In silico дослідження можливих шляхів метаболізму Атристаміну в організмі людини

Abstract

Вступ. Об’єктом представленого дослідження є атристамін (2-метил-3-(феніламінометил)-1Н-хі-нолін-4-он), який вивчають як перспективний антидепресант із церебропротекторними, ноотропними, аналгетичними, антигіпоксичними та актопротекторними властивостями. Обов’язковою умовою по-дальшого впровадження його як кандидата в ліки є дослідження фармакокінетичних характеристик молекули. Це неможливо здійснити без цілісного розуміння процесів біотрансформації, яким піддається досліджувана сполука в організмі людини. Мета дослідження – провести in silico дослідження можливих шляхів метаболізму перспективного антидепресанта атристаміну за допомогою онлайн-ресурсів, що перебувають у вільному доступі. Методи дослідження. З метою in silico дослідження можливих напрямків біотрансформації атристаміну в організмі людини використовували он-лайн такі веб-сервіси: “Xenosite P450 Metabolism 1.0”; “Xenosite UGT 2.0”; “Way2Drug SOMP” та “Way2Drug RA”. З огляду на те, що структурною особливістю хінолін-4(1Н)-онів є можливість існування прототропної таутомерії в гетероциклі, обчислення проводили для обох теоретично можливих таутомерних форм молекули атристаміну – 2-метил-3-(феніламінометил)-1Н-хінолін-4-ону та 4-гідрокси-2-метил-3-(феніламінометил)-хіноліну. Результати й обговорення. Наявність вторинної аміногрупи в молекулі 2-метил-3-(феніламінометил)-1Н-хінолін-4-ону і 4-гідроксигрупи в молекулі іншого таутомера (4-гідрокси-2-метил-3-(феніламінометил)-хіноліну) зумовлює високу ймовірність глюкуронування з утворенням, відповідно, N- та О-глюкуронідів. Для 2-метил-3-(феніламінометил)-1Н-хінолін-4-ону як більш стійкої форми показано, що основними шляхами метаболізму можуть бути ароматичне гідроксилювання, аліфатичне гідроксилювання, окиснювальне дезамінування, N-гідроксилювання та епоксидування. Найбільшої уваги заслуговує напрямок аліфатичного гідроксилювання, оскільки, на відміну від усіх інших шляхів, у результаті цього прогнозується утворення генерації метаболітів з новими фармакологічними властивостями (похідні кінуренової кислоти). Висновок. Результати in silico дослідження можливих шляхів метаболізму атристаміну в організмі людини свідчать на користь того факту, що досліджувана сполука з високою ймовірністю інтенсивно метаболізується з участю ензимних систем цитохрому P450, що обов’язково необхідно врахувати в подальшому при плануванні експериментів in vivo.

Introduction. The object of the present study is atristamine (2-methyl-3-(phenylaminomethyl)-1H-quinolin-4-one), which is being studied as a promising antidepressant with cerebroprotective, nootropic, analgesic, antihypoxic and actoprotective properties. A prerequisite for its further introduction as a candidate for drugs is the study of the pharmacokinetic characteristics of the molecule. This is impossible without a holistic understanding of the biotransformation processes that the molecule undergoes in the human body. The aim of the study – in silico study of the possible metaboliс pathways of the promising antidepressant atristamine using freely available online resources. Research Methods. For the purpose of in silico research of possible directions of biotransformation of atristamine in the human body, the following online web services were used: Xenosite P450 Metabolism 1.0; Xenosite UGT 2.0; Way2Drug SOMP and Way2Drug RA. Taking into account that the structural feature of quinolin-4(1H)-ones is the possibility of prototropic tautomerism in the heterocycle, computations were performed for both theoretically possible tautomeric forms of the atristamine molecule – 2-methyl-3-(phenylaminomethyl)-1H-quinolin-4-one and 4-hydroxy-2-methyl-3-(phenylaminomethyl)-quinoline. Results and Discussion. Due to the presence of a secondary amino group in the molecule of 2-methyl-3-(phenylaminomethyl)-1H-quinolin-4-one and 4-hydroxy group in the structure of another tautomer (4-hydroxy-2-methyl-3-(phenylaminomethyl)-quinoline) glucuronidation is highly probable with the formation of N- and O-glucuronides, respectively. For 2-methyl-3-(phenylaminomethyl)-1H-quinolin-4-one as a more stable form, it was shown that aromatic hydroxylation, aliphatic hydroxylation, oxidative deamination, N-hydroxylation and epoxidation can be the main metabolic pathways. The direction of aliphatic hydroxylation deserves the most attention, since, unlike all other pathways, the formation of metabolites with new pharmacological properties (kynurenic acid derivatives) was predicted as a result of this. Conclusions. The results of in silico research of possible pathways of atristamine metabolism in the human body support the fact that this molecule with high probability can be intensively metabolized via cytochrome P450 enzyme systems. This must be taken into account when planning in vivo experiments in the future.