Structure-Activity Relationships of Adenosine Derivatives as A3 Adenosine Receptor Antagonists

Abstract

A3 아데노신 수용체에 높은 선택성을 가진 효능제인 IB-MECA와 Cl-IB-MECA 그리고 Cl-IB-MECA의 4' 위치를 황으로 치환한 Thio-Cl-IB-MECA의 5'-uronamide 위치에 metyl 기를 붙임으로써 효과적으로 길항제로 치환할 수 있었다. 그러나 이렇게 합성된 길항제는 A3 아데노신 수용체에 결합하나 수용체를 활성화 시키지 않는 것으로 나타났다. 선행된 구조-활성 연구에서 5' 위치의 uronamido 기가 수용체의 결합 부위에서 다중 수소 결합을 형성한다는 것이 밝혀졌다. 그리고 이러한 수소 결합은 수용체의 구조에 변화를 가져와 수용체가 활성화 되는 것을 저해한다고 생각되었다. 그러므로 이번 연구에서는 5' 위치의 치환기를 제거하고 N6 위치를 아민기로 치환한 물질의 합성이 이루어졌다. 이 중 2-chloro-6-(3-chlorobenzyl) analogue (11b) 는 1.66 ± 0.90 nM 의 Ki 수치를 나타내며 기존에 합성된 어떤 길항제보다 A3 아데노신 수용체에 높은 친화성을 보였으며, 다른 아류형의 아데노신 수용체에 비해 A3 수용체에 매우 높은 선택성을 가진 것으로 나타났다. D 체와의 비교를 위하여 N6 번 위치를 대표적인 치환기인 3-bromobenzyl 기와 3-iodobenzyl 기로 치환한 L 타입 유도체와(12), 4' 위치가 황으로 치환된 물질과 기존의 당의 4' 위치가 산소로 이루어진 물질과의 활성을 비교하기 위해 D 타입 oxosugar 물질 (13) 도 합성 하였다. 예상된 바와 같이 이 두 유도체는 4' 위치가 황으로 치환된 D 타입의 물질에 비해 수용체와의 친화성이 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 항 염증 효과에 대한 동물 실험이 ICR 생쥐를 대상으로 수행 되었다. 2-Chloro-4'-thio-N6-(4-toluicacid) 아데노신 유도체 (11i)와 2-Chloro-4'-oxo-N6-(3-iodobenzyl) 아데노신 유도체 (13b) 가 0.5 % 농도에서 79 %의 항 염증 효과를 나타내었다. 현재 길항제의 수용성을 높이고자 본 연구에서 수행된 2,6-dichloropurind을 6-chloropurine으로 바꾸어 염기의 2번 위치에 Cl 기를 없애는 연구가 수행 중이다.;The highly selective agonists of the A3 adenosine receptor (AR), Cl-IB-MECA (2-chloro-N6-(3-iodobenzyl)-5'-N- methyl-carboxamidoadenosine) and its 4'-thio analogue, were successfully converted into selective full antagonists (Ki = 29.0 ± 4.9 nM) simply by appending a second N-methyl group on the 5'-uronamide position of Cl-IB-MECA. In order to increase the binding affinity and selectivity of the antagonist, 5'-(N,N)dimethyl uronamide group was removed from the 4'-thionucleoside, because the 5'-uronamide forms multiple H-bonds in the binding site, causing the conformational change needed for receptor activation. N6 position was converted to various amines (11), including 3-iodobenzylamine. Among all synthesized antagonists, 2-chloro-6-(3-chlorobenzyl) analogue (11b) showed highest binding affinity to the hA3 AR with Ki values of 1.66 ± 0.90 nM and also showing highly selectivity. L-4'-thio sugar analogues (12) and D-4'-oxo sugar analogues (13) were also synthesized, but have less affinity to A3 AR than D-4'- thionucleosides. Anti-inflammation activity of the synthesized nucleosides was tested using ICR mouse. 2-Chloro-4'-thio-N6-(4-toluic acid) analogue (11i) and 2-chloro-4'-oxo-N6-(3-iodobenzyl) analogue (13b) have 79 % inhibition activity at 0.5 % concentration. All synthesized compounds have the significant anti-inflammatory activity, but unfortunately weaker than reference, hydrocortisone.