-7062.

[78]. D. Spriggs, J. Dupont, S. Pezzulli, J. Larkin, G. Cropp, R. Johnson, A. L. Hannah. // Clin. Cancer Res. - 2003- N.9. - P.6129s-6130s.

[79] K. C. Nicolaou, N. Winssinger, J. Pastor, S. Ninkovic, F. Sarabia, Y. He, D. Vourloumis, Z. Yang, T. Li, P. Giannakakou, E. Hamel. Synthesis of epothilones A and B in solid and solution phase. // Nature. - 1997. - N.387. - P.268-272.

[80] K. C. Nicolaou, K. Namoto, A. Ritzen, T. Ulven, M. Shoji, J. Li, G. D'Amico, D. Liotta, C. T. French, M. Wartmann, K. H. Altmann, P. Giannakakou. Chemical synthesis and biological evaluation of cis- and trans-12,13-cyclopropyl and 12,13-cyclobutyl epothilones and related pyridine side chain analogues. // J. Am. Chem. Soc. -2001. -N. 123. -P.9313-9323.

[81] A. B. Charette, H. Juteau, H. Lebel, C. Molinaro. Enantioselective cyclopro-panation of allylic alcohols with dioxaborolane ligands: scope and synthetic applications. // J. Am. Chem. Soc. - 1998. - N. 120. - P. 11943-11952.

[82] H. Jin, J. Uenishi, W. J. Christ, Y. Kishi. Catalytic effect of nickel(II) chloride and palladium(II) acetate on chromium(II)-mediated coupling reaction of iodo olefins with aldehydes. // J. Am. Chem. Soc. - 1986. - N.108. - P.5644-5646.

[83] N. End, P. Furet, N. van Campenhout, M. Wartmann, K. H. Altmann. Total Synthesis and Biological Evaluation of a C(10)/C(12)-Phenylene-bridged Analog of Epothilone D. // Chem. Biodiversity. - 2004. -N.l. - P. 1771-1784.

[84] James D. White, Rich G. Carter, Kurt F. Sundermann, and Markus Wartmann. Total Synthesis of Epothilone B, Epothilone D, and cis- and trans-9,10-Dehydroepothilone D. // J. Am. Chem. Soc. - 2001. -N. 123. - P.5407-5413.

[85] Winkler, J. D., Holland, J. M., Kasparec, J., Axelsen, P. H. Design and Synthesis of Constrained Epothilone Analogues: The Efficient Synthesis of Eleven-Membered Rings by Olefin Metathesis. // Tetrahedron. - 1999. - N.55. -P.8199-8214.

[86] Taylor R. E.; Zajicek, J.J. Conformational Properties of Epothilone. // Org. Chem. 1999. - N.64. - P.7224-7228.

[87] Giannakakou, P.; Gussio, R.; Nogales, E.; Downing, K. H.; Zaha-revitz, D.; Bollbuck, B.; Poy, G.; Sackett, D.; Nicolaou, K. C.; Fojo, T. A common pharmacophore for epothilone and taxanes: molecular basis for drug resistance-conferred by tubulin mutations in human cancer cells. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 2000. - N.97. - P.2904-2909.

[88] Ojima, I.; Chakravarty, S.; Inoue, T.; Lin, S.; He, L.; Horwitz, S. B.; Kuduk, S. D.; Danishefsky, S.J. A common pharmacophore for cytotoxic natural products that stabilize microtubules. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 1999. - N.96. -P.4256-4261.

[89] Stephens R. D.; Castro, C. E. The Substitution of Aryl Iodides with Cuprous Acetylides. A Synthesis of Tolanes and Heterocyclics. // J. Org. Chem. - 1963. -N.28. - P.3313-3315.

[90] Mignani, G.; Chevalier, C.; Grass, F.; Allmang, G.; Morel, D. Synthesis of new unsaturated enynes, catalysed by copper (I) complexes. // Tetrahedron Lett. -1990. -N.31. - P.5161-5164.

[91] Inanaga, J.; Kirata, K.; Saeki, H.; Katsuki, T.; Yamaguchi, M.Bull. A Rapid Esterification by Means of Mixed Anhydride and Its Application to Large-ring Lactonization. // Chem. Soc. Jpn. - 1979. - N.52. - P. 1989-1993.

[92] Farina, V.; Krishnan, B. Large Rate Accelerations in the Stille Reaction with Tri-2-furylphosphine and Triphenylarsine as Palladium Ligands: Mechanistic and Synthetic Implications. //J. Am. Chem. Soc. - 1991. -N. 113. - P.9585-9595.

[93] K. Biswas, H. Lin, J. T. Njardarson, M. D. Chappell, T. C. Chou, Y. B. Guan, W. P. Tong, L. F. He, S. B. Horwitz, S. J. Danishefsky. Highly concise routes to epothilones: the total synthesis and evaluation of epothilone 490. // J. Am. Chem. Soc. - 2002. - N. 124. - P.9825-9832.

[94] A. Rivkin, F. Yoshimura, A. E. Gabarda, T. C.Chou, H. J. Dong, W. P. Tong, S. J. Danishefsky. Complex target-oriented total synthesis in the drug discovery process: the discovery of a highly promising family of second generation epothilones. // J. Am. Chem. Soc. - 2003. -N. 125. - P.2899-2901.

[95] Grubbs, R. H.; Miller, S. J.; Fu, G. C. Ring-Closing Metathesis and Related Processes in Organic Synthesis. // Acc. Chem. Res. - 1995. - N.28. - P.446-452.

[96] Chappell, M. D.; Stachel, S. J.; Lee, C. B.; Danishefsky, S. J. En Route to a Plant Scale Synthesis of the Promising Antitumor Agent 12,13-Desoxyepothilone B. // Org. Lett. - 2000. - N.2. - P.1633-1636.

[97] R. O. Duthaler, P. Herold, W. Lottenbach, K. Oertle, M. Riediker. // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. - 1989. - N.28. - P.495-497.

[98] T. C. Chou, H. J. Dong, A. Rivkin, F. Yoshimura, A. E. Gabarda, Y. S. Cho, W. P. Tong, S. J. Danishefsky. Design and Total Synthesis of a Superior Family of Epothilone Analogues, which Eliminate Xenograft Tumors to a Nonrelapsable State. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2003. - N.39. - P.4762-4767.

[99] T. C. Chou, H. J. Dong, X. G. Zhang, W. P. Tong, S. J. Danishefsky. Therapeutic cure against human tumor xenografts in nude mice by a microtubule stabilization agent, fludelone, via parenteral or oral route. // Cancer Res. - 2005. -N.65. - P.9445-9454.

[100] T. C. Chou, X. Zhang, Z. Y. Zhong, Y. Li, L. Feng, S. Eng, D. R. Myles, R. Johnson, N. Wu, Y. I. Yin, R. M. Wilson, S. J. Danishefsky. Therapeutic effect against human xenograft tumors in nude mice by the third generation microtubule stabilizing epothilones. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 2008. - N.105. -P.13157-13162.

[101] A. Conlin, M. Fornier, C. Hudis, S. Kar, P. Kirkpatrick. Ixabepilone. // Nat. Rev. Drug Discovery - 2007. - N.6. - P.953-954.

[102] R. M. Borzilleri, X. P. Zheng, R. J. Schmidt,J. A. Johnson, S. H. Kim, J. D. DiMarco, C. R. Fairchild, J. Z. Gougoutas, F. Y. F.Lee, B. H. Long, G. D. Vite. A novel application of a Pd(0)-catalyzed nucleophilic substitution reaction to the regio- and stereoselective synthesis of lactam analogues of the epothilone natural products. // J. Am. Chem. Soc. - 2000. -N.122. - P.8890-8897.

[103] T. C. Chou, O. A. O'Connor, W. P. Tong, Y. B.Guan, Z. G. Zhang, S. J. Stachel, C. B. Lee, S. J. Danishefsky. The synthesis, discovery, and development of a highly promising class of microtubule stabilization agents: curative effects of desoxyepothilones B and F against human tumor xenografts in nude mice. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 2001. - N.98. - P.8113-8118.

[104] S. J. Stachel, C. B. Lee, M. Spassova, M. D. Chappell, W. G. Bornmann, S. J. Danishefsky, T. C. Chou, Y. B. Guan. On the interactivity of complex synthesis and tumor pharmacology in the drug discovery process: total synthesis and comparative in vivo evaluations of the 15-aza epothilones. // J. Org. Chem. - 2001. - N.66. - P.4369-4378.

[105] C. Di Francesco. FDA press release from October 22, 2007 2007.

[106] A. Regueiro-Ren, K. Leavitt, S. H. Kim, G. Hofle, M. Kiffe, J. Z. Gougoutas, J. D. DiMarco, F. Y. F. Lee, C. R. Fairchild, B. H. Long, G. D. Vite. SAR and pH stability of cyano-substituted epothilones. // Org. Lett. - 2002. - N.4. -P.3815-3818.

[107] Xiyan Duan, Yan Zhang, Yahui Ding, Jianping Lin, Xianglei Kong, Quan Zhang, Changming Dong,Guoan Luo, and Yue Chen. Synthesis of Triazole-Epothilones by Using Cu20 Nanoparticles to Catalyze 1,3-Dipolar Cycloaddition. // Eur. J. Org. Chem. - 2012. - P.500-508.

[108] M. Lautens, T. A. Stammers. // Synthesis. - 2002. - P. 1993-2012.

[109] K.-H. Altmann, G. Bold, G. Caravatti, D. Denni, A. Florsheimer, A. Schmidt, G. Rhis, M. Wartmann. The Total Synthesis and Biological Assessment of trans-Epothilone A. // Helv. Chim. Acta. - 2002. - N.85. - P.4086-4110.

[110] R. Buettner, R. Corzano, C. Rashid, J. Lin, M. Senthil, M. Hedvat, A. Schroeder, A. Mao, A. Herrmann, J. Yim, H. Li, Y. Yuan, K. Yakushijin, F.

Yakushijin, N. Vaidehi, R. Moore, G. Gugiu, T. D. Lee, R. Yip, Y. Chen, R. Jove, D. Home, J. C. Williams. Alkylation of Cysteine 468 in Stat3 Defines a Novel Site for Therapeutic Development. // ACS Chem. Biol. - 2011. - N.6. - P.432-443.

[111] B. Pfeiffer, C. N. Kuzniewski, C. Wullschleger, K. H. Altmann. Macrolide-Based Microtubule-Stabilizing Agents - Chemistry and Structure-Activity Relationships. // Top. Curr. Chem. - 2009. - N.286. - P. 1-72.

[112] K. C. Nicolaou, D. Hepworth, N. P. King, M. R. V. Finlay, R. Scarpelli, M. M. A. Pereira, B. Bollbuck, A. Bigot, B. Werschkun, N. Winssinger. Total synthesis of 16-desmethylepothilone B, epothilone BIO, epothilone F, and related side chain modified epothilone B analogues. // Chemistry-a European Journal. -2000. - N.6. - P.2783-2800.

[113] T. Katsuki, K. B. Sharpless. Sharpless Epoxidation. The first practical method for asymmetric epoxidation. // J. Am. Chem. Soc. - 1980. - N.102. -P.5974-5976.

[114] K. H. Altmann, M. J. J. Blommers, G. Caravatti, A. Floersheimer, K. C. Nicolaou, T. O'Reilly, A. Schmidt, D. Schinzer, M. Wartmann. // ACS Symposium. - 2001. - N.796. - P.l 12.

[115] M. Wartmann, J. Loretan, R. Reuter, M. Hattenberger, M. Miiller, J. Vaxelaire, Maira SM, A. Floersheimer, T. O'Reilly, K. C. Nicolaou, K. H. Altmann. // Proceedings of the American Association for Cancer Research. - 2004. -P.45.

[116] K. C. Nicolaou, A. Ritzen, K. Namoto, R. M. Buey, J. F. Diaz, J. M. Andreu, M. Wartmann, K. H. Altmann, A. O'Brate, P. Giannakakou. // Tetrahedron. -2002. -N.58. - P.6413-6432.

[117] K. C. Nicolaou, A. Ritzen, K. Namoto. Recent Developments in the Chemistry, Biology and Medicine of the Epothilones. // Chem. Commun. - 2001. -P.1523-1535.

[118] F. Feyen, F. Cachoux, J. Gertsch, M. Wartmann, K. H. Altmann. Epothilones as Lead Structures for the Synthesis-Based Discovery of New Chemotypes for Microtubule Stabilization. //Acc. Chem. Res. -2008. -N.41. -P.21-31.

[119] K. H. Altmann, G. Bold, G. Caravatti, A. Florsheimer, V. Guagnano, M. Wartmann. Synthesis and biological evaluation of highly potent analogues of epothilones B and D. // Bioorg. Med. Chem. Lett. - 2000. - N.10. - P.2765-2768.

[120] U. Klar, B. Buchmann, W. Schwede, W. Skuballa, J. Hoffmann, R. B. Lichtner. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2006. - N.45. - P.7942-7948.

[121] Cragg, G. M.; Newman, D. Biodiversity: A continuing source of novel drug leads. // J.Pure Appl. Chem. - 2005. - N.77. - P.7-24.

[122] Butler, M. S. The role of natural product chemistry in drug discovery // J. Nat. Prod. -2004. -N.67. - P.2141-2153.

[123] Mickel, S. J. Toward a commercial synthesis of (+)-discodermolide // Curr. Opin. Drug Discov. Dev. - 2004. -N.7. - P.869-881.

[124] Altmann, K.-H.; Gertsch, J. Anticancer drugs fromnature—natural products as a unique source of new microtubule-stabilizing agents. // Nat. Prod. Rep. -2007. - N.24. - P.327-357.

[125] Burke, M. D.; Schreiber, S. L. A planning strategy for diversity oriented synthesis. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2004. - N.43. - P.46-58.

[126] Noren-Muller, A.; Reis-Correa, I., Jr.; Prinz, H.; Rosenbaum, C.; Saxena, K.; Schwalbe, H. J.; Vestweber, D.; Cagna, G.; Schunk, S.; Schwarz, O.; Schiewe, H.; Waldmann, H. Discovery of protein phosphatase inhibitor classes by biology-oriented synthesis. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.2005, 103, 10606-10611.

[127] Tietze, L. F.; Bell, H. P.; Chandrasekar, S. Natural Product Hybrids as New Leads for Drug Discovery. // Angew. Chem., Int. Ed. - 2003. - N.42. - P.3996-4028.

[128] Fabian Feyen, Andrea Jantsch, Kurt Hauenstein, Bernhard Pfeiffer, KarlHeinz Altmann. Synthesis of 12-aza analogs of epothilones and (E)-9,10-dehydroepothilones. // Tetrahedron - 2008. - N.64. - P.7920-7928.

[129] Schinzer, D.; Bauer, A.; Schieber, J. Syntheses of (-)-Epothilone B. // Chem. Eur. J. - 1999. - N.5. - P. 2492-2500.

[130] F. Cachoux, T. Isarno, M. Wartmann, K. H. Altmann. Total synthesis and biological assessment of benzimidazole-based analogues of epothilone A:

ambivalent effects on cancer cell growth inhibition. // ChemBioChem. - 2006. -N.7. - P.54-57.

[131] F. Cachoux, T. Isarno, M. Wartmann, K. H. Altmann. // Synlett. - 2006. -P.1384-1388.

[132] Balog, A.; Meng, D.; Kamenecka, T.; Bertinato, P.; Su, D.-S.; Sorensen, E. J.; Danishefsky, S. J. Total Synthesis of (-)-Epothilone A. // Angew. Chem., Int. Ed. - 1997. - N.35. - P.2801-2803.

[133] Reiff, E. A.; Nair, S. K.; Reddy, B. S. N.; Inagaki, J.; Henri, J. T.; Greiner, J. F.; Georg, G. I. Practical Syntheses of the C12-C21 Epothilone Subunit via Catalytic Asymmetric Reductions: Itsuno-Corey Oxazaborolidine Reduction and Asymmetric Noyori Hydrogenation. // Tetrahedron Lett. - 2004. - N.45. - P.5845

[134] Oliver E. Hutt, Bollu S. Reddy, Sajiv K. Nair, Emily A. Reiff, John T. Henri, Jack F. Greiner, Ting-Lan Chiu, David G. VanderVelde, Elizabeth A. Amin, Richard H. Himes, Gunda I. Georg. Total synthesis and evaluation of C25-benzyloxyepothilone C for tubulin assembly and cytotoxicity against MCF-7 breast cancer cells. // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. - 2008. - N.18. -P.4904-4906.

[135] Dos Santos R.B., Zanotto P.R., Brocksom T.J., Brocksom U. A short synthesis of the monoterpenes (-)-6a-hydroxy- carvotanacetone and (-)-6(3-hydroxycarvotanacetone from (R)-(-)-carvone. // Flavour Fragr. J. - 2001. - N.16. -P.303-305.

[136] A.W.D. Avison, A.L. Morrison // J. Chem. Soc. - 1950. - N.6. - P. 14731479.

[137] Steven D. Bull, Stephen G. Davies, Simon Jones and Hitesh J. Sanganee. Asymmetric alkylations using SuperQuat auxiliaries-an investigation into the synthesis and stability of enolates derived from 5,5-disubstituted oxazolidin-2-ones. // J. Chem. Soc., Perkin Trans. I.- 1999. - P.387-398.

[138] Jordan L. Meier, Andrew C. Mercer, Heriberto Rivera, Jr., and Michael D. Burkart. Synthesis and evaluation of bioorthogonal pantetheine analogues for in

vivo protein modification. // J. Am. Chem. Soc. - 2006. - V.128. - N.37. -P.12174-12184.

[139] Ivana Barrios, Pelayo Camps, Mauro Comes-Franchini, Diego Munoz-Torrero, Alfredo Riccib, and Laura Sanchez. One-pot synthesis of N-substituted pantolactams from pantolactone // Tetrahedron. - 2003. - N.59. - P.1971-1979.