POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

Transkrypt

1 Dr hab. prof. PW Maria Bretner POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY ul. Nolkowskiego 3, 00-(364 livirszuwa W 22) (022) , Ulx W 22) L dziekan@cli.pw.editr4 Zakład Technologii i Biotechnologii Środków Leczniczych Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej mbretner@ch.pw.edu.pl Warszawa, Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Joanny Nizioł pt Borowe pochodne nukleozydów i nukleotydów" Pochodne nukleozydowe stanowią dużą grupę związków stosowanych w terapiach przeciwwirusowych i przeciwnowotworowych. Istnieje jednak potrzeba opracowywania nowych struktur, ponieważ ich skuteczność niejednokrotnie zmniejsza się na skutek wykształcania mechanizmów oporności na stosowane już chemioterapeutyki. Ostatnie lata przynoszą wzrastające zainteresowanie związkami zawierającymi w swojej strukturze bor. Znalazły one zastosowanie m.in. jako insektycydy, środki bakteriobójcze, przeciwnowotworowe lub przeciwwirusowe. Analogi aminokwasów modyfikowane borem wykazują właściwości przeciwzapalne, przeciwartretyczne i przeciwbólowe. Syntetyzowano również analogi nukleozydów modyfikowanych borem w różnych pozycjach ze względu na ich potencjalne zastosowanie w medycynie. Zatem wszelkie badania rozwijające wiedzę na temat syntezy nowych związków modyfikowanych borem w celu uzyskania produktów o określonej aktywności biologicznej są warte poparcia. Praca doktorska mgr Joanny Nizioł wykonana w Pracowni Chemii Bioorganicznej Wydziału Chemicznego Politechniki Rzeszowskiej pod kierunkiem dr hab. inż. Tomasza Rumana profesora Politechniki Rzeszowskiej dotyczy tego właśnie typu zagadnień. Przedstawiona mi do oceny rozprawa doktorska jest bardzo obszerna, liczy aż 252 strony, podzielona jest na 6 rozdziałów zatytułowanych kolejno: część literaturowa (rozdział 1), cel i zakres pracy (rozdział 2), część eksperymentalna (rozdział 3), wyniki i dyskusja (rozdział 4) podsumowanie (rozdział 5). Ostatni rozdział zatytułowany bibliografia zawiera

2 obszerny spis cytowanej literatury liczący 261 pozycji. Jest to praca bardzo bogata w materiał faktograficzny, co stanowi jej niewątpliwą wartość naukową. Poza drobnymi mankamentami praca jest napisana dobrą polszczyzną, wyniki są czytelnie zaprezentowane, a ilość tzw. literówek jest niewielka. Proporcje poszczególnych rozdziałów są właściwe. Doktorantka w części literaturowej liczącej 61 stron wprowadza czytelnika w zagadnienia dotyczące opisanych w literaturze organicznych związków boru o potencjalnym lub potwierdzonym zastosowaniu medycznym. Omówione zostały przykłady syntetyzowanych związków modyfikowanych borem o aktywności przeciwnowotworowej np. hamujące aktywność proteasomu, takie jak bortezomib lub pochodne chalkonów, które indukują apoptozę w różnych typach komórek nowotworowych. Następnie przedstawione zostały inhibitory nukleozydowe syntazy tymidylanowej, inhibitory odwrotnej transkryptazy HIV oraz rola kinaz deoksyrybonukleinowych w aktywowaniu analogów nukleozydów stosowanych w terapii. Przedstawiona została też rola związków boru w eksperymentalnej terapii wychwytu neutronów. Doktorantka w tej części rozprawy bardzo szeroko omówiła mechanizmy działania biologicznego opisywanych związków. Następne podrozdziały poświęcone są opisanym w licznych publikacjach analogom zasad nukleinowych, nukleozydów i nukleotydów zawierających bor. Ta część rozprawy zawiera wiele informacji na temat metod syntezy, właściwości fizykochemicznych, lub zachowania w środowisku wodnym. Bardzo ciekawy i obszerny jest tez przegląd wiadomości na temat aktywności biologicznej tej grupy pochodnych nukleozydów takich jak aktywność przeciwwirusowa (analogi acyklicznych nukleozydów jako środki przeciwko HIV). Rozdział drugi definiujący cel pracy zawarty jest na jednej stronie. Cele pracy to opracowanie metod syntezy nowych borowych analogów nukleozydów i nukleotydów, określenie stanu hybrydyzacji atomu boru w otrzymanych związkach oraz opracowanie metody detekcji, analizy i obrazowania za pomocą spektrometrii mas możliwej do zastosowania dla borowych analogów nukleozydów i nukleotydów. Takie sformułowanie celów pracy jest bardzo ambitne, gdyż dotyczy bardzo szerokiego zakresu zagadnień i problemów. Rozdział 3 rozprawy to licząca 73 strony część eksperymentalna. We wstępie autorka zamieściła bardzo dokładny i obszerny wykaz materiałów i metod stosowanych do syntez, do pomiarów spektrometrii mas (LDI MS, ESI MS, OC MS MALDI MS, LDI ToF MS), spektroskopii NMR, UVNIS, oraz chromatografii. Następnie opisała dokładnie opracowane często przez siebie lub zmodyfikowane metody syntezy wielu syntetyzowanych pochodnych zawierających ugrupowania boronowe. Prace zaczęła od zbadania i opracowania warunków hydroborowania na układzie modelowym cykloheksenie, stosując różne rozpuszczalniki, katalizatory czasy reakcji itd. W wielu opisach syntez zamieściła zdanie mieszaninę 2

3 poreakcyjną rozdzielano chromatograficznie, lecz często - także w rozdziale 4 nie znalazłam warunków rozdziału ani rezultatów dotyczących uzyskanych wydajności. Jedynie dla reakcji z katalizatorem zawierającym iryd (Incod)C12 podaje wydajność 80%. Uważne śledzenie skali w jakiej prowadzone były badania często reakcje w probówce NMR, małe ilości substratu 0,1mmol, mikrolitry rozpuszczalników nieco tłumaczą brak podania wydajności, w wielu przypadkach zapewne była ona szacowana na podstawie różnicy sygnałów w NMR lub GC MS, wiec proszę o wyjaśnienie co ma oznaczać wyżej zacytowane zdanie. Jako związki do modyfikacji wybrała doktorantka stawudynę, 2'-deoksycytydynę, 2'- deoksyurudynę, tymidynę, oraz 5fluoro2'-deoksyurydynę. Podjęła też próbę modyfikacji metody otrzymywania stawudyny, ze względu na jej wysoki koszt handlowy. W rozdziale 4 przedstawiła przegląd metod opisanych w literaturze, a do modyfikacji wybrała metodę opracowaną przez Horwitza. Modyfikacje polegały głównie na zmianie warunków oczyszczania produktów poszczególnych etapów, a zmiana warunków krystalizacji ostatecznego produktu z benzenu na toluen pozwoliła na otrzymanie czystego produktu z dobrą wydajnością. Następnie przeprowadziła szereg reakcji estryfikacji /hydroborowania stawudyny w różnych warunkach z zastosowaniem pinakoloboranu, katecholoboranu, kompleksu boran-dimetyłosulfid, dibromoboran-dimetylosulfid, 9- borabicyklononanu, kompleksu boran:pirydyna. W wyniku tych reakcji otrzymywała złożone mieszaniny produktów, często z małymi wydajnościami, które starannie analizowała za pomocą spektroskopii I H NMR, i IB NMR lub/i MS. Dużym wyzwaniem była wrażliwość produktów na podwyższoną temperaturę, oraz ślady wilgoci. Starannie opracowane dane NMR mogą w przyszłości ułatwić prace badaczom pragnącym otrzymać analogi boronowe nukleozydów w większej skali. W trakcie syntez autorka przeprowadziła również szereg reakcji zabezpieczających grupy hydroksylowe w części cukrowej nukleozydów, utlenianie, azydowanie i inne przekształcenia. Nie mam większych zastrzeżeń odnośnie zawartości części doświadczalnej rozprawy. Zawiera ona dostateczną ilość szczegółów związanych z przygotowaniem, oraz sposobem przeprowadzenia syntez. Badacz biegły w sztuce" jest w stanie je odtworzyć. Należy podkreślić fakt zastosowania ogromnej liczby katalizatorów, jak również próby optymalizacji warunków przeprowadzanych reakcji. Doktorantka opisała przeprowadzone reakcje, podała jako dane analityczne widma NMR, oraz 1113 NMR, uważam że dla związków otrzymanych w większych ilościach, np. związki 24, 25, należałoby podać również inne dane analityczne. Ważnymi ciekawym fragmentem przedstawianej pracy jest rozdział czwarty liczący 87 stron. Zawiera on opis przeprowadzonych badań literaturowych" dotyczących metod syntezy związków będących tematem pracy doktorskiej, jak również szczegółowy opis badań laboratoryjnych prowadzących do opracowania metod syntezy. Pozwala to na lepszą ocenę 3

4 ilości pracy włożonej w syntezę nowych pochodnych modyfikowanych borem. Bardzo cenne są dane dotyczące analizy widm NMR a także opracowanie nowych metod jonizacji na płytce pokrytej nanocząstkami srebra do analizy organicznych związków boru. Rozprawa mgr Joanny Nizioł zawiera bogaty, solidny i wartościowy materiał doświadczalny. Doktorantka wykazała się znajomością metod i technik syntezy, metod identyfikacji związków organicznych oraz interpretacji widm H NMR, I3C NMR oraz I IB NMR. Chcę szczególnie podkreślić bardzo dojrzałą interpretację uzyskanych wyników. Po uwzględnieniu takich elementów, jak aspekt poznawczy i aplikacyjny pracy, uważam, że stanowi ona istotny wkład do wiedzy na temat analogów nukleozydów modyfikowanych borem. Część bibliograficzna pracy zawiera 261 odnośników na ogół dobrze dobranych i właściwie przytoczonych. Dorobek publikacyjny autorki stanowi dziewięć publikacji o wysokim łącznym współczynniku IF ok 22,5. W ośmiu z nich jest pierwszym autorem. Z obowiązku recenzenta czuje się zobligowana do wskazania niektórych błędów merytorycznych oraz uchybień redakcyjnych Określenie pierścień sacharydowy" jest zbyt często używane, w nomenklaturze nukleozydów częściej używa się określeń pierścień cukrowy, furanozowy, pierścień rybozy. Powtarzanie nieistotnych szczegółów np. osad odfiltrowano próżniowo przez szklany lejek ze spiekiem G4" lub produkt oczyszczano na kolumnie chromatograficznej wypełnionej żelem krzemionkowym o wielkości cząstek 0,2-0,5 mm" Takie informacje można było podać raz w części materiały i metody. Błąd w numeracji rysunków na str 68, w tekście jest nr 41 a rysunek ma nr 32 Str 119 związek 29, podano że w części 4 są podane widma NMR oraz MS a znalazłam tam jedynie stwierdzenie analiza NMR i MS wykazała znaczną ilość uzyskanych produktów w mieszaninie poreakcyjnej a analiza izolacja oraz rozdział okazały się problematyczne". Str 165 schemat 51, struktura związku 1 cykloheksan, a powinien być cykloheksen Str 205 tabela 15, podpis na dole R w reakcji z dc to chyba cytozyna a nie tymina Odnośnik 47 pełne imiona zamiast skrótów, odnośnik 63 brak nazwy czasopisma, nazwy niektórych czasopism podane bez skrótów. Moje dyskusyjne uwagi, a także niedostatki redakcyjnej strony rozprawy nie mają wpływu na moją pozytywną ocenę całości dokonań autorki rozprawy doktorskiej. Podsumowując niniejsza recenzję stwierdzam, że zakresem i poziomem naukowym przewyższa poziom przeciętnej pracy doktorskiej zarówno ze względu na liczbę opublikowanych już prac Autorki jaki i sposób, w jaki doktorantka dokonała analizy publikacji 4

5 innych autorów oraz zebrania i analizy materiału własnego. Dlatego wnoszę o wyróżnienie rozprawy doktorskiej Pani mgr Joanny Nizioł. W konkluzji niniejszej recenzji, stwierdzam, że przedstawiona do oceny praca doktorska spelnia całkowicie wymogi stawiane pracom doktorskim i dlatego wnoszę do Rady Wydziału Chemicznego Politechniki Rzeszowskiej o dopuszczenie Pani mgr Joanny Niziol do dalszych etapów przewodu doktorskiego. Połrfk~ 5

6 -