N-thioalkylcarbazoles derivatives as new antiproliferative agents: synthesis, characterisation and molecular mechanism evaluation

Synthetic or natural carbazole derivatives constitute an interesting class of heterocycles, which showed several pharmaceutical properties and occupied a promising place as antitumour tools in preclinical studies. They target several cellular key-points, e.g. DNA and Topoisomerases I and II. The most studied representative, i.e. Ellipticine, was introduced in the treatment of metastatic breast cancer. However, because of the onset of dramatic side effects, its use was almost dismissed. Many efforts were made in order to design and synthesise new carbazole derivatives with good activity and reduced side effects. The major goal of the present study was to synthesise a series of new N-thioalkylcarbazole derivatives with anti-proliferative effects. Two compounds, 5a and 5c, possess an interesting anti-proliferative activity against breast and uterine cancer cell lines without affecting non-tumoural cell lines viability. The most active compound (5c) induces cancer cells death triggering the intrinsic apoptotic pathway by inhibition of Topoisomerase II

Synthesis and biological evaluation of Santacruzamate-A based analogues

Several derivatives of Santacruzamate-A, a natural product that is structurally related to SAHA, were synthesized to explore the potential of carbamates and oxalylamides as novel biasing element for targeting the catalytic site of zinc-dependent histone deacetylases (HDACs). An additional class of Santacruzamate-A derivatives was synthesized to investigate the influence of the cap group and the linker element on HDAC inhibitory activity. All compounds were evaluated in dose response for their in vitro cytotoxic activity in MTT assay in HCT116 cells. HDAC inhibitory activity was evaluated in vitro by western blot analysis for histone hyperacetylation assay and biochemically for representative human HDACs isoforms. Two novel compounds were identified to exhibit potent time dependent anti proliferative activity. However, unlike hydroxamic acid analogues, the tested Santacruzamate-A derivatives showed no noticeable HDAC inhibitory activity. The ethylcarbamate moiety as unusual zinc-binding group displayed no ability to coordinate the zinc ion and thus, presumably, was not able to reproduce known inhibitor-substrate zinc-binding group interactions with the HDAC catalytic site. This study confirmed that the accommodation of the zinc-binding group is deeply critical of the positioning of the linker and the projection of the cap group toward the different surface pockets of the enzyme

STEROIDAL HYDROXAMIC ACID DERIVATIVES: A STRUCTURALLY NOVEL CLASS OF HDAC INHIBITORS

Some original chimeric structures formed by a hydroxamic acid moiety separated from a steroid nucleus (derived from cholanoic or abietic acids) by a seven atoms linker have been prepared and tested against the 11 HDAC isoforms. The products derived from abietic acid show promising results with a particular activity against Class IIb tubuline deaceyilating HDAC6

A highly stereo-controlled protocol to prepare pipecolic acids based on Heck and cyclohydrocarbonylation reactions

A novel synthetic protocol based on an indium-mediated glyoxylate allylation, Heck coupling and Rh-catalysed cyclohydrocarbonylation (CHC) was established to access enantiomerically pure polysubstituted pipecolic acids. The key steps are the Heck reaction, which is performed exclusively using a phenone-oxime derived palladacycle and the domino hydroformylation-cyclisation of a styryl derivative obtained from the Heck coupling. The reaction scheme, proceeding with good stereoselectivity, is also suitable for the preparation of substituted piperidine derivative

A highly stereo-controlled protocol to prepare pipecolic acids based on Heck and cyclohydrocarbonylation reactions

A novel synthetic protocol based on an indium-mediated glyoxylate allylation, Heck coupling and Rh-catalysed cyclohydrocarbonylation (CHC) was established to access enantiomerically pure polysubstituted pipecolic acids. The key steps are the Heck reaction, which is performed exclusively using a phenone-oxime derived palladacycle and the domino hydroformylation-cyclisation of a styryl derivative obtained from the Heck coupling. The reaction scheme, proceeding with good stereoselectivity, is also suitable for the preparation of substituted piperidine derivatives

Facile Baeyer–Villiger oxidation of cyclic ketones: conventional versus microwave-assisted approach

The Baeyer–Villiger oxidation of cyclic ketones (I) to the corresponding lactones (II) can be improved using m-CPBA under microwave dielectric heating. A dramatic reduction of time—3 min compared to 5 days at room temperature—was observed to transform cycloheptanone into oxocan-2-one. X-Hydroxyalkyl hydroxamic acids (III), key intermediates for a rapid access to potent histone deacetylase inhibitors, are obtained in one-pot reaction of lactones using the Weinreb amidation

Sintesi di derivati SAHA-like utilizzati per indagare sulla selettività verso le diverse isoforme HDAC

Lo studio dell’inibizione della famiglia di enzimi istone deacetilasi (HDAC) riveste un’elevata importanza nell’ambito dell’individuazione di nuove terapie epigenetiche atte a curare diversi stati patologici come il cancro, infiammazione, malattie neurodegenerative, diabete ecc. È oramai noto che l’individuazione di inibitori HDAC punta a molecole selettive verso una particolare isoforma enzimatica. SCOPO di questo lavoro è stato quello di sintetizzare derivati SAHA-like (suberoylanilide hydroxamic acid, vorinostat approvato in terapia nel 2006 per il linfoma cutaneo a cellule T) utilizzati come tools per indagare sulla selettività verso le undici isoforme HDAC. METODI. Le molecole sintetizzate rispettano i punti farmacoforici descritti dal classico modello di inibizione HDAC mantenendo invariata la porzione che lega un atomo di zinco presente nel sito catalitico (ZBG di tipo idrossammico) e il linker, mentre viene rielaborata la porzione che si adagia all’esterno del sito stesso (cap group). In questa porzione, infatti, l’anello aromatico presente nel SAHA è stato diversamente funzionalizzato con diversi gruppi progettati per poter dare interazioni aggiuntive con i residui amminoacidici presenti nelle porzioni adiacenti a quelle del cap. Per l’ottenimento di questa classe di molecole SAHA-like, a struttura fenilammidica, sono stati messi a punto due strategie sintetiche ed in particolare è stato sviluppato un approccio metodologico di ottimizzazione della reazione di Baeyer-Villiger, assistita dalle microonde, che ha permesso di ottenere, in eccellente resa ed in tempi brevissimi, l’intermedio chiave utilizzato poi durante le diverse strategie sintetiche. RISULTATI. Le molecole così ottenute sono state sottoposte a test biochimici d’inibizione enzimatica in modo da valutarne la selettività verso gli isozimi HDAC. Tali test hanno evidenziato che alcuni composti della serie sintetizzata possiedono una selettività dell’ordine sub-micromolare per l’isozima HDAC6. CONCLUSIONI. In considerazione del fatto che in letteratura è presente un numero limitatissimo di inibitori selettivi HDAC6 (tubacina), queste strutture possono costituire degli interessanti e promettenti lead compounds da ottimizzare per migliorare sia il profilo di selettività sia la capacità di interazione con i siti di interazione addizionale

STRUCTURAL FEATURES OF PEPTIDES DERIVED FROM FELINE IMMUNODEFICIENCY VIRUS TM-GLYCOPROTEIN

Feline immunodeficiency virus (FIV) is a pathogen that causes an AIDS-like syndrome in domestic cats and is extensively used as a model system by which criteria for anti-lentiviral vaccines and drugs development can be tested. Despite little homology sequence, the surface and TM gp of FIV and HIV-1 exhibit a common structural framework and appear to play similar roles in Initiation of cell infection mediating the final event of membrane fusion and virus entry. Recently a 20-mer synthetic peptide spanning amino acids 767L-G786 of the membrane-proximal ectodomain of FIV (TM) gp - gp41(767-786)- was found to be endowed with potent antiviral activity. Testing deleted or substituted peptides, the 8-mer gp41(770-777), designated C8, including in the sequence three Trp residues was identified as the minimal sequence needed for full antiviral activity. NMR conformational analysis of gp41(770-777) evidenced the presence of a b-turn conformation centered on the residues 773-776. Here we report the conformational analysis of the 20-mer TM-767-786 by means of NMR spectroscopy. A comparison between structural properties of gp41(767-786) and of gp41(770-777) was carried out in order to define the role played by the sequence length and by the Trp side chains on the active fragments stability

SYNTHESIS AND BIOLOGICAL EVALUATION OF SMALL MOLECULES DERIVATIVES OF THE NATURAL HISTONE DEACETYLASE INHIBITOR FR235222

Discovery of new more selective and potent Histone deacetylase inhibitors is one of the most promising therapeutical approach for tumor growth arrest and proliferation control. Natural cyclotetrapeptide FR235222 (1) from Acremonium sp. was identified as potent immunosuppressant and HDAC inhibitor with low-nanomolar range activity against HDACs Class I and IIa. The strong potency elicited by FR235222, even thought the cyclotetrapeptide scaffold is a good cupping group (CAP), is due to its natural Zinc-Binding group (ZBG), based on the α-hydroxyketone moiety. Herein we report the synthesis and the biological evaluation of amides as molecular simplification of natural cyclotetrapeptide (1), in order to evaluate their antiproliferative and HDAC inhibition activities. Linear derivatives show interesting results in terms of antiproliferative effects

Gentamicina: derivatizzazione molecolare per migliorare la maneggevolezza sintetica e la farmacocinetica

La gentamicina è un ben noto antibiotico appartenente alla classe degli amminiglicosidi ed è costituito da quattro molecole strutturalmente estremamente simili -differiscono tra loro per un gruppo metilico- e, pertanto, difficilmente separabili. I gruppi chimici caratterizzanti tutti gli isomeri sono di tipo amminico (porzione farmacoforica) ed alcolico, pertanto, la miscela viene utilizzata come sale solfato ed è caratterizzata da un’elevata idrofilia ed igroscopicità. Numerosi sforzi chimici sono stati effettuati per rendere la gentamicina più maneggevole, anche se in letteretura sono riportati pochi esempi in cui questo obiettivo è stato facilmente raggiunto. In questo lavoro vengono proposte modifiche strutturali al fine di aumentare il grado di lipofilia della gentamicina, richiesto per agevolare il suo inserimento in formulazioni innovative e di ampliare le modalità di somministrazione del farmaco per permetterne l’utilizzo nel trattamento di numerose patologie. La metodica utilizzata prevede uno schema sintetico di tre reazioni quali la protezione dei cinque gruppi amminici con CbzCl (benzil cloroformiato), la successiva protezione dei gruppi ossidrilici con BzCl (benzoil cloruro), la deprotezione dei gruppi amminici mediante idrogenolisi. La scelta dei gruppi protettori è stata effettuata sia per assicurare regioselettività delle reazioni di derivatizzazione sia in base ad una esigenza di tipo pratico volta a rendere la molecola tracciabile nel range UV-visibile e sviluppare metodi LC-MS per una rapida determinazione e separazione delle molecole appartenenti al pattern gentamicinico. Il lavoro sintetico è stato, infatti, strettamente associato a un innovativo studio analitico che ha previsto l’utilizzo di tecniche cromatografiche quali HPLC, LC-MS sia di tipo analitico che preparativo, utilizzando diverse fasi stazionarie come colonne C8/C18 . È stato possibile, dunque, proteggere i gruppi amminici delle molecole appartenenti al pattern gentamicinico, effettuare successivamente la protezione dei gruppi ossidrilici sotto stretto regiocontrollo ed isolare, infine, mediante i metodi HPLC e LC-MS creati, ogni singolo intermedio ottenuto, dati fino ad ora mai riportati in letteratura