5-lipoksijenaz aktive edici protein (FLAP) inhibitörlerinin geliştirilmesi üzerinde çalışmalar

Abstract

Lökotrienler (LT) birçok hastalıkta rol oynayan lipit mediyatörlerdir. FLAP bu mediyatörlerin biyosentezinde substrat araşidonik asitin (AA) 5-lipoksijenaza (5-LO) transferinde köprü görevi yapan yardımcı proteindir. Bu sebeple, FLAP inhibisyonu ile LT biyosentezinin engellenmesi LT'lerin sebep olduğu hastalıkların tedavisi için önemli bir terapötik hedef halini almıştır. Bu amaçla araştırma grubumuz tarafından keşfedilen FLAP inhibitörü benzimidazol türevi öncü bileşiğin (BRP-7) beşinci konumunda farklı sübstitüentler taşıyan yirmi iki farklı türevi tasarlanarak sentezlenmiştir. Bununla beraber rasemat halinde bulunan öncü bileşik, kiral HPLC yöntemi ile enantiyomerlerine ayrılarak minimum %95'lik ee saflığında elde edilmiştir. Spektral ve elementel analizlerle yapıları kanıtlanan bu enantiyomerlerin insan polimorfonükleer lökosit (PMNL) hücrelerinde LT biyosentezi inhibitör etkileri araştırılmıştır. Sentezlenen yirmi iki final bileşinin LT biyosentez inhibitör etkileri incelendiğinde 2-(((2-(1-(4-izobütilfenil)etil)-1-(2-klorobenzil)-1H-benzimidazol-5-il)oksi)metil)benzonitril (6f) LT biyosentezini 0,12 μM IC50 değeriyle inhibe ederek en aktif bileşik olarak belirlenmiştir. Bunun yanında 6j, 6p, 6u, 6v ve 6y kodlu bileşikler 0,12-0,23 μM aralığında IC50 değerleriyle öncü bileşik BRP-7'den daha güçlü aktiviteye sahip bulunmuştur. Polimer temelli kiral sabit faz (KSF) kromatografi yöntemiyle ayırılan enantiyomerlerin LT biyosentezi inhibitör etkileri incelendiğinde herbir enantiyomerin ve rasematın IC50 değerleri (R)-, (S)-enantiyomerleri ve rasemat için sırasıyla 0,18 μM, 0,26 μM ve 0,31 μM olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak, benzimidazolün birinci konumundaki azot üzerinde bulunan benzil grubunun ikinci konumunda yer alan klor ve triflorometil grupları arasında aktivite açısından büyük bir fark olmadığı görülmekle beraber benzimidazolün beşinci konumu için nispeten küçük hacimli, hidrojen bağı veya polar etkileşimler yapabilecek grupların aktivite için daha uygun olduğu söylenebilir.

Leukotrienes (LT) are lipid mediators having significant roles on various diseases. FLAP has a crucial role on the biosynthesis of these mediators by acting as a bridge protein for efficient transfer of the substrat arachidonic acid (AA) to 5-lipoxygenase (5-LO). Therefore, inhibition of FLAP has become a substantial target for treatment of LT-based disorders. Based on the benzimidazole derivative lead structure (BRP-7) previously discovered by our research group, twenty-two final compounds having different substituents at C(5) position of the benzimidazole ring were designed and synthesized. Moreover, rasemic lead compound BRP-7 was separated into its enantiomers with a minimum 95% enantiomeric excess by using polimer-based chiral stationary phase (CSP) on HPLC. Structures of all compounds were elucidated by spectral techniques and elemental analysis, and their inhibitory effects on LT biosynthesis in human polimorfo nuclear leucocyte (PMNL) cells were investigated. Among them, 2-(((1-(2-chlorobenzyl)-2-(1-(4-isobutylphenyl)ethyl)-1H-benzimidazol-5-yl)oxy)methyl) benzonitrile (6f) is found to be the most active derivative with the IC50 value of 0,12 μM. Additionally, compounds 6j, 6p, 6u, 6v and 6y demonstrated higher activity on inhibition of LT biosynthesis than the lead compound BRP-7 (IC50 values of 0,12-0,23 μM). Meanwhile, the effects of individual enantiomers of the lead compound on LT biosynthesis were also investigated. IC50 values for (R)- and (S)-enantiomers were found to be 0,18 μM and 0,26 μM, respectively, while the IC50 value for racemate was 0,31 μM. In conclusion, we did not observe any drastic difference between 2-trifluoromethyl and 2-chloride substituted benzyl groups on N(1) position of the benzimidazole ring in terms of the biological activity. However, the presence of relatively small groups with possible hydrogen bonding and polar interactions at C(5) of the benzimidazole ring has contributed significantly to the observed biological activity.