التوليف والتقييم البيولوجي لمثبطات الأنهايدريز الكربونية III وIV عن طريق كروماتوغرافيا الغاز باستخدام كريات معدلة حساسة لدرجة الحموضة

المؤلفون

  • Buthaina Hussein قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.
  • Laurance M. S. Bourghli قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.
  • Muhammed Alzweiri قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.
  • Yusuf Al-Hiari قسم العلوم الصيدلانية، كلية الصيدلة، الجامعة الأردنية، عمان، الأردن.
  • Mohammad Abu Sini قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.
  • Soraya Alnabulsi قسم الكيمياء الطبية والعقاقير، كلية الصيدلة، جامعة العلوم والتكنولوجيا الأردنية، الأردن.
  • Batool Al-Ghwairi قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

DOI:

https://doi.org/10.35516/jjps.v16i2.1470

الكلمات المفتاحية:

كربونيك أنهايدريز III، كربونيك أنهايدريز IX، مثبطات، أميدات، أحماض هيدروكسيمية، إيمينات، مخلّب الزنك

الملخص

تم تصنيع خمسة عشر مركبًا واختبارها كمثبطات محتملة لـلأنهايدريز الكربوني III (CAIII) والأنهايدريز الكربوني IX (CAIX)، ستة منها مركبات جديدة. تم تقييم مشتقات الأميدات (a1-4) والأحماض الهيدروكسيمية (b1-2) والإيمينات (c1-9) لنشاطها المثبط ضد CAIII وCAIX عن طريق كروماتوجرافيا الغاز باستخدام كريات معدلة حساسة لدرجة الحموضة. أظهرت المشتقات نسب تثبيط تتراوح بين 12-56٪ لـ CAIII و44-59٪ لـ CAIX، مقارنة بـ 49٪ و63٪ لكابتوبريل (المركب المرجعي) على التوالي. أظهرت الإيمينات أفضل تثبيط لـ CAIII، بينما أظهرت جميع المشتقات نشاطًا مشابهًا ضد CAIX. من المفترض أن ذرة النيتروجين في شقوق الإيمين أو الأميد أو الحمض الهيدروكسيمي بالقرب من مجموعة قابلة للتأين بالتنسيق مع أيون الزنك في الموقع النشط. علاوة على ذلك، تم اختبار المركبات بالنسبة لنشاطهم المضاد للميكروبات والفطريات. بشكل عام، أظهرت المركبات نشاطًا منخفضًا او عدم النشاط ضد بعض البكتيريا موجبة وسالبة الجرام. هذا يدعم نظرية قدرتها على الارتباط بالأنهايدريز الكربوني البشري ولكن ليس الأنهايدريز الكربوني الخاص بالبكتيريا. يمكن أن تكون هذه المركبات بمثابة نماذج مفيدة لتطوير مثبطات الأنهايدريز الكربونية أكثر فعالية وانتقائية كمضادات للسمنة ومضادة للسرطان.

السير الشخصية للمؤلفين

Buthaina Hussein، قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

Laurance M. S. Bourghli، قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

Muhammed Alzweiri، قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

قسم العلوم الصيدلانية، كلية الصيدلة، الجامعة الأردنية، عمان، الأردن.

Yusuf Al-Hiari، قسم العلوم الصيدلانية، كلية الصيدلة، الجامعة الأردنية، عمان، الأردن.

قسم العلوم الصيدلانية، كلية الصيدلة، الجامعة الأردنية، عمان، الأردن.

Mohammad Abu Sini، قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

Soraya Alnabulsi، قسم الكيمياء الطبية والعقاقير، كلية الصيدلة، جامعة العلوم والتكنولوجيا الأردنية، الأردن.

قسم الكيمياء الطبية والعقاقير، كلية الصيدلة، جامعة العلوم والتكنولوجيا الأردنية، الأردن.

Batool Al-Ghwairi، قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

قسم الصيدلة، كلية الصيدلة، جامعة الزيتونة الأردنية، الأردن.

المراجع

(1) Andrea Petrenia VDL, C. Andrea Scalonic, et al.Anion inhibition studies of the Zn (II)-bound i-carbonic anhydrase from the Gram-negative bacterium Burkholderia territorii. J Enzyme Inhib Med Chem. 2021;36(1):372-6.

(2) Hamadneh L, Hikmat S, Al-Samad LA, et al. Synthesis, Characterization and Antimicrobial Activity of Novel Symmetrical and Unsymmetrical Thiadiazole Derivatives as Potential Carbonic Anhydrase Inhibitor in E. Coli. Journal of Global Pharma Technology. 2009;11(02):171-80.

(3) Nocentini A, Donald WA, Supuran CT. Human carbonic anhydrases: tissue distribution, physiological role, and druggability. Carbonic Anhydrases. Academic press; 2019. p. 151-85.

(4) Alzweiri M. Inhibitory binding of angiotensin converting enzyme inhibitors with carbonic anhydrase III. Chromatographia. 2020;83(12):1517-24.

(5) Supuran CT, Capasso C. Antibacterial carbonic anhydrase inhibitors: an update on the recent literature. Expert Opin Ther Targets. 2020;30(12):963-82.

(6) Supuran CT. Inhibition of bacterial carbonic anhydrases and zinc proteases: from orphan targets to innovative new antibiotic drugs. Curr Med Chem. 2012;19(6):831-44.

(7) Rasti B, Mazraedoost S, Panahi H, et al.New insights into the selective inhibition of the β-carbonic anhydrases of pathogenic bacteria Burkholderia pseudomallei and Francisella tularensis: a proteochemometrics study. Mol Divers 2019;23(2):263-73.

(8) Murray AB, Aggarwal M, Pinard M, et al. Patrauchan M, Supuran CT, et al. Structural Mapping of Anion Inhibitors to β‐Carbonic Anhydrase psCA3 from Pseudomonas aeruginosa. ChemMedChem. 2018;13(19):2024-9.

(9) Plosker GL, Croom KF. Sulfasalazine. Drugs. 2005;65(13):1825-49.

(10) Alzweiri M, Al‐Hiari Y. Evaluation of vanillic acid as inhibitor of carbonic anhydrase isozyme III by using a modified Hummel–Dreyer method: approach for drug discovery. Biomed Chromatogr. 2013;27(9):1157-61.

(11) Angeli A, Donald WA, Parkkila S, et al. Activation studies with amines and amino acids of the β-carbonic anhydrase from the pathogenic protozoan Leishmania donovani chagasi. Bioorganic Chemistry. 2018;78:406-10.

(12) Chiaramonte N, Bua S, Ferraroni M, et al. 2-Benzylpiperazine: A new scaffold for potent human carbonic anhydrase inhibitors. Synthesis, enzyme inhibition, enantioselectivity, computational and crystallographic studies and in vivo activity for a new class of intraocular pressure lowering agents. Eur J Med Chem. 2018;151:363-75.

(13) Harju AK, Bootorabi F, Kuuslahti M, et al. Carbonic anhydrase III: A neglected isozyme is stepping into the limelight. J Enzyme Inhib Med Chem. 2013;28(2):231-9.

(14) Mahon BP, McKenna R. Carbonic Anhydrases as Biocatalysts. Chapter 5: Carbonic Anhydrase III, pages: 91-108: Elsevier; 2015.

(15) Mitterberger MC, Kim G, Rostek U, et al. Carbonic anhydrase III regulates peroxisome proliferator-activated receptor-γ2. Exp Cell Res. 2012;318(8):877-86.

(16) Mohammad HK, Alzweiri MH, Khanfar MA, et al.6-Substituted nicotinic acid analogues, potent inhibitors of CAIII, used as therapeutic candidates in hyperlipidemia and cancer. Med Chem Res. 2017;26(7):1397-404.

(17) Alzweiri M, Al-Balas Q, Al-Hiari Y. Chromatographic evaluation and QSAR optimization for benzoic acid analogues against carbonic anhydrase III. J Enzyme Inhib Med Chem. 2015;30(3):420-9.

(18) Supuran CT, Winum JY. Carbonic anhydrase IX inhibitors in cancer therapy: an update. Future Med Chem. 2015;7(11):1407-14.

(19) Mahon BP, Pinard MA, McKenna R. Targeting carbonic anhydrase IX activity and expression. Molecules. 2015;20(2):2323-48.

(20) McDonald PC, Winum J-Y, Supuran CT, et al. Recent developments in targeting carbonic anhydrase IX for cancer therapeutics. Oncotarget. 2012;3(1):84.

(21) Rasti B, Mazraedoost, S., Panahi, H., et al.New insights into the selective inhibition of the β-carbonic anhydrases of pathogenic bacteria Burkholderia pseudomallei and Francisella tularensis: a proteochemometrics study. Mol Divers 2018;23:263–73.

(22) Capasso C, Supuran CT. Bacterial, fungal and protozoan carbonic anhydrases as drug targets. Expert Opin Ther Targets. 2015;19(12):1689-704.

(23) Köhler S, Ouahrani-Bettache, S., Winum, J.V. Brucella suis carbonic anhydrases and their inhibitors: Towards alternative antibiotics? J Enzyme Inhib Med Chem. 2017;32(1):683-7.

(24) Apaydın S, Török M. Sulfonamide derivatives as multi-target agents for complex diseases. Bioorg Med Chem Lett. 2019;29(16):2042-50.

(25) Supuran CT. Carbon-versus sulphur-based zinc binding groups for carbonic anhydrase inhibitors? J Enzyme Inhib Med Chem. 2018;33(1):485-95.

(26) Zhang L, Zhang J, Jiang Q.et al. Zinc binding groups for histone deacetylase inhibitors. J Enzyme Inhib Med Chem. 2018;33(1):714-21.

(27) Kusamoto H, Shiba A, Tsunehiro M. et al. A simple method for determining the ligand affinity toward a zinc-enzyme model by using a TAMRA/TAMRA interaction. Dalton Trans. 2018;47(6):1841-8.

(28) Liu Z-Q, Ng YM, Tiong PJ, et al. Five-coordinate zinc (II) complex: synthesis, characterization, molecular structure, and antibacterial activities of bis-[(E)-2-hydroxy-N′-1-(4-methoxyphenyl) ethylidenebenzohydrazido] dimethylsulfoxidezinc (II) complex. International Journal of Inorganic Chemistry. 2017;2017.

(29) Takahashi T, Miyazawa M. Synthesis and structure–activity relationships of serotonin derivatives effect on α-glucosidase inhibition. Med Chem Res. 2012;21(8):1762-70.

(30) Stachulski AV, Santoro MG, Piacentini S, et al. Second-generation nitazoxanide derivatives: thiazolides are effective inhibitors of the influenza A virus. Future Med Chem. 2018;10(8):851-62.

(31) Stachulski AV, Pidathala C, Row EC, et al. Thiazolides as novel antiviral agents. 1. Inhibition of hepatitis B virus replication. J Med Chem. 2011;54(12):4119-32.

(32) Trujillo-Ferrara J, Vazquez I, Espinosa J, et al.Reversible and irreversible inhibitory activity of succinic and maleic acid derivatives on acetylcholinesterase. Eur J Pharm Sci. 2003;18(5):313-22.

(33) Ameduri B, Boutevin B, Malek F. Synthesis and characterization of styrenic polymers with pendant pyrazole groups. II. J Polym Sci Part A Polym Chem. 1994;32(4):729-40.

(34) Bayer T, Chakrabarti A, Lancelot J, et al. Synthesis, crystallization studies, and in vitro characterization of cinnamic acid derivatives as SmHDAC8 Inhibitors for the treatment of schistosomiasis. ChemMedChem. 2018;13(15):1517-29.

(35) Ai T, Xu Y, Qiu L, et al. Hydroxamic acids block replication of hepatitis C virus. J Med Chem. 2015;58(2):785-800.

(36) Aakeröy CB, Sinha AS, Epa KN, et al.versatile and green mechanochemical route for aldehyde–oxime conversions. ChemComm. 2012;48(92):11289-91.

(37) Shukla SN, Gaur P, Bagri SS, et al. Pd (II) complexes with ONN pincer ligand: Tailored synthesis, characterization, DFT, and catalytic activity toward the Suzuki-Miyaura reaction. J Mol Struct. 2021;1225:129071.

(38) Elshaarawy RF, Mustafa FH, Sofy AR, et al. New synthetic antifouling coatings integrated novel aminothiazole-functionalized ionic liquids motifs with enhanced antibacterial performance. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2019;7(1):102800.

(39) Prashanthi Y, Kiranmai K. Spectroscopic characterization and biological activity of mixed ligand complexes of Ni (II) with 1, 10-phenanthroline and heterocyclic schiff bases. Bioinorganic Chemistry and Applications. 2012;2012.

(40) Shang X, Li J, Guo K, et al. Development and cytotoxicity of Schiff base derivative as a fluorescence probe for the detection of l-Arginine. J Mol Struct. 2017;1134:369-73.

(41) Petek H, Albayrak Ç, İskeleli NO, et al.Crystallographic and conformational analyses of zwitterionic form of (E)-2-methoxy-6-[(2-morpholinoethylimino) methyl] phenolate. J Chem Crystallogr. 2007;37(4):285-90.

(42) Bhanja A, Moreno-Pineda E, Herchel R, et al. Self-assembled octanuclear [Ni 5 Ln 3](Ln= Dy, Tb and Ho) complexes: synthesis, coordination induced ligand hydrolysis, structure and magnetism. Dalton Trans. 2020;49(23):7968-76.

(43) Reihsig J, Krause H-W. Über organische Katalysatoren, LXXIV. Chelatkatalyse XVII. Journal für Praktische Chemie. 1966;31(3-4):167-78.

(44) Alzweiri M, Sweidan K, Al-Helo T. Synthesis and evaluation of new 2-oxo-1, 2-dihydroquinoline-3-carboxamides as potent inhibitors against acetylcholinesterase enzyme. Med Chem Res. 2022;31(9):1448-60.

(45) Alzweiri M, Al-Helo T. Gas Chromatography with Modified pH-Sensitive Pellets in Evaluating Esterase Activity of Carbonic Anhydrase III Enzyme: Drug Discovery Approach. Chromatographia. 2021;84 (12):1113-20.

(46) Mboge MY, Chen Z, Wolff A, et al. Selective inhibition of carbonic anhydrase IX over carbonic anhydrase XII in breast cancer cells using benzene sulfonamides: Disconnect between activity and growth inhibition. PLoS One. 2018;13(11):e0207417.

(47) Summers JB, Mazdiyasni H, Holms JH, et al. Hydroxamic acid inhibitors of 5-lipoxygenase. J Med Chem. 1987;30(3):574-80.

(48) Pepeljnjak S, Zorc B, Butula I. Antimicrobial activity of some hydroxamic acids. Acta Pharmaceutica. 2005;55(4):401-8.

(49) Yekkour A, Meklat A, Bijani C, et al. A novel hydroxamic acid‐containing antibiotic produced by a Saharan soil‐living Streptomyces strain. Letters in applied microbiology. 2015;60(6):589-96.

(50) Abu Hajleh MN, Alzweiri, M., Bustanji, Y. K.et al. Biodegradable Poly (lactic-co-glycolic acid) Microparticles Controlled Delivery System: A Review. Jordan J Pharm. Sci. 2020;13(3):317-35.

(51) Bayer A, Kirby W, Sherris J, et al.Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disc method. Am J Clin Pathol. 1966;45(4):493-6.

(52) Mahmoud IS, Altaif, K. I., Abu Sini, M. K., et al. Determination of Antimicrobial Drug Resistance among Bacterial Isolates in Two Hospitals of Baghdad Jordan J Pharm. Sci. 2020;13(1):1-9.

(53) Wayne P. Clinical and laboratory standards institute: performance standards for antimicrobial disk susceptibility tests. Approved standard M2–A9, Clinical and laboratory standards institute. 2006.

(54) Antonio-Velmonte AJG, M. Local production of low cost quality antibiotic susceptibility disks for the Philippines. Philos J Microb Infect Dis. 1988;17 66-75.

(55) National Committee for Clinical Laboratory Standards Performance standards for antimicrobial susceptibility testing: eleventh informational supplement, National Committee for Clinical Laboratory Standard. PA, USA: Wayne; 2003.

التنزيلات

منشور

2023-07-24

كيفية الاقتباس

Hussein, B., Bourghli, L. M. S., Alzweiri, M., Al-Hiari, Y. ., Abu Sini, M. ., Alnabulsi, S., & Al-Ghwairi, B. (2023). التوليف والتقييم البيولوجي لمثبطات الأنهايدريز الكربونية III وIV عن طريق كروماتوغرافيا الغاز باستخدام كريات معدلة حساسة لدرجة الحموضة. Jordan Journal of Pharmaceutical Sciences, 16(2), 426–439. https://doi.org/10.35516/jjps.v16i2.1470

إصدار

القسم

Articles