Синтез и исследование антиоксидантной активности, миметических свойств L-селеноцистина, N,N'-диацетил-L-селеноцистина
- Авторы: Полубояринов П.А.1, Моисеева И.Я.1, Митишев А.В.1, Погодина В.С.1, Елистратов Д.Г.2, Кузнецова А.В.1
-
Учреждения:
- Пензенский государственный университет
- ООО «Парафарм»
- Выпуск: Том 28, № 12 (2025)
- Страницы: 46-57
- Раздел: Фармацевтическая химия
- URL: https://bakhtiniada.ru/1560-9596/article/view/362635
- DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2025-12-06
- ID: 362635
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Введение. Цистеин и его производные — молекулы с уникальными биологическими функциями; ацетилцистеин и карбоцистеин – зарегистрированные лекарственные препараты. Практический интерес к селеновым производным цистеина обусловлен возможностями их использования как в качестве оптимальных доноров селена, так и перспективных фармацевтических субстанций за счет их участия в поддержании окислительно-восстановительного гомеостаза.
Цель работы – синтез и исследование антиоксидантных свойств и миметических характеристик L-селеноцистина и N,N'-диацетил-L-селеноцистина.
Материал и методы. Выполнены химический синтез селеноцистина из серина, ацилирование аминогруппы селеноцистина, получение ацетилселеноцистина. Проведено кулонометрическое определение антиоксидантной ёмкости и активности цистеина и его производных. Реакции восстановления диселенидной связи меркаптоэтанолом и N-ацетилцистеином исследованы спектрофотометрическим методом. Миметические свойства L-селеноцистина моделировали на реакциях окисления бромом и восстановления боргидридом натрия.
Результаты. Серосодержащие антиоксиданты имеют более высокие значения антиоксидантной ёмкости по сравнению с селеновыми. Антиоксидантная ёмкость аминокислот и их производных в кислых растворах уменьшается в ряду: цистин > L-селеноцистин > N-ацетилцистеин > N,N'-диацетил-L-селеноцистин > метионин. Разработан особый режим кулонометрии для определения антиоксидантной активности. Антиоксидантная активность N-ацетилцистеина выше, чем N,N'-диацетил-L-селеноцистина. Диселенид проявляет свойства глутатиопероксидазы: ускоряет реакцию окисления тиолов, а также способен обратимо окисляться и восстанавливаться в модельных реакциях окисления бромом и восстановления боргидридом натрия. Количество регенерированной аминокислоты составило 93%.
Выводы. Показана возможность использования диселенидной связи как хромофора для количественного анализа. N-ацетилцистеин – более слабый восстановитель диселенидной связи, чем меркаптоэтанол.
Об авторах
П. А. Полубояринов
Пензенский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: poluboyarinovpavel@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9870-0272
SPIN-код: 1855-6069
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, кафедра общей и клинической фармакологии
Россия, 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40И. Я. Моисеева
Пензенский государственный университет
Email: moiseeva_pharm@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1168-2871
SPIN-код: 9607-0306
доктор медицинских наук, профессор, кафедра общей и клинической фармакологии
Россия, 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40А. В. Митишев
Пензенский государственный университет
Email: smitishev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3327-9744
SPIN-код: 2831-1792
ст. преподаватель, кафедра общей и клинической фармакологии
Россия, 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40В. С. Погодина
Пензенский государственный университет
Email: lerapogodina75@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-2504-3130
студентка, кафедра общей и клинической фармакологии
Россия, 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40Д. Г. Елистратов
ООО «Парафарм»
Email: info@parafarm.ru
ORCID iD: 0000-0001-7809-480X
SPIN-код: 2376-9670
генеральный директор
Россия, 440033 г. Пенза, ул. Калинина, 116-аА. В. Кузнецова
Пензенский государственный университет
Email: kuznetanna1@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5180-6790
SPIN-код: 4714-6602
кандидат химических наук, доцент, кафедра общей и клинической фармакологии
Россия, 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40Список литературы
- Kang S.C., Sohn E.H., Lee S.R. Hydrogen sulfide as a potential alternative for the treatment of myocardial fibrosis. Oxidative medicine and cellular longevity. 2020; 1: 1–14. doi: 10.1155/2020/4105382.
- Фисенко В.П. О фармакологических свойствах и применении ацетилцистеина. «Врач» специальный выпуск. 2007; 4: 1–16.
- Tran C.D., Kritas S., Campbell M.A. et al. Novel combination therapy for the eradication of Helicobacter pylori infection in a mouse model. Scandinavian journal of gastroenterology. 2010; 45(12): 1424–1430. doi: 10.14309/ajg.0000000000002600.
- Parry M.F., Neu H.C. Effect of N-acetylcysteine on antibiotic activity and bacterial growth in vitro. Journal of Clinical Microbiology. 1977; 5(1): 58–61.
- Quah S.Y., Wu S., Lui J.N. et al. N-acetylcysteine inhibits growth and eradicates biofilm of Enterococcus faecalis. Journal of endodontics. 2012; 38(1): 81–85. doi: 10.1016/j.joen.2011.10.004.
- Pinna A., Sechi L.A., Zanetti S. et al. Detection of virulence factors in a corneal isolate of Klebsiella pneumoniae. Ophthalmology. 2005; 112(5): 883–887. doi: 10.1016/j.ophtha.2004.12.024.
- Delneste Y., Jeannin P., Potier L. et al. N-acetyl-L-cysteine exhibits antitumoral activity by increasing tumor necrosis factor a-dependent t-cell cytotoxicity. Blood, The Journal of the American Society of Hematology. 1997; 90(3): 1124–1132.
- Cheng G., Hardy M., Kalyanaraman B. Antiproliferative effects of mitochondria-targeted N-acetylcysteine and analogs in cancer cells. Scientific Reports. 2023; 13(1): 7254. doi: 10.1038/s41598-023-34266-w.
- Wågberg M., Jansson A.H., Westerlund C. et al. N,N'-diacetyl-L-cystine (DiNAC), the disulphide dimer of N-acetylcysteine, inhibits atherosclerosis in WHHL rabbits: evidence for immunomodulatory agents as a new approach to prevent atherosclerosis. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 2001; 299(1): 76–82.
- Ren X., Zou L., Lu J. et al. Selenocysteine in mammalian thioredoxin reductase and application of ebselen as a therapeutic. Free Radical Biology and Medicine. 2018; 127: 238–247. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.05.081.
- Pei J., Pan X., Wei G.et al. Research progress of glutathione peroxidase family (GPX) in redoxidation. Frontiers in pharmacology. 2023; 14: 1147414. doi: 10.3389/fphar.2023.1147414.
- Shahidin W.Y., Wu Y., Chen T. et al. Selenium and Selenoproteins: Mechanisms, Health Functions, and Emerging Applications. Molecules 2025; 30: 437. doi: 10.3390/molecules30030437.
- Back T.G., Moussa Z. Mimetics of the Selenoenzyme Glutathione Peroxidase: Novel Structures and Unusual Catalytic Mechanisms. Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements. 2005; 180(3–4):7 67–776. doi: 10.1080/10426500590906238.
- Полубояринов П.А., Голубкина Н.А., Аниськов А.А. и др. Синтез и биологическая активность нового 3,3'-диметил-производного L-селеноцистина. Биоорганическая химия. 2019; 45(4): 365–373. doi: 10.1021/jp0614998.
- Spezia R., Tournois G., Cartailler T. et al. Co2+ binding cysteine and selenocysteine: a DFT study. The Journal of Physical Chemistry A. 2006; 110(31): 9727–9735. doi: 10.1021/jp0614998.
- Полубояринов П.А., Елистратов Д.Г. Исследование биофортификации растений астрагала шерстистоцветкового (Astragalus dasyanthus Pall.) аминокислотой L-селено-цистином. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2019; 22(12): 64.
- Полубояринов П.А., Моисеева И.Я., Микуляк Н.И. и др. Новый синтез энантиомеров цистина и селеноцистина и их производных. Известия высших учебных заведений. Сер. Химия и химическая технология. 2022; 65(2): 19–29. doi: 10.6060/ivkkt.20226502.646.
- Лапин А.А., МВИ-001-44538054-07. Суммарная антиоксидантная активность. Методика выполнения измерений на кулонометрическом анализаторе. Жердевка: ООО Концерн «Отечественные инновационные технологии», 2011. 35 c.
- Levine M., Conry-Cantilena C., Wang Y. et al. Vitamin C pharmacokinetics in healthy volunteers: evidence for a recommended dietary allowance. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1996; 93(8): 3704–3709. doi: 10.1073/pnas.93.8.3704.
- Hondal R.J., Marino S.M., Gladyshev V.N. Selenocysteine in thiol/disulfide-like exchange reactions. Antioxidants & redox signaling. 2013; 18(13): 1675–1689. doi: 10.1089/ars.2012.5013.
- Hassan W., Rocha J.B. Interaction profile of diphenyl diselenide with pharmacologically significant thiols. Mole-cules. 2012; 17(10): 12287–12296. doi: 10.3390/molecules171012287.
- Зиятдинова Г.К., Григорьева Л.В., Будников Г.К. Кулонометрическое определение серосодержащих аминокислот с применением галогенов как титрантов-окислителей. Журнал аналитической химии. 2007; 62(12): 1304–1308.
- Vogel A.I. Elementary practical organic chemistry. Part 3. Quantitative organic analysis 2nd edition, Longman group ltd. London, 1975, 840 p.
- Paul B.D., Sbodio J.I., Snyder S.H. Cysteine metabolism in neuronal redox homeostasis. Trends in pharmacological sciences. 2018; 39: 513–524. doi: 10.1016/j.tips.2018.02.007.
- Bai Y., Wang T., LiuY. et al. Electrochemical oxidation of selenocystine and selenomethionine. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2009; 74: 150–153. doi: 10.1016/j.colsurfb.2009.07.010.
- Fujisawa S., Kadoma Y. Kinetic studies of the radical-scavenging activity of ebselen, a seleno-organic compound. Anticancer Research. 2005; 25: 3989–3994.
Дополнительные файлы
