transmedТрансляционная медицинаTranslational Medicine2311-44952410-5155Almazov National Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia10.18705/2311-4495-2023-10-5-377-388FFGTZItransmed-792Research ArticleМЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯMEDICINAL CHEMISTRYПрогнозирование спектра биологической активности окисленных фторсодержащих эфиров смоляных кислот.Prediction of the spectrum of biological activity of oxidation products of fluorinated esters of resin acids.https://orcid.org/0000-0002-4139-0223ПоповаЛ. М.PopovaL. M.

Попова Лариса Михайловна, д.х.н., профессор Высшей школы биотехнологий и пищевых производств

ул. Политехническая, д. 29, Санкт-Петербург, 195251

Larisa M. Popova, Dr. Sci. Сhem., PhD, prof., prof., Graduate School of Biotechnology and Food Sciences

popova_lm@spbstu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9275-7913БазарноваЮ. Г.BazarnovaYu. G.

Базарнова Юлия Генриховна, д.т.н., профессор, директор Высшей школы биотехнологий и пищевых производств

ул. Политехническая, д. 29, Санкт-Петербург, 195251

Yulia G. Bazarnova, Dr. Sci. Eng., PhD, prof., director, Graduate School of Biotechnology and Food Sciences

jbazarnova@spbstu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3343-1133ПочкаеваЕ. И.PochkaevaE. I.

Почкаева Евгения Игоревна, старший преподаватель Высшей школы биотехнологий и пищевых производств

ул. Политехническая, д. 29, Санкт-Петербург, 195251

Evgeniia I. Pochkaeva, Senior Lecturer, Graduate School of Biotechnology and Food Sciences

pochkaeva_ei@spbstu.ruФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»РоссияPeter the Great Saint Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation202328112023105377388Copyright © Попова Л.М., Базарнова Ю.Г., Почкаева Е.И., 20232023Попова Л.М., Базарнова Ю.Г., Почкаева Е.И.Popova L.M., Bazarnova Y.G., Pochkaeva E.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/792Актуальность

Актуальность. Производные дитерпенов, в частности, смоляных кислот представляют интерес для создания фармакологических субстанций с широким спектром действия.

Цель

Цель. Прогнозная оценка биологической активности продуктов окисления фторсодержащих эфиров смоляных кислот.

Материалы и методы

Материалы и методы. Прогнозную оценку биологической активности продуктов окисления фторсодержащих эфиров смоляных кислот (I–VIII) проводили с помощью программного обеспечения PASS-online. Прогноз физико-химических и фармакологических свойств исследуемых соединений осуществляли с помощью веб-сервера SWISS-ADME и SwissTargetPrediction.

Результаты

Результаты. Проведена прогнозная оценка спектра биологической активности, физико-химических и фармакологических свойств продуктов окисления фторсодержащих эфиров смоляных кислот с помощью PASS-online моделирования и веб-сервера SWISS-ADME и SwissTargetPrediction. Установлено, что все исследуемые соединения (I–VIII) способны к проявлению противовирусной, противоопухолевой, дерматологической активности. Эти результаты указывают на потенциал использования окисленных фторсодержащих эфиров смоляных кислот в качестве платформы для создания фармакологических субстанций. С помощью SwissTargetPrediction обнаружено, что наиболее вероятной мишенью (92 %) для соединения (I) является белок-переносчик эфира холестерина.

Заключение

Заключение. На основании результатов прогнозной оценки спектра биологической активности продуктов окисления фторсодержащих эфиров смоляных кислот с использованием программ PASS-online и SWISS-ADME можно говорить об установлении их возможных свойств в качестве прогнозируемых фармакологических субстанций.

Background

Background. Derivatives of diterpenes, in particular, resin acids, are of interest for the creation of pharmacological substances with a wide spectrum of action.

Objective

Objective. To perform a predictive assessment of the biological activity of oxidation products of fluorinated esters of resin acids.

Design and methods

Design and methods. Predictive assessment of the biological activity of the oxidation products of fluorinated esters of resin acids (I–VIII) was carried out using the PASS-online software. The prediction of physico-chemical and pharmacological properties of the studied compounds was carried out using the SWISS-ADME web server and SwissTargetPrediction.

Results

Results. A predictive assessment of the spectrum of biological activity, physico-chemical and pharmacological properties of oxidation products of fluorinated esters of resin acids was carried out using PASS-online modeling and the SWISS-ADME and SwissTargetPrediction web server. All the studied compounds (I–VIII) are capable of exhibiting antiviral, antitumor, and dermatological activity. These results indicate the potential of using oxidized fluorinated esters of resin acids as a platform for the creation of pharmacological substances. Using SwissTargetPrediction, it was demonstrated that the most likely target (92 %) for compound (I) is a cholesterol ester transporter protein.

Conclusion

Conclusion. Based on the results of a predictive assessment of the spectrum of biological activity using the PASS-online and SWISS-ADME programs, the possibility of using oxidation products of fluorinated esters of resin acids as pharmaceutical substances was revealed.

биологическая активностьпродукты окисленияфторсодержащие эфиры смоляных кислотPASS-onlineSWISS-ADMEbiological activityfluorinated esters of resin acidsoxidation productsPASS-onlineSWISS-ADMEНастоящее исследование проводилось при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках реализации программы Научного центра мирового уровня по направлению «Передовые цифровые технологии» СПбПУ (соглашение от 20.04.2022 № 075-15-2022-311).ReferencesТолстиков Г.А., Толстикова Т.Г., Шульц Э.Э. и др. Смоляные кислоты хвойных России. Химия, фармакология. Новосибирск: Издательство «Гео», 2011. С. 396.Tolstikov GA, Tolstikova TG, Shults EE, et al. Resin acids of coniferous Russia. Novosibirsk: Academ. Publishing house “Geo”, 2011. Р. 396. In RussianTao Z. Study on Oxidation Reaction of Abietic Acid with H2O2 Catalyzed by Quaternary Ammonium Phosphotungstate. Journal of Fujian Forestry Science and Technology. 2009.Tao Z. Study on Oxidation Reaction of Abietic Acid with H2O2 Catalyzed by Quaternary Ammonium Phosphotungstate. Journal of Fujian Forestry Science and Technology. 2009.The Terpenes: The Sesquiterpenes, Diterpenes and their Derivatives, Vol. III. 2nd ed. Simonsen J and Barton DHR. New York: Cambridge Univ. Press, 1952. P. 579. DOI: 10.1126/SCIENCE.116.3016.434.The Terpenes: The Sesquiterpenes, Diterpenes and their Derivatives, Vol. III. 2nd ed. Simonsen J and Barton DHR. New York: Cambridge Univ. Press, 1952. P. 579. DOI: 10.1126/SCIENCE.116.3016.434.Зандерман В Природные смолы, скипидары, талловое масло (химия и технология). М.: Лесная промышленность. 1964. C. 576.Zandermann V. Natural resins, turpentine, tall oil (chemistry and technology) Moscow: Lesnaya promyshlennost’, 1964. Р. 576. In RussianSavluchinske-Feio S, Curto MJ, Gigante B, et al. Antimicrobial activity of resin acid derivatives. Appl Microbiol Biotechnol. 2006; 72(3):430–436. DOI: 10.1007/s00253-006-0517-0.Savluchinske-Feio S, Curto MJ, Gigante B, et al. Antimicrobial activity of resin acid derivatives. Appl Microbiol Biotechnol. 2006; 72(3):430–436. DOI: 10.1007/s00253-006-0517-0.Fried E, Sabo EF. Synthesis of 17-α-Hydroxycorticosterone and its 9α-Haloderivatives from 11-epi-17αHydroxycorticosterone. J. Am. Chem. Soc. 1953; 75(9):2273–2274. DOI: 10.1021/ja01105a527.Fried E, Sabo EF. Synthesis of 17-α-Hydroxycorticosterone and its 9α-Haloderivatives from 11-epi-17αHydroxycorticosterone. J. Am. Chem. Soc. 1953; 75(9):2273–2274. DOI: 10.1021/ja01105a527.Fried E, Sabo EF. 9α-Fluoroderivatives of cortisone and Hydrocortisone. J. Am. Chem. Soc. 1954; 76(5):1455– 1456. DOI: 10.1021/ja01634a101.Fried E, Sabo EF. 9α-Fluoroderivatives of cortisone and Hydrocortisone. J. Am. Chem. Soc. 1954; 76(5):1455– 1456. DOI: 10.1021/ja01634a101.Исикава Н., Кобаяси Ё. Фтор. Химия и применение. М.: Мир, 1982. С. 276.Ishikawa N, Kobayashi Y. Fluorine. Chemistry and application. M.: Mir, 1982. P. 280. In RussianKissa E. Fluorinated sufractants and repellents. 2nd ed. NY: Marcel Decker, 2001:615. DOI:10.1177/004051750107100823.Kissa E. Fluorinated sufractants and repellents. 2nd ed. NY: Marcel Decker, 2001:615. DOI:10.1177/004051750107100823.Popova LM, Gaidukov IN. Preparation of fluorocontaining esters of abietic acid. Russian Journal of Applied Chemistry. 2008; 81(12):2065–2067. DOI: 10.1134/ S1070427208120276.Popova LM, Gaidukov IN. Preparation of fluorocontaining esters of abietic acid. Russian Journal of Applied Chemistry. 2008; 81(12):2065–2067. DOI: 10.1134/ S1070427208120276.Popova LM, Dmitrieva YuA, Vershilov SV. Esterification of polyfluoroalkyl alcohols with tall oil rosin. Brief Communications. 2011; 84(2):325–328. DOI: 10.1134/ S1070427211020273.Popova LM, Dmitrieva YuA, Vershilov SV. Esterification of polyfluoroalkyl alcohols with tall oil rosin. Brief Communications. 2011; 84(2):325–328. DOI: 10.1134/ S1070427211020273.Nyanikova GG, Shabrina OP, Popova LM, et al. Biocidal activity of the esterification products of polyfluoroalkyl alcohols and pentafluorophenol with resin acids. Russian Journal of General Chemistry. 2013; 83(13):2738–2744. DOI: 10.1134/S1070363213130203.Nyanikova GG, Shabrina OP, Popova LM, et al. Biocidal activity of the esterification products of polyfluoroalkyl alcohols and pentafluorophenol with resin acids. Russian Journal of General Chemistry. 2013; 83(13):2738–2744. DOI: 10.1134/S1070363213130203.Popova LM, Matveenko JL, Vershilov SV. Oxidation of derivatives of polyfluoroalkyl esters of resin acids. Fluorine Notes. 2017; 3(112):3–4. DOI: 10.17677/fn20714807.2017.03.02.Popova LM, Matveenko JL, Vershilov SV. Oxidation of derivatives of polyfluoroalkyl esters of resin acids. Fluorine Notes. 2017; 3(112):3–4. DOI: 10.17677/fn20714807.2017.03.02.Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS-online). http://www.way2drug.com/PASSonline/ (10 November 2022).Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS-online). http://www.way2drug.com/PASSonline/ (10 November 2022).Prediction of Activity Spectra for Substances (SWISS-ADME) http://www.swisstargetprediction.ch/ error_page.php?error=1 (12 November 2022).Prediction of Activity Spectra for Substances (SWISS-ADME) http://www.swisstargetprediction.ch/ error_page.php?error=1 (12 November 2022).Poroikov V, Filimonov D. Computer-aided prediction of biological activity spectra. Application for finding and optimization of new leads. Rational Approaches to Drug Design. 2001: 403–407.Poroikov V, Filimonov D. Computer-aided prediction of biological activity spectra. Application for finding and optimization of new leads. Rational Approaches to Drug Design. 2001: 403–407.Filimonov D, Druzhilovskiy D, Lagunin A, et al. Computer-aided Prediction of Biological Activity Spectra for Chemical Compounds: Opportunities and Limitations. Biomedical Chemistry: Research and Methods. 2018; 1(1): e00004. DOI: 10.18097/BMCRM00004.Filimonov D, Druzhilovskiy D, Lagunin A, et al. Computer-aided Prediction of Biological Activity Spectra for Chemical Compounds: Opportunities and Limitations. Biomedical Chemistry: Research and Methods. 2018; 1(1): e00004. DOI: 10.18097/BMCRM00004.Nyanikova GG, Popova LM, Gaidukov IN, et al. Biocidal activity of the esterifcation products of polyfuoroalkyl alcohols and pentafuorophenol with resin acids. Russian Journal of General Chemistry. 2013; 83(13):2738–2744. DOI: 10.1134/S1070363213130203.Nyanikova GG, Popova LM, Gaidukov IN, et al. Biocidal activity of the esterifcation products of polyfuoroalkyl alcohols and pentafuorophenol with resin acids. Russian Journal of General Chemistry. 2013; 83(13):2738–2744. DOI: 10.1134/S1070363213130203.Hay M, Thomas DW, Craighead JL, et al. Clinical development success rates for investigational drugs. Nat Biotechnol. 2014; 32(1):40–51. DOI: 10.1038/nbt.2786.Hay M, Thomas DW, Craighead JL, et al. Clinical development success rates for investigational drugs. Nat Biotechnol. 2014; 32(1):40–51. DOI: 10.1038/nbt.2786.Dahlin JL, Inglese J, Walters MA. Mitigating risk in academic preclinical drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 2015; 14(4):279–294. DOI: 10.1038/nrd4578.Dahlin JL, Inglese J, Walters MA. Mitigating risk in academic preclinical drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 2015; 14(4):279–294. DOI: 10.1038/nrd4578.Peng G, Roberts JC. Solubility and toxicity of resin acids Water Research. 2000; 34(10): 2779–2785.Peng G, Roberts JC. Solubility and toxicity of resin acids Water Research. 2000; 34(10): 2779–2785.Daina A, Michielin O, Zoete V. SwissADME: a free web tool to evaluate pharmacokinetics, drug-likeness and medicinal chemistry friendliness of small molecules. Sci Rep. 2017; 7:42717. DOI: 10.1038/srep42717.Daina A, Michielin O, Zoete V. SwissADME: a free web tool to evaluate pharmacokinetics, drug-likeness and medicinal chemistry friendliness of small molecules. Sci Rep. 2017; 7:42717. DOI: 10.1038/srep42717.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.