DNA-binding studies of a series of novel water-soluble derivatives of 1,4-dihydropyridine

Aim. to determine DNA interaction modes for a series of 1,4-dihydropyridines with different biological activities synthesized in the Latvian Institute of Or-ganic Synthesis. Methods. Affinity of the compounds to DNA was detected by UV/VIS spec-trometry and re-proofed by means of spectrofluorimetry, EBr extrusion assay, cyclic voltammetry and DNA melting. Radical scavenging was tested by electron paramagnetic resonance spectros-copy, peroxynitrite binding was monitored spectrophotometrically, protection of DNA against hydroxyl radical was determined by gel electrophoresis. Results. In a series of water-soluble monocyclic derivatives of 1,4-dihydropyridine with carboxylate groups in position-4 the different affinity to DNA was determined mainly by substituents in positions 3 and 5. 1,4-DHP with eth-oxycarbonyl groups in positions 3 and 5 (AV-153) manifested high affinity to DNA. Strong ef-fects were observed in the spectra of tricyclic fused derivatives (PP-150-Na and PP-544-NH4). Unlike AV-153, J-4-96 did not extrude EtBr from the complex with DNA, this indicates binding to minor groove. Ability of PP-544-NH4 to intercalate DNA molecule was proved electrochemi-cally and by DNA melting. No correlation between affinity of a 1,4‑DHP to DNA and capabili-ties of the compound to bind peroxynitrite, to scavenge hydroxyl radical or to protect DNA against the above radical were observed. Discussion. DNA-binding activities of 1,4-DHP are evi-dently determined by groups in positions 3 and 5. Tricyclic fused 1,4-DHP derivatives are also good DNA binders. Ability to interact with DNA does not correlate with other effects produced by the compounds.Мета. Дослідження способу взаємодії з ДНК серії синтезованих в Латвійському університеті органічного синтезу 1,4-ДГП з різною біологічною активністю. Meтоди. Спорідненість речовин до ДНК визначалося спектрофотометрично і було перевірені ще спектрофлуоріметрічно за виштовхуванням бромистого етидія, циклічної вольтамметріі і за плавленням ДНК. Здатність речовин зв'язувати пероксинітрит визначали спектрофотометрично, здатність пов'язувати гідроксильних радикалів - методом електронного парамагнітного резонансу, здатність захищати ДНК від ушкодження цим радикалом - методом електрофорезу. Результати. У серії водорозчинних моноциклических 1,4-ДГП з карбоксилатного групою у позиції 4, різна спорідненість до ДНК визначалося в основному замысниками у позиціях 3 і 5. 1,4-ДГП з етоксікарбонільним групами у позиціях 3 і 5 (AV-153) ефективно зв'язувався з ДНК. Сильні ефекти спостерігали в спектрах з'єднаних трициклічних похідних 1,4-ДГП (PP-150-Na і PP-544-NH4). На відміну від AV-153, J-4-96 витісняють бромистий етидій з комплексу з ДНК, що вказує на зв'язування цього з'єднання з малої борозенкою ДНК. За даними електрохімічних досліджень і кривих плавлення ДНК PP-544-NH4 повинен інтеркалювати в ДНК. Нам не вдалося зв'язати спорідненість до ДНК зі здатністю речовин зв'язувати пероксинітрит, гідроксильний радикал або захищати ДНК від ушкодження цим радикалом. Висновки. Спорідненість 1,4-ДГП до ДНК визначаються замісниками у позиції 3 і 5. Добре зв'язуються з ДНК також трициклічні 1,4-ДГП. Спорідненість 1,4-ДГП до ДНК не корелює з іншими активностями з'єднанняЦель. Исследование образа взаимодействия с ДНК серии синтезированных в Латвийском институте органического синтеза 1,4-ДГП с различной биологической активностью. Meтоды. Сродство веществ к ДНК опредедялось спектрофотометрически и было перепроверено спектрофлуори-метрически, по выталкиванию бромистого этидия, циклической вольтамметрии и по плавлению ДНК. Способ-ность веществ связывать пероксинитрит определяли спектрофотометрически, способность связывать гидроксиль-ный радикалил – методом электронного парамагнитного резонанса, способность защищать ДНК от повреждения этим радикалом – методом электрофореза. Результаты. В серии водорастворимых моноциклических 1,4‑ДГП с карбоксилатной группой в позиции 4, различное сродство к ДНК определялось в основном заместителями в пози-циях 3 и 5. 1,4-ДГП с этоксикарбонильным группами в позициях 3 и 5 (AV-153) эффективно связывался с ДНК. Сильные эффекты наблюдали в спектрах соединенных трициклических производных 1,4-ДГП (PP-150-Na и PP-544-NH4). В отличие от AV-153, J-4-96 не вытеснял бромистый этидий из комплекса с ДНК, что указывает на свя-зывание этого соединения с малой бороздкой ДНК. По данным электрохимических исследований и кривых плав-ления ДНК PP-544-NH4 должен интеркалировать в ДНК. Нам не удалось связать сродство к ДНК со способностью веществ связывать пероксинитрит. гидроксильный радикал или защищать ДНК от повреждения этим радикалом. Обсуждение. Сродство 1,4-ДГП к ДНК определяются заместителями в позицих 3 и 5. Хорошо связываются с ДНК также трициклические 1,4-ДГП. Сродство 1,4-ДГП к ДНК не коррелирует с другими активностями соединения

Chemoenzymatic Synthesis of Enantiopure 1,4-Dihydropyridine Derivates

1,4-Dihydropyridines possess a broad range of biological activities, such as the ability to control the influx of calcium into cells, as well as neuroprotective, antineuro-degenerative, cognition and memory enhancing, anti-inflammatory, antiviral and many other properties. Chirality plays an important role in the biological activity of 1,4-dihydropyridines. The chemoenzymatic synthesis of 1,4-dihydropyridine derivatives in enantiopure form as the key intermediates for the synthesis of enantiopure drugs and chiral analogues of symmetrical drugs has become an advantageous alternative to the other synthetic methods. Hydrolytic enzymes, as efficient chemo-, regio- and stereoselective biocatalysts have been successfully applied for the asymmetrisation or kinetic resolution of various 1,4-dihydropyridine derivatives. Several synthetic strategies to overcome the inactivity of hydrolytic enzymes towards 1,4-dihydropyridine carboxylic acids have been developed during the last decade, often based on the introduction of a spacer between an enzymatically labile group and the 1,4-DHP nucleus. Good to excellent enantioselectivities can be obtained by careful optimisation of the reaction temperature and the organic (co)solvent used in the enzymatic transformations

Enantioselective lipase-catalysed kinetic resolution of acyloxymethyl and ethoxycarbonylmethyl esters of 1,4-dihydroisonicotinic acid derivatives

The lipase-catalysed kinetic resolution of four derivatives of 4-[(acyloxy)methyl] and 4-ethoxycarbonylmethyl 3-methyl 5-propyl 2,6-dimethyl-1,4-dihydro-3,4,5-pyridinetricarboxylates has been investigated. Whereas the enantioselectivity of lipases towards the acyloxymethyl derivatives was rather low, the Candida antarctica lipase B (Novozym 435?, CAL-B)-catalysed hydrolysis of the ethoxycarbonylmethyl ester of 1,4-dihydroisonicotinic acid was enantioselective. In water-saturated diisopropyl ether at 45°C the enantioselectivity of CAL-B toward the ethoxycarbonylmethyl ester was rather moderate (E=13.8), but it was enhanced at rt and 4°C (E=21.5 and E=28.9, respectively). A high enantiomeric ratio (E=45.3) was reached at subzero temperatures, although at the expense of the reaction rate

Enantioselective lipase-catalysed kinetic resolution of acyloxymethyl and ethoxycarbonylmethyl esters of 1,4-dihydroisonicotinic acid derivatives

The lipase-catalysed kinetic resolution of four derivatives of 4-[(acyloxy)methyl] and 4-ethoxycarbonylmethyl 3-methyl 5-propyl 2,6-dimethyl-1,4-dihydro-3,4,5-pyridinetricarboxylates has been investigated. Whereas the enantioselectivity of lipases towards the acyloxymethyl derivatives was rather low, the Candida antarctica lipase B (Novozym 435?, CAL-B)-catalysed hydrolysis of the ethoxycarbonylmethyl ester of 1,4-dihydroisonicotinic acid was enantioselective. In water-saturated diisopropyl ether at 45°C the enantioselectivity of CAL-B toward the ethoxycarbonylmethyl ester was rather moderate (E=13.8), but it was enhanced at rt and 4°C (E=21.5 and E=28.9, respectively). A high enantiomeric ratio (E=45.3) was reached at subzero temperatures, although at the expense of the reaction rate

Candida antartica lipase-catalyzed hydrolysis of 4-substituted bis(ethoxycarbonylmethyl) 1,4-dihydropyridine-3,5-dicarboxylates as the key step in the synthesis of optically active dihydropyridines

Prochiral bis(ethoxycarbonylmethyl) substituted 4-aryl-1,4-dihydropyridine-3,5-dicarboxylates were hydrolyzed enantioselectively by Candida antarctica lipase B (Novozym 435). The enantiomeric excesses varied from 68 to 93°depending on the substituent at position 4. In some cases, the e.e. could be significantly increased by changing the solvent system