Missense mutations in the perforin (PRF1) gene as a cause of hereditary cancer predisposition

Perforin, a pore-forming toxin released from secretory granules of NK cells and CTLs, is essential for their cytotoxic activity against infected or cancerous target cells. Bi-allelic loss-of-function mutations in the perforin gene are invariably associated with a fatal immunoregulatory disorder, familial haemophagocytic lymphohistiocytosis type 2 (FHL2), in infants. More recently, it has also been recognized that partial loss of perforin function can cause disease in later life, including delayed onset FHL2 and haematological malignancies. Herein we report a family in which a wide range of systemic inflammatory and neoplastic manifestations have occurred across three generations. We found that disease was linked to two missense perforin gene mutations (encoding A91V, R410W) that cause protein misfolding and partial loss of activity. These cases link the partial loss of perforin function with some solid tumours that are known to be controlled by the immune system, as well as haematological cancers. Our findings also demonstrate that perforin gene mutations can contribute to hereditary cancer predisposition

Екологічний зміст зоологічної номенклатури: проблема тлумачення

It is demonstrated on a material of different animal groups that many taxonomical names hold some ecological information on its objects. Four grammatical modes are discerned on designating of habitat. Actuality of special analysis of taxonomical names sense is emphasized. The concept of Nomenclatural Latin is proposed.На матеріалі різних груп тварин показано, що багато таксономічних назв містять певну характеристичну інформацію (зокрема екологічну) про свій об’єкт. На відображення середовища існування виділено чотири граматичних способи (кореневий, суфіксальний, префіксальний, відмінковий). Оскільки цими ж способами утворюються й таксономічні назви на відображення інших співвідношень (спорідненість, схожість, тощо), обґрунтовується важливість спеціального аналізу змістовності номенклатури. Вводиться поняття номенклатурної латини. На матеріалі різних груп тварин показано, що багато таксономічних назв містять певну характеристичну інформацію (зокрема екологічну) про свій об’єкт. На відображення середовища існування виділено чотири граматичних способи (кореневий, суфіксальний, префіксальний, відмінковий). Оскільки цими ж способами утворюються й таксономічні назви на відображення інших співвідношень (спорідненість, схожість, тощо), обґрунтовується важливість спеціального аналізу змістовності номенклатури. Вводиться поняття номенклатурної латини.

Естери та аміди 3-R-2,8-діоксо-7,8-дигідро-2Н-піроло[1,2-а][1,2,4]триазино[2,3-с]-хіназолін-5а(6Н)-карбонових(-пропанових) кислот: синтез та біологічна активність

It is known that carboxyl groups bonded to aryl or hetaryl moieties play a role of the “pharmacophore” fragment in most NSAID molecules. It should be mentioned that the carboxyl group may cause the appearance of toxic effects and is characterized by unsatisfactory pharmacokinetic properties. The structural modification of the carboxyl group, including its bioisosteric replacement, is among the most widely used approaches in medicinal chemistry to improve pharmacodynamic, pharmacokinetic and technological characteristics.Aim. To develop the synthetic procedures for functional derivatives of 3-R-2,8-dioxo-7,8-dihydro-2Н-pyrrolo[1,2-а][1,2,4]triazino[2,3-с]quinazoline-5а(6Н)-carboxylic(-propanoic) acids, study the effect of the carboxyl group chemical modification on the LOX-inhibiting and antiradical activity as a possible mechanism of the pharmacological activity.Results and discussion. The synthesis of esters of 3-(2,8-dioxo-3-R1-7,8-dihydro-2H-pyrrolo[1,2-a][1,2,4]triazino[2,3-c]quinazolin-5a(6H)-yl)carboxylic(propanoic) acids was conducted by esterification of the corresponding acids and tandem heterocyclization of 2-(6-R1-2,5-dihydro-5-оxo-1,2,4-triazino-3-yl)anilines with diethyl 4-oxoheptanedioate. The synthesis of amides was conducted by aminolysis of N-acylimidazolides generated in situ. The antiradical and LOX-inhibiting activities of the compounds obtained were studied as possible mechanisms of the anti-inflammatory activity. The series of the compounds revealed the LOX-inhibiting activity that was comparable with the effect of the reference compound – nordihydroguaiaretic acid.Experimental part. The synthetic procedures were conducted according to the commonly used methods. The purity and the structure of the compounds obtained were proven by modern physicochemical methods (1H and 13C NMR-spectroscopy, LC-MS-spectrometry). The antiradical activity was measured by the ability to scavenge a DPPH-radical. The study of the LOX-inhibiting activity was performed using soybean LOX as an enzyme and linolenic acid as a substrate.Conclusions. The methods for the synthesis of esters and amides of 2,8-dioxo-3-R1-7,8-dihydro-2H-pyrrolo[1,2-a][1,2,4]triazino[2,3-c]quinazolin-5a(6H)-carboxilic(propanoic) acids have been developed. The abovementioned transformations were conducted by alcoholysis of generated in situ acyl halides and aminolysis of N-acylimidazolides, respectively. The more efficient approach for the synthesis of the target esters via condensation of 2-(6-R1-2,5-dihydro-5-oxo-1,2,4-triazino-3-yl)anilines with diethyl 4-oxoheptanedioate has been proposed. It has been found that the highest radical scavenging and LOX-inhibiting activities are characteristic for hetarylpropanoic acids that contain electron withdrawing substituents in position 3, as well as fluorine atoms in positions 11 and 12. The chemical modification of the carboxylic group in most cases results in a decrease or the loss of the activity. Received: 10.01.2019Revised: 04.02.2020Accepted: 27.02.2020Известно, что карбоксильные группы, связанные с арильным или гетарильным фрагментами, играют роль «фармакофора» в молекулах большинства НПВС. Следует отметить, что карбоксильная группа может привести к появлению токсического действия и характеризуется неудовлетворительными фармакокинетическими свойствами. Структурная модификация карбоксильной группы, включая ее биоизостерическую замену, является одним из наиболее широко применяемых подходов медицинской химии для совершенствования фармакодинамических, фармакокинетических и технологических характеристик.Цель. Разработать методы синтеза ряда функциональных производных 3-R-2,8-диоксо-7,8-дигидро-2Н-пирроло­[1,2-а][1,2,4]триазино[2,3-с]хиназолин-5а(6Н)-карбоновых(-пропановых) кислот, изучить влияние структурной модификации карбоксильной группы на ЛОГ-ингибирующее и антирадикальное действие как одного из возможных механизмов фармакологической активности.Результаты и их обсуждение. Реакцией этерификации 3-(2,8-диoксо-3-R1-7,8-дигидро-2H-пирроло[1,2-a][1,2,4]триазино[2,3-c]хиназолин-5a(6H)-ил)пропановых кислот или тандемной гетероциклизацией 2-(6-R1-2,5-дигидро-5-оксо-1,2,4-триазино-3-ил)анилинов с диэтил-4-oксогептандионатом синтезированы эфиры соответствующих кислот. Синтез амидов проведен аминолизом активированных кислот, где в качестве активирующей компоненты использован 1,1’-карбонилдиимидазол. В рамках исследования проведено изучение ЛОГ-ингибирующего и антирадикального действия как одного из возможных механизмов противовоспалительной активности. Выявлен ряд соединений, которые проявляют ЛОГ-ингибирующую активность на уровне стандарта нордигидрогваяретовой кислоты.Экспериментальная часть. Синтетические процедуры были выполнены согласно общепринятым подходам. Чистота и структура соединений установлены с помощью современных физико-химических методов (1H и 13C ЯМР-спектроскопия, ВЭЖХ-МС-спектрометрия). Антирадикальную активность устанавливали путем измерения способности синтезированных соединений связывать DPPH-радикал. Изучение ЛОГ-ингибирующей активности веществ было проведено с использованием соевой липооксигеназы в качестве фермента и линоленовой кислоты в качестве субстрата.Выводы. Разработаны методы синтеза сложных эфиров и амидов 2,8-диоксо-3-R1-7,8-дигидро-2H-пирроло[1,2-a][1,2,4]­триазино[2,3-c]хиназолин-5a(6H)-карбоновых(-пропановых) кислот. Указанные превращения проведены алкоголизом образованных in situ ацилгалогенидов и аминолизом N-ацилимидазолидов. Более эффективным методом синтеза сложных эфиров оказалась тандемная гетероциклизация 2-(6-R1-2,5-дигидро-5-оксо-1,2,4-триазино-3-ил)анилинов с диэтил-4-oксогептандионатом. Установлено, что наиболее высокая ЛОГ-ингибирующая и антирадикальная активность характерны для гетарилпропановых кислот, которые имеют электроноакцепторные заместители в положении 3, а также атомы фтора в положениях 11 и 12. Модификация карбоксильной группы соответствующих кислот в большинстве случаев приводит к снижению или потере активности. Received: 10.01.2019Revised: 04.02.2020Accepted: 27.02.2020Відомо, що карбоксильні групи, пов’язані з арильним або гетарильним фрагментами, відіграють роль «фармакофору» у молекулах більшості НПЗЗ. Слід зазначити, що карбоксильна група може спричинити появу токсичної дії і характеризується незадовільними фармакокінетичними властивостями. Структурна модифікація карбоксильної групи, включаючи її біоізостеричну заміну, є однією з найбільш широко застосовуваних підходів медичної хімії для вдосконалення фармакодинамічних, фармакокінетичних та технологічних характеристик.Мета. Розробити методи синтезу ряду функціональних похідних 3-R-2,8-діоксо-7,8-дигідро-2Н-піроло[1,2-а][1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-5а(6Н)-карбонових(-пропанових) кислот, вивчити вплив структурної модифікації карбоксильної групи на ЛОГ-інгібуючу та антирадикальну дію як одного з можливих механізмів фармакологічної активності.Результати та їх обговорення. Реакцією естерифікації 3-(2,8-діoксо-3-R1-7,8-дигідро-2H-піроло[1,2-a][1,2,4]триазино[2,3-c]хіназолін-5a(6H)-іл)пропанових кислот або тандемною гетероциклізацією 2-(6-R1-2,5-дигідро-5-оксо-1,2,4-триазин-3-іл)анілінів з діетил-4-oксогептандіонатом синтезовано естери відповідних кислот. Синтез амідів проведено амінолізом активованих кислот, де як активуючу компоненту використано 1,1’-карбонілдіімідазол. У рамках дослідження проведено вивчення ЛОГ-інгібуючої і антирадикальної дії як одного з можливих механізмів протизапальної активності. Виявлено ряд сполук, які проявляють ЛОГ-інгібуючу активність на рівні фармакологічного стандарту нордигідрогваяретової кислоти.Експериментальна частина. Синтетичні процедури були виконані згідно з загальноприйнятими підходами. Чистоту і структуру сполук встановлено за допомогою сучасних фізико-хімічних методів (1H і 13C ЯМР-спектроскопія, ВЕРХ-МС-спектрометрія). Антирадикальну активність встановлювали за здатністю синтезованих сполук інгібувати DPPH-радикал. Вивчення ЛОГ-інгібуючої активності сполук було проведено з використанням соєвої ліпооксигенази як ферменту і ліноленової кислоти як субстрату.Висновки. Розроблено методи синтезу естерів і амідів 2,8-діоксо-3-R1-7,8-дигідро-2H-піроло[1,2-a][1,2,4]триазино[2,3-c]хіназолін-5a(6H)-карбонових (пропанових) кислот. Вищезазначені перетворення проведено алкоголізом утворених in situ ацилгалогенідів та амінолізом N-ацилімідазолідів. Більш ефективним методом синтезу естерів виявилася тандемна гетероциклізація 2-(6-R1-2,5-дигідро-5-оксо-1,2,4-триазин-3-іл)анілінів з діетил-4-oксогептандіонатом. Встановлено, що найбільш висока ЛОГ-інгібуюча і антирадикальна активність характерні для гетарилпропанових кислот, які мають електроноакцепторні замісники у положенні 3, а також атоми флуору у положеннях 11 та 12. Модифікація карбоксильної групи відповідних кислот у більшості випадків призводить до зниження або втрати активності. Received: 10.01.2019Revised: 04.02.2020Accepted: 27.02.202

Time and frequency pump-probe multiplexing to enhance the signal response of Brillouin optical time-domain analyzers

© 2014 Optical Society of America. One print or electronic copy may be made for personal use only. Systematic reproduction and distribution, duplication of any material in this paper for a fee or for commercial purposes, or modifications of the content of this paper are prohibitedA technique to enhance the response and performance of Brillouin distributed fiber sensors is proposed and experimentally validated. The method consists in creating a multi-frequency pump pulse interacting with a matching multi-frequency continuous-wave probe. To avoid nonlinear cross-interaction between spectral lines, the method requires that the distinct pump pulse components and temporal traces reaching the photodetector are subject to wavelength-selective delaying. This way the total pump and probe powers launched into the fiber can be incrementally boosted beyond the thresholds imposed by nonlinear effects. As a consequence of the multiplied pump-probe Brillouin interactions occurring along the fiber, the sensor response can be enhanced in exact proportion to the number of spectral components. The method is experimentally validated in a 50 km-long distributed optical fiber sensor augmented to 3 pump-probe spectral pairs, demonstrating a signal-to-noise ratio enhancement of 4.8 dB.The authors would like to thank Mr. Javier Urricelqui from Universidad Publica de Navarra (Spain) for the valuable discussions and help in relation to the noise characteristics of BOTDA sensors. This work was performed in the framework and with the support of the COST Action TD1001 OFSeSa. M. A. Soto and L. Thevenaz acknowledge the support from the Swiss Commission for Technology and Innovation (Project 13122.1), and from the Swiss State Secretariat for Education, Research and Innovation (SERI) through the project COST C10.0093. UPVLC group acknowledges the support from the Spanish MICINN and the Valencia Government through the projects TEC2011-29120-C05-05 and ACOMP/2013/146, respectively. L. Zhang acknowledges the support from the China Scholarship Council during his stay at EPFL in Switzerland.Soto, MA.; Ricchiuti, AL.; Zhang, L.; Barrera Vilar, D.; Sales Maicas, S.; Thevenaz, L. (2014). Time and frequency pump-probe multiplexing to enhance the signal response of Brillouin optical time-domain analyzers. Optics Express. 22(23):28584-28595. https://doi.org/10.1364/OE.22.028584S28584285952223Horiguchi, T., Shimizu, K., Kurashima, T., Tateda, M., & Koyamada, Y. (1995). Development of a distributed sensing technique using Brillouin scattering. Journal of Lightwave Technology, 13(7), 1296-1302. doi:10.1109/50.400684Soto, M. A., & Thévenaz, L. (2013). Modeling and evaluating the performance of Brillouin distributed optical fiber sensors. Optics Express, 21(25), 31347. doi:10.1364/oe.21.031347Foaleng, S. M., & Thévenaz, L. (2011). Impact of Raman scattering and modulation instability on the performances of Brillouin sensors. 21st International Conference on Optical Fiber Sensors. doi:10.1117/12.885105Alem, M., Soto, M. A., & Thévenaz, L. (2014). Modelling the depletion length induced by modulation instability in distributed optical fibre sensors. 23rd International Conference on Optical Fibre Sensors. doi:10.1117/12.2058862Thévenaz, L., Mafang, S. F., & Lin, J. (2013). Effect of pulse depletion in a Brillouin optical time-domain analysis system. Optics Express, 21(12), 14017. doi:10.1364/oe.21.014017Minardo, A., Bernini, R., & Zeni, L. (2009). A Simple Technique for Reducing Pump Depletion in Long-Range Distributed Brillouin Fiber Sensors. IEEE Sensors Journal, 9(6), 633-634. doi:10.1109/jsen.2009.2019372Soto, M. A., Bolognini, G., Di Pasquale, F., & Thévenaz, L. (2010). Simplex-coded BOTDA fiber sensor with 1 m spatial resolution over a 50 km range. Optics Letters, 35(2), 259. doi:10.1364/ol.35.000259Soto, M. A., Bolognini, G., & Di Pasquale, F. (2010). Analysis of pulse modulation format in coded BOTDA sensors. Optics Express, 18(14), 14878. doi:10.1364/oe.18.014878Rodriguez-Barrios, F., Martin-Lopez, S., Carrasco-Sanz, A., Corredera, P., Ania-Castanon, J. D., Thevenaz, L., & Gonzalez-Herraez, M. (2010). Distributed Brillouin Fiber Sensor Assisted by First-Order Raman Amplification. Journal of Lightwave Technology, 28(15), 2162-2172. doi:10.1109/jlt.2010.2051141Martin-Lopez, S., Alcon-Camas, M., Rodriguez, F., Corredera, P., Ania-Castañon, J. D., Thévenaz, L., & Gonzalez-Herraez, M. (2010). Brillouin optical time-domain analysis assisted by second-order Raman amplification. Optics Express, 18(18), 18769. doi:10.1364/oe.18.018769Soto, M. A., Bolognini, G., & Di Pasquale, F. (2011). Optimization of long-range BOTDA sensors with high resolution using first-order bi-directional Raman amplification. Optics Express, 19(5), 4444. doi:10.1364/oe.19.004444Soto, M. A., Taki, M., Bolognini, G., & Pasquale, F. D. (2012). Simplex-Coded BOTDA Sensor Over 120-km SMF With 1-m Spatial Resolution Assisted by Optimized Bidirectional Raman Amplification. IEEE Photonics Technology Letters, 24(20), 1823-1826. doi:10.1109/lpt.2012.2212183Jia, X.-H., Rao, Y.-J., Yuan, C.-X., Li, J., Yan, X.-D., Wang, Z.-N., … Peng, F. (2013). Hybrid distributed Raman amplification combining random fiber laser based 2nd-order and low-noise LD based 1st-order pumping. Optics Express, 21(21), 24611. doi:10.1364/oe.21.024611Soto, M. A., Angulo-Vinuesa, X., Martin-Lopez, S., Chin, S.-H., Ania-Castanon, J. D., Corredera, P., … Thevenaz, L. (2014). Extending the Real Remoteness of Long-Range Brillouin Optical Time-Domain Fiber Analyzers. Journal of Lightwave Technology, 32(1), 152-162. doi:10.1109/jlt.2013.2292329Soto, M. A., Bolognini, G., & Pasquale, F. D. (2009). Distributed optical fibre sensors based on spontaneous Brillouin scattering employing multimode Fabry-Pérot lasers. Electronics Letters, 45(21), 1071. doi:10.1049/el.2009.2381Li, C., Wang, F., Lu, Y., & Zhang, X. (2012). SNR enhancement in Brillouin optical time domain reflectometer using multi-wavelength coherent detection. Electronics Letters, 48(18), 1139-1141. doi:10.1049/el.2012.1248Voskoboinik, A., Wang, J., Shamee, B., Nuccio, S. R., Zhang, L., Chitgarha, M., … Tur, M. (2011). SBS-Based Fiber Optical Sensing Using Frequency-Domain Simultaneous Tone Interrogation. Journal of Lightwave Technology, 29(11), 1729-1735. doi:10.1109/jlt.2011.2145411Voskoboinik, A., Yilmaz, O. F., Willner, A. W., & Tur, M. (2011). Sweep-free distributed Brillouin time-domain analyzer (SF-BOTDA). Optics Express, 19(26), B842. doi:10.1364/oe.19.00b842Chaube, P., Colpitts, B. G., Jagannathan, D., & Brown, A. W. (2008). Distributed Fiber-Optic Sensor for Dynamic Strain Measurement. IEEE Sensors Journal, 8(7), 1067-1072. doi:10.1109/jsen.2008.926107Nikles, M., Thevenaz, L., & Robert, P. A. (1997). Brillouin gain spectrum characterization in single-mode optical fibers. Journal of Lightwave Technology, 15(10), 1842-1851. doi:10.1109/50.633570Jacobs, I. (1995). Dependence of optical amplifier noise figure on relative-intensity-noise. Journal of Lightwave Technology, 13(7), 1461-1465. doi:10.1109/50.400712Bolognini, G., Soto, M. A., & Di Pasquale, F. (2009). Fiber-Optic Distributed Sensor Based on Hybrid Raman and Brillouin Scattering Employing Multiwavelength Fabry–PÉrot Lasers. IEEE Photonics Technology Letters, 21(20), 1523-1525. doi:10.1109/lpt.2009.202889

In silico and in vivo screening of triamterene synthetic analogues as promising diuretics

The modification of lead-compound aimed to the increasing of activity, decrement of toxicity or improvement of selectivity is one of the most important methods used for elaboration of novel medications. Natural compounds, approved or investigational drugs or just compounds with proved biological activity could be the lead-compound. Often the chemical modification of lead compounds is directed at the enhancement of ligand-biological target interactions. Abovementioned approach, namely structural modification of known drug triamterene was used for purposeful search for novel diuretics. The preliminary prognostication of ligand-target interactions and affinity levels allow to reduce quantity of experimental animals, synthesis, and pharmacological studies costs. Conducted studies revealed the series of promising 6,7-disubstituted pteridine-2,4(1H,3H)-diones with diuretic activity that comparable with pharmacological effect of triamterene. Aim – purposeful search for promising diuretics among structural analogues of triamterene that includes preliminary in silico studies, synthesis and in vivo screening of novel compounds for diuretic activity. Methods used: organic synthesis, physicochemical methods of analysis of organic compounds (NMR 1 H-spectroscopy, chromato-mass spectrometry, elemental analysis). Prediction of affinity for a biological target, prediction of toxicity and lipophilicity of the combinatorial library, which was created on the basis of the drug triamterene, was carried out using computer services. Studies of compounds that affect the excretory function of the kidneys of rats were performed according to the generally accepted method of E.B. Berkhin with water load. Research of the probable mechanism was conducted by flexible molecular docking, as an approach of finding molecules with affinity to a specific biological target. Macromolecular data were downloaded from the Protein Data Bank (PDB) namely, the crystal structures of epithelial sodium channel (ENaC) ((PDB ID – 6WTH). The substantiation of potential diuretics design was conducted by in silico methods (prediction of affinity, ligandenzyme interactions and pharmacokinetic characteristics). The structural modification of triamterene molecule was carried out by replacing of amino-group in positions 2, 4 and 7 by others “pharmacophore” fragments. Abovementioned transformation is aimed at the changing of ligand-enzyme interactions in active site, lipophility and toxicity. Synthesis of 6,7- disubstituted pteridine-2,4(1H,3H)-diones was conducted by condensation 5,6-diamino-2-oxo-(thioxo-)-2,3-dihydropyrimidin4(1H)-ones with carbonyl-containing compounds or oxocarboxylic acids. The further modification of obtained compounds was performed by alkylation, hydrazinolysis and nucleophilic addition/elimination. The structure of obtained compounds was proven by elemental analysis, chromato-mass and 1 H NMR-spectral analysis. The studies of synthesized compounds effect on excretion function of kidneys allowed to detect series of promising structural analogues of triamterene that exceed it in pharmacological activity by 27.3-99.0%. The “structure-biological activity” relationship was discussed and perspective of the further search of diuretics among abovementioned compounds were shown. The design of new biologically active compounds with diuretic activity was performed using in silico methodologies and realized by structural modification of the well-known diuretic triamterene. Traditional organic synthesis was used for preparation of target compounds, in vivo experiments wereused to detect compounds with significant biological activity. Several effective compounds were identified among pteridines, which exceed the reference drug triamterene in terms of daily diuresis. The obtained results substantiate further purposeful search, in-depth research on experimental pathologies and study of the mechanism of action of potential diuretics among this class of compound

Molecular study of the perforin gene in familial hematological malignancies

Perforin gene (PRF1) mutations have been identified in some patients diagnosed with the familial form of hemophagocytic lymphohistiocytosis (HLH) and in patients with lymphoma. The aim of the present study was to determine whether patients with a familial aggregation of hematological malignancies harbor germline perforin gene mutations. For this purpose, 81 unrelated families from Tunisia and France with aggregated hematological malignancies were investigated. The variants detected in the PRF1 coding region amounted to 3.7% (3/81). Two of the three variants identified were previously described: the p.Ala91Val pathogenic mutation and the p.Asn252Ser polymorphism. A new p.Ala 211Val missense substitution was identified in two related Tunisian patients. In order to assess the pathogenicity of this new variation, bioinformatic tools were used to predict its effects on the perforin protein structure and at the mRNA level. The segregation of the mutant allele was studied in the family of interest and a control population was screened. The fact that this variant was not found to occur in 200 control chromosomes suggests that it may be pathogenic. However, overexpression of mutated PRF1 in rat basophilic leukemia cells did not affect the lytic function of perforin differently from the wild type protein

Calcium and copper transport ATPases: analogies and diversities in transduction and signaling mechanisms

The calcium transport ATPase and the copper transport ATPase are members of the P-ATPase family and retain an analogous catalytic mechanism for ATP utilization, including intermediate phosphoryl transfer to a conserved aspartyl residue, vectorial displacement of bound cation, and final hydrolytic cleavage of Pi. Both ATPases undergo protein conformational changes concomitant with catalytic events. Yet, the two ATPases are prototypes of different features with regard to transduction and signaling mechanisms. The calcium ATPase resides stably on membranes delimiting cellular compartments, acquires free Ca2+ with high affinity on one side of the membrane, and releases the bound Ca2+ on the other side of the membrane to yield a high free Ca2+ gradient. These features are a basic requirement for cellular Ca2+ signaling mechanisms. On the other hand, the copper ATPase acquires copper through exchange with donor proteins, and undergoes intracellular trafficking to deliver copper to acceptor proteins. In addition to the cation transport site and the conserved aspartate undergoing catalytic phosphorylation, the copper ATPase has copper binding regulatory sites on a unique N-terminal protein extension, and has also serine residues undergoing kinase assisted phosphorylation. These additional features are involved in the mechanism of copper ATPase intracellular trafficking which is required to deliver copper to plasma membranes for extrusion, and to the trans-Golgi network for incorporation into metalloproteins. Isoform specific glyocosylation contributes to stabilization of ATP7A copper ATPase in plasma membranes

ЗАМІЩЕНІ 3-R-7,8-ДИГІДРО-2Н-ПІРОЛО[1,2-а][1,2,4]ТРИАЗИНО[2,3-с]ХІНАЗОЛІН-5а(6Н)-АЛКІЛКАРБОНОВІ КИСЛОТИ – ПЕРСПЕКТИВНИЙ КЛАС МАЛОТОКСИЧНИХ ПРОТИЗАПАЛЬНИХ АГЕНТІВ

The aim of the work. Evaluation of the anti-inflammatory activity and acute toxicity of new 3-R-7,8-dihydro-2H-pyrrolo[1,2-a][1,2,4]triazino[2,3-c]quinazolin-5a (6H)-alkyl-carboxylic acids as potential anti-inflammatory agents. Materials and Methods. The study of anti-inflammatory activity was conducted on a model of carrageenan-induced paw edema on white male Wistar rats weighing 140- 220 g. The tested compounds were administered orally using an atraumatic probe at a dose of 25 mg/kg, sodium diclofenac was used as reference drug and was administrated in dose 10 mg/kg. The acute toxicity of the studied compounds was predicted by in silico methods (GUSAR and TEST software packages), as well, as evaluated experimentally on outbred white mice of both sexes weighing 16-24 g. The synthesized compounds were administered intraperitoneally in the form of a fine suspension in physiological saline, which was stabilized by Tween 80. Median lethal doses (LD50) were determined by the Prozorovsky method. Statistical processing was conducted by appropriate approaches using the STATISTICA® for Windows 6.0 software (StatSoft Inc, No. AXXR712D833214FAN5). Results and Discussion. The study of the anti-inflammatory activity of pyrrolo[1,2-a][1,2,4]triazino[2,3-c]quinazolines derivatives showed that the studied compounds are highly active anti-inflammatory agents, that compete or exceed activity of reference drug “Sodium diclofenac”. The most active was 3-(3-methyl-2,8-dioxo-7,8-dihydro-2H-pyrrolo[1,2-a][1,2,4]triazino[2,3-c]quinazolin-5a(6H)-yl)propanoic acid (5) which by the level of pharmacological effect exceeded reference drug by more than 20%. The results of in silico and in vivo study of the pyrrolo[1,2-a][1,2,4]triazino[2,3-c]quinazoline derivatives acute toxicity showed their mutual correlation. Intraperitoneal administration of the studied compounds to white mice at doses of 500 to 1500 mg/kg allowed assign them to toxicity classes IV and V (low-toxic and practically non-toxic compounds, respectively, classification of toxicity with parenteral routes of administration). Conclusion. The anti-inflammatory activity and acute toxicity of new pyrrolo[1,2-a][1,2,4]triazino[2,3-c]quinazolines were studied. It was found that most of the studied compounds exhibit significant anti-inflammatory activity being low-toxic or practically non-toxic (IV-V class). “Chemical structure – anti-inflammatory activity” relationship analysis showed, that the introduction of propanoic acid moiety in position 5a may be considered as rational approach for search for new anti-inflammatory agents. Described compounds are a promising group for further purposeful synthesis and in-depth pharmacological studies aimed at creating new non-steroidal anti-inflammatory drugs.Мета роботи. Дослідження протизапальної активності та гострої токсичності оригінальних 3-R-7,8-дигідро-2Н-піроло[1,2-а][1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-5а(6Н)-алкілкарбонових кислот. Матеріали і методи. Дослідження протизапальної активності проводили на моделі карагенінового набряку лапки білих щурів-самців лінії «Вістар» масою 140 – 220 г. Досліджувані речовини вводили перорально у вигляді водної суспензії, стабілізованої Твіном 80, за допомогою атравматичного зонда в дозі 25 мг/кг, натрію диклофенак – 10 мг/кг. Показники гострої токсичності досліджуваних сполук було спрогнозовано in silico (програмні пакети GUSAR і TEST) та встановлено in vivo на білих безпородних мишах обох статей масою 16 – 24 г. Синтезовані сполуки вводили одноразово внутрішньоочеревинно у вигляді тонкої суспензії у фізіологічному розчині, стабілізованої Твіном 80. Середньолетальні дози (ЛД50) визначали за методом В. Прозоровського. Статистичну обробку даних проводили за загальноприйнятими підходами за допомогою статистичного пакета програм «STATISTICA® for Windows 6.0» (StatSoft Inc, № АХХR712D833214FAN5). Результати й обговорення. Вивчення протизапальної дії похідних піроло[1,2-a][1,2,4]триазино[2,3-c]хіназоліну показало, що досліджувані сполуки є високоактивними протизапальними агентами, які за рівнем дії конкурують або перевищують препарат порівняння «Натрію диклофенак». Найбільш активною виявилась 3-(3-метил-2,8-діоксо-7,8-дигідро-2H-піроло[1,2-a][1,2,4]триазино[2,3-c]хіназолін-5a(6H)-іл)пропанова кислота (5), яка за рівнем дії перевищує препарат порівняння більше ніж на 20 %. Результати вивчення гострої токсичності похідних піроло[1,2-a][1,2,4]триазино[2,3-c]хіназолінів, проведені методами in silico та in vivo, корелюють поміж собою. Внутрішньоочеревинне введення досліджуваних сполук білим безпородним мишам у дозах від 500 до 1500 мг/кг дозволило віднести їх до IV та V класу токсичності (малотоксичні та практично нетоксичні сполуки, згідно із класифікацією токсичності при парентеральних способах введення). Висновки. Досліджено протизапальну активність та гостру токсичність серед оригінальних піроло[1,2-а][1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолінів і встановлено, що більшість досліджуваних сполук проявляють виражену протизапальну дію при внутрішньошлунковому введенні та належать до практично нетоксичних або малотоксичних сполук (IV-V клас). Обговорено взаємозв’язок «хімічна будова – протизапальна активність» і показано, що введення залишку пропанової кислоти в положення 5а зазначеної системи є виправданим у плані пошуку сполук з антиексудативною дією, а зазначені структури є перспективною групою для проведення подальшого спрямованого синтезу і фармакологічних досліджень із метою створення на їх основі нових нестероїдних протизапальних засобів