Структура и биологическое действие аналогов и производных биогенных полиаминов

Objectives. Biogenic polyamines are widely present in nature. They are characteristic of both protozoan cells and multicellular organisms. These compounds have a wide range of biological functions and are necessary for normal growth and development of cells. Violation of polyamine homeostasis can cause significant abnormalities in cell functioning, provoking various pathological processes, including oncological and neuropsychiatric diseases. The impact on the “polyamine pathway” is an attractive basis for the creation of many pharmacological agents with a diverse spectrum of action. The purpose of this review is to summarize the results of the studies devoted to understanding the biological activity of compounds of the polyamine series, comparing their biological action with action on certain molecular targets. Due to the structural diversity of this group of substances, it is impossible to fully reflect the currently available data in one review. Therefore, in this work, the main attention is paid to the derivatives, acyclic saturated polyamines.Results. The following aspects are considered: biological functionality, biosynthesis and catabolism, cell transport, and localization of biogenic polyamines in the living systems. Structural analogs and derivatives of biogenic polyamines with antitumor, neuroprotective, antiarrhythmic, antiparasitic, antibacterial, and other biological activities are represented; the relationship between biological activity and the target of exposure is reflected. It was found that the nature of the substituent, the number of cationic centers, and the length of the polyamine chain have a great influence on the nature of the effect.Conclusions. At present, the use of polyamine structures is restrained by cytotoxicity and nonspecific toxic effects on the central nervous system. Further research in the field of biochemistry, cell transport, and a deeper understanding of receptor interaction mechanisms will help making polyamines as the basis for potential drug formulation.Цели. Биогенные полиамины широко представлены в живой природе. Они характерны как для клеток простейших, так и для многоклеточных организмов. Данные соединения обладают широким спектром биологической активности и необходимы для нормального роста и развития клеток. Нарушение гомеостаза полиаминов может вызывать существенные отклонения в функционировании клетки, провоцируя протекание патологических процессов различного рода, включая онкологические и психоневрологические заболевания. Воздействие на «полиаминовый путь» является привлекательным базисом для создания ряда фармакологически активных веществ с различным спектром действия. Целью данного обзора является обобщение результатов исследований, посвященных изучению биологической активности соединений полиаминового ряда; сопоставление биологического действия с воздействием на определенные молекулярные мишени. В виду структурного многообразия данной группы веществ невозможно в полной мере отразить имеющиеся на сегодняшний момент данные в одном обзоре. Поэтому в настоящей работе основное внимание уделено производным насыщенных полиаминов ациклического строения.Результаты. В общем виде рассмотрены следующие аспекты: биологическая активность, биосинтез и катаболизм, клеточный транспорт и локализация биогенных полиаминов в живых системах. Представлены структурные аналоги и производные биогенных полиаминов, обладающие противоопухолевой, нейропротекторной, антиаритмической, противопаразитарной, антибактериальной и некоторыми другими видам биологической активности; отражена взаимосвязь между биологической активностью и мишенями воздействия. Установлено, что на характер воздействия большое влияние оказывает природа заместителя, количество катионных центров, а также длина полиаминовой цепи.Выводы. В настоящее время применение структур полиаминового ряда сдерживается наличием цитотоксичности, а также неспецифического токсического воздействия на ЦНС. Дальнейшие исследования в области биохимии, клеточного транспорта, а также более глубокое понимание механизмов рецепторного взаимодействия позволят использовать полиамины в качестве основы для создания потенциальных лекарственных препаратов