Синтетические аналоги меланокортинов
Широкий спектр физиологической активности меланокортинов открывает возможности для использования препаратов этого класса в клинической практике при различных патологических состояниях. Однако препятствием для применения этих соединений в клинике является их низкая биодоступность и недостаточная продолжительность действия. Длительность нейротропных эффектов природного фрагмента АКТГ 4-10 составляет 30-60 мин [ Ашмарин и др., 1997 ]. Многими исследователями предпринимались попытки повышения эффективности меланокортинов путем модификации структуры молекулы природных пептидов. В результате этих экспериментов были получены аналоги природных меланокортинов, лишенные гормональных эффектов и обладающие выраженной активностью.
Первые попытки создания лекарств на основе фрагментов АКТГ относятся к началу 70-х годов. Одним из возможных путей увеличения эффективности регуляторных пептидов является введение в их структуру D-аминокислот , что приводит к повышению устойчивости пептида к действию протеаз. Так, замена Met4 на сульфоксид метионина, Arg8 на D-Lys, а Trp9 на Phe привела к появлению нового пептида ORG 2766 более активного, чем АКТГ 4-9 [ Greven, De Wied, 1977 ].
Ряд структурных изменений, в том числе замена С-концевой СООН- группы, позволил получить два новых аналога фрагментов АКТГ - НОЕ 427 и ORG 31433
Все перечисленные выше аналоги фрагментов АКТГ содержат D- аминокислоты. Однако введение в состав молекулы неприродных аминокислот ведет к появлению у пептида новых биологических свойств, которые в ряде случаев, нельзя считать полезными. В частности, накопление в стареющем организме неприродных D-аминокислот может, по мнению ряда авторов, быть причиной, возникновения злокачественных новообразований .
Кроме того, терапевтический диапазон аналогов АКТГ, содержащих D- аминокислоты, очень узок - введение доз 0,5-1,0 нг/кг ускоряет обучение, тогда как увеличение дозы всего до 5,0 нг/кг приводит к ухудшению сохранения навыка. Возможно именно по этой причине эти аналоги в настоящее время используются только в клинических экспериментах и лекарственные препараты на их основе не разработаны [ Ашмарин и др., 1997 ].
Таким образом, включение энантиомеров природных аминокислот хоть и усиливает действие пептидов, но одновременно приводит к целому ряду неблагоприятных побочных последствий. Следовательно, необходимо было разработать принципиально иной способ продления "жизни" фрагментов АКТГ в организме.
Клонирование MC рецепторов открыло пути идентификации их природных агонистов и антагонистов, а также синтетических соединений, проявляющих аффинность к MC рецепторам. Основной прогресс был сделан в развитии синтетических аналогов a-МСГ . Одним из синтетических пептидов, проявляющий агонистические свойства к MC рецепторам, является меланотан-I
Исследование структуры a-МСГ привели к разработке циклического пептида - меланотана-II (MT-II)
Антагонистами меланокортиновых рецепторов являются соединения SHU9119 и HSO14 . Они широко используются в исследованиях механизмов, лежащих в основе различных эффектов МК пептидов и их рецепторов. В 1998 году был HS024 - сильный антагонист MCR .
В конце 90-х гг были разработаны и синтезированы новые циклические МК аналоги: HS963 , HS964 , HS005 и HS006 , которые можно описать общей формулой [Cys4-X7-Cys11]?-MSH4-11, отличающейся только в 7 позиции [ Schioth et al, 1998 , Kask et al, 1998 ]. В дальнейшем на основе HS964 были разработаны аналоги HS007 , HS009 и HS011 , в которых были сделаны замены в 5, 6 и 10 положениях. Исследование аффинности этих аналогов к MCR позволило авторам сделать заключение о важной роли последовательности АКТГ 6-9 (His6-Phe7-Arg8-Trp9) для связывания с рецепторами.
Таким образом, за последние десятиления разработано, синтезировано и исследовано большое количество синтетических агонистов и антагонистов меланокортиновых рецепторов. Применения этих соединений в экспериментах способствовало выяснению функций MC рецепторов различных типов. Однако большинство из этих соединений не может быть использовано в клинической практике, что связано с их низкой биодоступностью при периферическом введении.
Исследования, проведенные в Институте молекулярной генетики РАН и на Биологическом факультете МГУ показали, что пролонгировать эффекты пептида и увеличить его устойчивость к действию пептидаз можно путем включения в структуру молекулы участков, обогащенных пролиновыми остатками. Известно, что в органах и тканях большинства теплокровных животных широко представлены экзо- и эндопептидазы с низкой специфичностью. Они не расщепляют связи -АА-Pro-, где АА - любая аминокислота, а также другие последовательности, обогащенные пролиновыми остатками. Специфические пролингидроксилазы сосредоточены главным образом в отдельных органах и тканях в небольшом количестве. На основании этого было высказано предположение, что присоединение к C- концу фрагмента АКТГ4-7 обогащенной пролином цепочки приведет как к усилению эффекта пептида, так и к его пролонгированию [ Ашмарин и др., 1997 ].
Изучение нейротропной активности ряда аналогов АКТГ4-10 с различными модификациями C-концевой области показало, что наибольшей активностью обладает аналог, в котором три C-концевые аминокислоты заменены на последовательность Pro-Gly-Pro [ Пономарева-Степная М.А. и др., 1986 ; Ashmarin et al, 1995 ]. Этот пептид был назван " семакс "-аналог АКТГ 4-10 пролонгированного действия.
