Krzysztof Jóźwiak. Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Lublinie

Podobne dokumenty
BADANIA WŁAŚCIWOŚCI LIPOFILOWYCH ZWIĄZKÓW PRZECIWUTLENIAJĄCYCH

QSAR i związki z innymi metodami. Karol Kamel Uniwersytet Warszawski

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

METODY CHEMOMETRYCZNE W IDENTYFIKACJI ŹRÓDEŁ POCHODZENIA

Wyznaczenie lipofilowości acidum dehydrocholicum różnymi metodami

Wprowadzenie do analizy korelacji i regresji

Efekty kształcenia dla kierunku studiów CHEMIA studia drugiego stopnia profil ogólnoakademicki

GraŜyna Chwatko Zakład Chemii Środowiska

WPŁYW ph i TEMPERATURY NA WŁAŚCIWOŚCI LIPOFILOWE ZWIĄZKÓW POLIFENOLOWYCH

Wysokosprawna chromatografia cieczowa w analizie jakościowej i ilościowej

POLITECHNIKA OPOLSKA

Regresja wieloraka Ogólny problem obliczeniowy: dopasowanie linii prostej do zbioru punktów. Najprostszy przypadek - jedna zmienna zależna i jedna

Efekty kształcenia dla kierunku studiów CHEMIA studia pierwszego stopnia profil ogólnoakademicki

REGRESJA I KORELACJA MODEL REGRESJI LINIOWEJ

rodzajach chromatografii cieczowej w związku ze wszczętym na

Kolumnowa Chromatografia Cieczowa I. 1. Czym różni się (z punktu widzenia użytkownika) chromatografia gazowa od chromatografii cieczowej?

Podstawa doboru preparatów dezynfekcyjnych ocena ich skuteczności działania

Statystyka w pracy badawczej nauczyciela Wykład 4: Analiza współzależności. dr inż. Walery Susłow walery.suslow@ie.tu.koszalin.pl

Ćwiczenie: Wybrane zagadnienia z korelacji i regresji.

Roztwory buforowe (bufory) (opracowanie: dr Katarzyna Makyła-Juzak)

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Minimalne stężenie hamujące MIC (ppm) Bakterie gram-dodatnie

Spis treści. Przedmowa... XI. Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar Rozdział 2. Pomiar: liczby i obliczenia liczbowe... 16

Moduły kształcenia. Efekty kształcenia dla programu kształcenia (kierunku) MK_06 Krystalochemia. MK_01 Chemia fizyczna i jądrowa

Wysokosprawna chromatografia cieczowa dobór warunków separacji wybranych związków

PORÓWNANIE FAZ STACJONARNYCH STOSOWANYCH W HPLC

Regresja linearyzowalna

Ślesin, 29 maja 2019 XXV Sympozjum Analityka od podstaw

ZASTOSOWANIE TECHNIK CHEMOMETRYCZNYCH W BADANIACH ŚRODOWISKA. dr inż. Aleksander Astel

Z BADAŃ ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH MIKROORGANIZMÓW NA KOMPOZYTY PP Z BIOCYDEM SEANTEX

Przedmiot: Chemia budowlana Zakład Materiałoznawstwa i Technologii Betonu

Pytania z Wysokosprawnej chromatografii cieczowej

Do uzyskania kwalifikacji pierwszego stopnia (studia inżynierskie) na kierunku BIOTECHNOLOGIA wymagane są wszystkie poniższe efekty kształcenia

Załącznik 2a do wniosku o przeprowadzenie postępowania habilitacyjnego

Podstawy projektowania leków wykład 10

CHROMATOGRAFIA W UKŁADACH FAZ ODWRÓCONYCH RP-HPLC

ROZDZIELENIE OD PODSTAW czyli wszystko (?) O KOLUMNIE CHROMATOGRAFICZNEJ

Walidacja metod analitycznych Raport z walidacji

4. WYZNACZENIE IZOTERMY ADSORPCJI METODĄ ECP

Elementy statystyki wielowymiarowej

Recenzja pracy doktorskiej Mgr inż. Mariusza Belki. Pt.:

Analiza współzależności dwóch cech I

Rozdział 8. Regresja. Definiowanie modelu

Analiza współzależności zjawisk. dr Marta Kuc-Czarnecka

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Załóżmy, że obserwujemy nie jedną lecz dwie cechy, które oznaczymy symbolami X i Y. Wyniki obserwacji obu cech w i-tym obiekcie oznaczymy parą liczb

Ćwiczenie: Wybrane zagadnienia z korelacji i regresji

Analiza współzależności zjawisk

Podstawowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) Obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) Semestr 2. Semestr letni (semestr zimowy / letni)

Projektowanie Nowych Chemoterapeutyków

W statystyce stopień zależności między cechami można wyrazić wg następującej skali: n 1

KORELACJE I REGRESJA LINIOWA

REGRESJA I KORELACJA MODEL REGRESJI LINIOWEJ MODEL REGRESJI WIELORAKIEJ. Analiza regresji i korelacji

Z poprzedniego wykładu

GEODEZJA I KARTOGRAFIA I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny)

MATRYCA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

ĆWICZENIE 11 ANALIZA KORELACJI I REGRESJI

Analiza regresji - weryfikacja założeń

Ocena pracy doktorskiej mgr. inż. Adama Ząbka zatytułowanej:

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

Trójkąt Gibbsa Równowagi układów z ograniczoną mieszalnością składników Prawo podziału Nernsta

Szukanie rozwiązań funkcji uwikłanych (równań nieliniowych)

MATERIAŁY POMOCNICZE 1 GDYBY MATURA 2002 BYŁA DZISIAJ CHEMIA ZESTAW EGZAMINACYJNY PIERWSZY ARKUSZ EGZAMINACYJNY I

Zmienne zależne i niezależne

5. WYZNACZENIE KRZYWEJ VAN DEEMTER a I WSPÓŁCZYNNIKA ROZDZIELENIA DLA KOLUMNY CHROMATOGRAFICZNEJ

Dopasowywanie modelu do danych

MODELOWANIE KOSZTÓW USŁUG ZDROWOTNYCH PRZY

AUTOREFERAT pracownik naukowo-techniczny w Katedrze Technologii Leków i Biochemii Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej

Szczegółowy program kursu Statystyka z programem Excel (30 godzin lekcyjnych zajęć)

Sposoby prezentacji problemów w statystyce

Kontrola jakości surowców kosmetycznychrutyna czy konieczność? Wykorzystanie danych kontroli jakości w ocenie ryzyka surowców kosmetycznych.

ZJAZD 4. gdzie E(x) jest wartością oczekiwaną x

określone Uchwałą Senatu Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego Nr 156/2012/2013 z dnia 25 września 2013 r.

TRANSPORT NIEELEKTROLITÓW PRZEZ BŁONY WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZEPUSZCZALNOŚCI

Diagnostyka grzybów. 2) Preparat barwiony nigrozyną lub tuszem chińskim (przy podejrzeniu kryptokokozy) uwidocznienie otoczek Cryptococcus neoformans

Ligand to cząsteczka albo jon, który związany jest z jonem albo atomem centralnym.

RP WPROWADZENIE. M. Kamiński PG WCh Gdańsk Układy faz odwróconych RP-HPLC, RP-TLC gdy:

autorstwa Macieja Wosia

Szkoła Powiat Województwo Okręg Kraj 47,35 49,57 50,63 52

Niepewności pomiarów

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Brak

WARSZTATY olimpijskie. Co już było: Atomy i elektrony Cząsteczki i wiązania Stechiometria Gazy, termochemia Równowaga chemiczna Kinetyka

Kwas HA i odpowiadająca mu zasada A stanowią sprzężoną parę (podobnie zasada B i kwas BH + ):

Zastosowanie Informatyki w Chemii Laboratorium. Instrukcje do c wiczen

OZNACZENIE JAKOŚCIOWE I ILOŚCIOWE w HPLC

istocie dziedzina zajmująca się poszukiwaniem zależności na podstawie prowadzenia doświadczeń jest o wiele starsza: tak na przykład matematycy

Wykresy do badań nad oddziaůywaniem nanoczŕsteczek srebra na zahamowanie wzrostu: bakterii Gram-ujemnych, Gram-dodatnich, droýdýy i grzybów.

DOKUMENTACJA SYSTEMU ZARZĄDZANIA LABORATORIUM. Procedura szacowania niepewności

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Statystyka. Wykład 8. Magdalena Alama-Bućko. 10 kwietnia Magdalena Alama-Bućko Statystyka 10 kwietnia / 31

Definicje i przykłady

Statystyka od podstaw Janina Jóźwiak, Jarosław Podgórski

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

INFORMATYKA POZIOM ROZSZERZONY

INFORMATYKA POZIOM ROZSZERZONY

ANALIZA REGRESJI SPSS

Modele materiałów

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PODZIAŁU OKTANOL/WODA SUBSTANCJI TOKSYCZNYCH TECHNIKĄ HPLC

EFEKTY KSZTAŁCENIA NA STUDIACH PODYPLOMOWYCH NAUCZANIE PRZYRODY W SZKOLE PODSTAWOWEJ

Transkrypt:

ZASTOSOWANIE CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ W BADANIACH ZALEŻNOŚCI MIĘDZY STRUKTURĄ CHEMICZNĄ A AKTYWNOŚCIĄ BIOLOGICZNĄ NOWYCH 2,4-DIHYDROKSYTIOBENZANILIDÓW Krzysztof Jóźwiak Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Lublinie 1 WSTĘP Nikt nie neguje stwierdzenia, że bezprecedensowy wzrost średniej długości życia ludzkiego, która została podwojona w ciągu ostatnich 200 lat, zawdzięczamy lekom i tym, którzy je odkrywali. Cały więc spektakularny rozwój cywilizacyjny odnotowany w tym czasie, ludzkość zawdzięcza między innymi rozwojowi medycyny. Racjonalne projektowanie leków stało się w dzisiejszej dobie bardzo ważną i bardzo szybko rozwijającą się dziedziną nauki. Z uwagi na ogromną złożoność problemu wykorzystuje się w tym procesie wiedzę naukowców reprezentujących wiele różnych dyscyplin naukowych. Jedną z ważniejszych metod, które znajdują zastosowanie w projektowaniu leków jest QSAR (ang. Quantitative Structure Activity Relationships) [1]. Można tę metodę opisać jako matematyczne poszukiwanie zależności między żądaną aktywnością biologiczną a strukturą chemiczną leków. Najczęściej analizę tego typu przeprowadza się stosując tzw. metodę Hanscha tzn. koreluje się aktywność biologiczną z pewnymi parametrami (deskryptorami strukturalnymi) przy pomocy statystycznej procedury wieloparametrowej regresji liniowej. Metody chromatograficzne wykorzystuje się na tym polu bardzo często [2]. Głównym ich zastosowaniem jest analiza chemometryczna grupy analizowanych substancji, a następnie korelacja pozyskanych danych chromatograficznych z interesującą nas aktywnością biologiczną. Parametry retencji odzwierciedlają zmiany energii swobodnej związane z procesem rozdziału. Można zatem traktować kolumnę chromatograficzną jako pewnego rodzaju przetwornik energii swobodnej przekształcający różnice w potencjałach chemicznych analitów, wynikające z różnic w ich strukturze, na ilościowe różnice w parametrach retencji. Chromatografia cieczowa z odwróconym układem faz jest doskonałym narzędziem do studiowania względnej lipofilowości związków chemicznych. Lipofilowość jest bezsprzecznie podstawowym czynnikiem determinującym działanie wszystkich substancji biologicznie aktywnych. Stopień lipofilowości cząsteczki ma duży wpływ na siłę oddziaływań leków z ich bioreceptorami, toksyczność czy rozpuszczalność. Najsilniej lipofilowość wpływa jednak na procesy farmakokinetyczne w organizmach żywych, a szczególnie na proces dystrybucji cząsteczek leku. Wszystkie substancje przenikając lub wnikając w komórki organizmu natrafiają na pewne bariery (błony komórkowe) o charakterze lipofilowym, które muszą pokonać. Tylko cząsteczki posiadające odpowiednie powinowactwo do lipofilowych błon biologicznych będą zaabsorbowane i prawidłowo rozprowadzone w obrębie organizmu i w konsekwencji dotrą do zamierzonych celów molekularnych (bioreceptorów). HO OH NH S Rys. 1. Ogólna struktura chemiczna 2,4-dihydroksytiobenzanilidów. R

Pochodne 2,4-dihydroksytiobenzanilidu ((N-fenylo) 2,4-dihydroksybenzenokarbotioamidu) (rys. 1.) są grupą nowych substancji syntezowanych w Katedrze Chemii Ogólnej Akademii Rolniczej w Lublinie. 2,4-dihydroksytiobenzanilidy wykazują określoną aktywność biologiczną. Badania wykazały że posiadają one aktywność bakteriostatyczną wobec szeregu szczepów bakterii Gram dodatnich, m.in. różnych rodzajów gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus), Sarcina lutea, Bacillus subtilis, Enterococcus faecalis czy Streptoccocus pyogenes. Stwierdzono również fungistatyczne właściwości tych substancji wobec przedstawicieli grzybów fitopatogenicznych: Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani oraz Fusarium culmurum. Testowane substancje charakteryzuje również zdolność ograniczania rozwoju dermatofitów (m.in. Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton rubrum, Trichophyton interdigitale, Microsporum gypseum, Epidermophyton floccosum), drożdży (różne rodzaje Candida albicans, Trichosporon sp. Trichosporon citaneum beigen, Cryptococcus neoformans) i pleśni (Aspergillus niger, Aspergillus fumigatus, Penicillum sp, Scopularioppsis brevicaulis). Analizowane 2,4-dihydroksytiobenzanilidy są grupą kongenerycznych substancji doskonale nadającą się do analizy QSAR. Zauważono wyraźne różnice w aktywnościach biologicznych w zależności od stopnia modyfikacji strukturalnych, które dotyczyły jedynie zamiany podstawników w pierścieniu anilidowym. 2 CEL PRACY Prowadzone do tej pory badania wykazały, że 2,4-dihydroksytiobenzanilidy są grupą substancji o obiecujących potencjalnych właściwośćciach mikrobiologicznych. Badania w części eksperymentalnej były prowadzone kilkutorowo i można je podzielić na trzy integralnie związane ze sobą części: Wykonanie analizy chemometrycznej posiadanej grupy 65 pochodnych 2,4-dihydroksytiobenzanilidu polegającej na wyznaczeniu metodą RP-HPLC szeregu parametrów lipofilowości, korzystając z dwu rodzajów kolumn chromatograficznych powszechnie stosowanych w tym celu: RP-18 oraz IAM (kolumny ze sztuczną błoną biologiczną). Określenie stopnia korelacji wyznaczonych powyżej parametrów lipofilowości z danymi dotyczącymi aktywności biologicznej części pochodnych oraz przeprowadzenie analiz QSAR. Opracowanie metody analitycznego oznaczania 2,4-dihydroksytiobenzanilidu w materiale biologicznym tak, aby można ją było wykorzystać do badania farmakokinetyki i metabolizmu tej substancji. Uzyskane wyniki umożliwią usystematyzowanie wiedzy dotyczącej różnych właściwości biologicznych 2,4-dihydroksytiobenzanilidów oraz takie dalsze ukierunkowanie syntez kolejnych analogów, aby uzyskać pochodne o jak najlepszych właściwościach biologicznych. Pozwoli to przejść do następnych planowanych etapów badań tej obiecującej grupy związków chemicznych mających na celu opracowanie substancji mogącej stać się potencjalnym lekiem. 3 OPIS UZYSKANYCH WYNIKÓW 3.1 Parametry lipofilowości Analizę lipofilowości badanych tiobenzanilidów przeprowadzono stosując technikę HPLC i następujące układy chromatograficzne: kolumnę RP-18 z układem elucyjnym metanol : bufor, kolumnę RP-18 z układem elucyjnym acetonitryl : bufor oraz kolumnę IAM z układem elucyjnym acetonitryl : bufor. Dla każdej substancji, przeprowadzając doświadczenia w warunkach polikratycznych (przy kilku różnych stężeniach modyfikatora organicznego - ) wyznaczyć można metodą regresji liniowej następujące parametry chromatograficzne: log k w, S oraz 0. Korzystano w tym przypadku ze wzoru Soczewińskiego Wachtmeistera zakładającego liniową zależność retencji chromatograficznej ( log k ) od stężenia modyfikatora organicznego w eluencie( ) [3]: log k = log k w S gdzie: log k w to teoretyczna retencja analitu w czystej wodzie (buforze), a S nachylenie krzywej regresji.

Parametr 0 obliczyć można ze wzoru: = log k w 0 S Stosując taką procedurę wyznaczono dla wszystkich posiadanych pochodnych 2,4-dihydroksytiobenzanilidu następujące parametry lipofilowości: log k w, MeOH oraz 0, MeOH wyznaczone w układzie polikratycznym metanolowym stosując kolumnę RP-18; log k w, MeCN oraz 0, MeCN wyznaczone w układzie polikratycznym acetonitrylowym stosując kolumnę RP-18; log k w, IAM oraz 0, IAM wyznaczone w układzie polikratycznym stosując specjalną kolumnę IAM (sztuczną błonę biologiczną); c log P parametr lipofilowości uzyskany metodą obliczeniową zgodnie z algorytmem pozwalającym obliczyć lipofilowość substancji na podstawie wzoru chemicznego cząsteczki. Wszystkie powyższe parametry mimo, że wyznaczone w różny sposób i w różnych układach, mierzą istotę tego samego zjawiska i są ze sobą w dużym stopniu skorelowane. Każdy z tych parametrów niesie jednak pewną indywidualną informację na temat względnej lipofilowości badanych pochodnych. tabela 1. Przedstawia macierz korelacji powyższych parametrów lipofilowości. Tabela 1. Macierz korelacji parametrów lipofilowości. R c log P log k w, MeOH 0, MeOH log k w, MeCN 0, MeCN log k w, IAM 0, IAM c log P 1,00 0,71 0,64 0,80 0,70 0,79 0,58 log k w,meoh 1,00 0,90 0,91 0,86 0,72 0,70 1,00 0,87 0,96 0,76 0,60 0,MeOH k w,mecn log 1,00 0,89 0,83 0,69 0,MeCN 1,00 0,80 0,54 log k w,iam 1,00 0,66 1,00 0,IAM Wszystkie chromatograficznie wyznaczone parametry lipofilowości są dość słabo skorelowane z obliczeniowym parametrem c log P. Również parametry uzyskane na fazie IAM są dość nisko skorelowane z parametrami wyznaczonymi na fazie RP-18. Na uwagę zasługują natomiast wysokie interkorelacje parametrów uzyskanych na fazie RP-18. W toku przeprowadzonej analizy chromatograficznej zauważono, że część analizowanych 2,4-dihydroksytiobenzanilidów wykazuje odmienne zachowanie od reszty substancji: wykazują one nadmierną lipofilowość, zahamowanie dysocjacji. Jest to spowodowane najprawdopodobniej wytworzeniem dodatkowego wewnętrznego wiązania wodorowego w cząsteczce. Rys. 2. przedstawia zależność pomiędzy wartościami log k w, MeOH a S MeOH. Dokładna analiza tego wykresu pozwala podzielić badane tiobenzanilidy na trzy podgrupy. Większość substancji wykazuje liniową zależność log k w vs. S. Są to pochodne z lipofilowymi lub neutralnymi podstawnikami i wszystkie wykazują podobny mechanizm retencji. Poniżej tej grupy znajdują się punkty odpowiadające pochodnym z bardzo hydrofilowymi podstawnikami (np. -OH, -COOH, -CONH 2, -CONHCH 2 COOH) (grupa A). Powyżej grupy głównej znajduje się natomiast grupa B, do której należą cztery substancje: 2-OH,4-NO 2, 2-OH,4-Cl, 2-CH 2 OH oraz 2-Br. Cechą wspólną tej grupy jest posiadanie podstawników zdolnych do tworzenia wiązań wodorowych w pozycji orto. Istnienie takich podgrup wskazywałoby na różnice w molekularnych mechanizmach retencji chromatograficznej na skutek różnic w budowie strukturalnej. Ponieważ mechanizm retencji RP uznaje się za zbliżony do mechanizmu przenikania przez błony biologiczne żywych organizmów, może się nasunąć hipoteza, że również aktywność biologiczna

może mieć zmieniony charakter w przypadku takich odmiennych substancji. 5 4,5 4 3,5 3 2,5 logk w,meoh B S MeOH 2 3 4 5 6 7 A lipofilowość). Retencja ta jest superpozycją właściwości lipofilowych i elektronowych analizowanych związków. Podstawniki zmieniają właściwości lipofilowe związków ale również wpływają na rozkład gęstości elektronowej cząsteczki co ma wpływ na retencję. Obrazem równania regresji liniowej jednoparametrowej jest prosta umieszczona na dwuwymiarowej płaszczyźnie. Obrazem dwuparametrowej regresji może być płaszczyzna umieszczona w trójwymiarowej przestrzeni zmiennych. Rys. 3. przedstawia taką płaszczyznę korelacyjną dla równania 2 z tabeli 2 widoczną w dwu rzutach. log k w i S analizo- Rys. 2. Zależność pomiędzy wartościami wanych substancji wyznaczonymi w układzie metanolowym. 0.95 0.85 Dalsza statystyczna analiza danych chromatograficznych doprowadziła do bardziej precyzyjnego sformułowania charakteru retencji metodami QSRR. Chromatograficzne parametry lipofilowości w przeciwieństwie do c log P wykazują pewną korelację z wartościami sigma (Σσ- Hammetta) obliczonymi dla każdej substancji. Wartości te opisują wpływ poszczegónych podstawników na charakter elektronowy pochodnej. Przeprowadzając wieloparametrową analizę regresji w której wykorzystano oba parametry obliczeniowe c log P i sigma jako zmienne niezależne otrzymać można równania dokładniej opisujące charakter retencji w układzie RP (tabela 2). 0,MeOH 0.75 0.65 0.55 0.45 1.4 1.0 0.6 0.2-0.2 sigma -0.6-1.0 0.95 0.85 0,MeOH 0.75 0.65 0.55-05 1.5 2.5 3.5 4.5 c log P 0.5 2-OH,4-Cl 2-CH2OH 2-Br 2-OH,4-NO2 Tabela 2. Dwuparametrowe równania QSRR analizowanych parametrów retencyjnych. logkw, MeOH = 0,42( ± 0,05) c logp + 0,64( ± 0,13) sigma+ 2,3( ± 0,1) r = 0,798 s = 0,353 F = 54,20 n = 65 0,MeOH = 0,057( ± 0,008) c log P + 0,088(0,022) sigma+ 0,52( ± 0,02) r = 0,725 s = 0,061 F = 34,38 n = 65 logk w, MeCN = 0,25( ± 0,02) c log P + 0,27( ± 0,06) sigma+ 1,72( ± 0,05) r = 0,862 s = 0,154 F = 89,55 n = 65 0,MeCN = 0,063( ± 0,008) c log P + 0,058(0,022) sigma+ 0,37( ± 0,02) r = 0,732 s = 0,059 F = 35,76 n = 65 Powyższe równania można zinterpretować następująco: retencja badanych tiobenzanilidów w układach RP zależy nie tylko od właściwości czysto lipofilowych ( c log P uwzględnia jedynie wpływ poszczególnych podstawników na 0.45-1.0-0.6-0.2 0.2 0.6 sigma 1.0 1.4 45 3.5 2.5 1.5 0.5 c log P Rys. 3. Płaszczyzna będąca obrazem równania korelacyjnego (2 z tabeli 2) ( 0, MeOH jest zmienną zależną, clog P oraz sigma zmiennymi niezależnymi). Pomimo poprawienia współczynnika korelacji nadal punkty pochodzące od czterech substancji z grupy B wyraźnie odbiegają od równania regresji. Jedyną możliwością na dalsze poprawienie korelacji jest wprowadzenie do równań regresji (tabela 2) dodatkowej zmiennej -0.5

o charakterze indykatorowym H bond, którą zdefiniowano: H = 1 bond w przypadku pochodnych: 2-OH,4- NO 2, 2-OH,4-Cl, 2-CH 2 OH, 2-Br; H = 0 bond we wszystkich pozostałych przypadkach. Wprowadzając zmienną H bond uzyskać można równania korelacyjne o wysokich współczynnikach korelacji (tabela 3). Tabela 3. Trójparametrowe równania QSRR analizowanych parametrów retencyjnych. logk w,meoh = 0,46( ± 0,04) clogp+ 0,54( ± 0,11) sigma+ 0,79( ± 0,16) Hbond + 2,2( ± 0,1); r = 0,859; s = 0,301; F = 57,40; n = 65 0,MeOH logk 0,MeCN = 0,068( ± 0,005) clogp+ 0,064(0,014) sigma+ 0,20( ± 0,02) Hbond + 0,49( ± 0,01); r = 0,905; s = 0,038; F = 92,09; n = 65 w,mecn = 0,26( ± 0,02) clogp+ 0,25( ± 0,05) sigma+ 0,23( ± 0,08) H + 1,72( ± 0,05); r = 0,881; s = 0,145; F = 70,15; bond n = 65 = 0,071( ± 0,007) clogp+ 0,041(0,018) sigma+ 0,15( ± 0,03) Hbond + 0,35( ± 0,02); r = 0,840; s = 0,047; F = 48,80; n = 65 3.2 Analiza aktywności biologicznej tiobenzanilidów Dane biologiczne zarówno bakterio- jak i fungistatyczne (wartości log(1/mic) wyznaczone zostały wobec kilku przedstawicieli bakterii Gram-dodatnich, dermatofitów, drożdży i pleśni. Statystyczna analiza czynnikowa macierzy danych biologicznych (rys. 4) prowadzi do wniosku, że tiobenzanilidy wykazują zróżnicowane działanie w zależności od rodzaju testowanych mikroorganizmów. PC2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 B4 B1 B2 B3 D2 D4 B5 D3 D1 Y1M1 M3 Y3 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 PC1 Y2 M2 Inny jest charakter zmian aktywności w przypadku bakterii, inny w przypadku dermatofitów i w końcu inny w przypadku drożdży i pleśni. Po przeprowadzeniu korelacji wyznaczonych parametrów lipofilowości z posiadanymi aktywnościami biologicznymi, jasno wynika, że lipofilowość analizowanych 2,4-dihydroksytiobenzanilidów jest głównym czynnikiem mającym wpływ na ich aktywność bakterio- i grzybostatyczną. Zauważono, że im bardziej dana grupa mikroorganizmów jest wrażliwa na analizowane związki, tym korelacje aktywności z lipofilowością są wyższe. Tabela 4 (poniżej) przedstawia równania korelujące poszczególne parametry chromatograficzne z aktywnościami wobec wybranych mikroorganizmów. Najwyższy stopień korelacji pomiędzy eksperymentalnymi parametrami lipofilowości a aktywnościami uzyskano w przypadku danych biologicznych dermatofitów. W tym jednak przypadku parametr c log P wykazuje znacząco niższe korelacje. W przypadku danych biologicznych uzyskanych na analizowanych szczepach bakterii zarówno chromatograficzne skale lipofilowości jak i c log P były podobnie wysoko skorelowane z aktywnością. Najniższy stopień korelacji z eksperymentalnie wyznaczoną lipofilowością zanotowano w przypadku analizowanych szczepów drożdży i pleśni. Aktywność ta jest natomiast dość wysoko skorelowana z parametrem c log P. Porównanie stopnia korelacji poszczególnych parametrów prowadzi do następujących wniosków: w układzie RP przy zastosowaniu acetonitrylu jako modyfikatora parametry lipofilowości były lepiej skorelowane z badaną aktywnością biologiczną niż w układzie z metanolem; z dwu testowanych chromatograficznych parametrów lipofilowości, parametr 0 wykazuje lepsze dopasowanie do danych biologicznych niż parametr log k w ; parametr log k w, IAM był z reguły gorzej skorelowany z aktywnością biologiczną niż parametry z układu RP-18 (wyjątek stanowią dane bakteriostatyczne), podczas gdy parametr 0,IAM wykazywał znikomą lub wręcz brak korelacji. Rys. 4. Wykres rozrzutu głównych składowych (PC1 vs PC2) otrzymanych w analizie czynnikowej PCA danych biologicznych. (B bakterie, D dermatofity, Y drożdże, M pleśnie).

Tabela 4. Porównanie korelacji aktywności biologicznych wobec wybranych szczepów mikroorganizmów z kolejnymi parametrami lipofilowości analizowanych tiobenzanilidów. Dermatofity Bakterie Gram dodatnie Drożdże i pleśnie szczep Trichophyton mentagrophytes Trichophyton rubrum Staphylococcus aureus ATCC 25923 Staphylococcus aureus 209 Candida albicans ATCC 10231 Cryptococcus neoformans parametr lipofilowości odcięta nachylenie clog P 0,896 0,235 0,477 30 log k w,meoh -0,736 0,641 0,777 30 0,MeOH -1,446 4,293 0,831 30 log k w,mecn -1,517 1,261 0,765 30 0,MeCN -0,890 4,415 0,825 30 log k w,iam -1,666 1,206 0,674 29 0,IAM --- --- 0,252 --- clog P 0,768 0,292 0,531 30 log k w,meoh -1,104 0,749 0,816 30 0,MeOH -1,850 4,891 0,850 30 log k w,mecn -2,112 1,516 0,825 30 0,MeCN -1,222 5,038 0,845 30 log k w,iam -2,174 1,403 0,703 29 0,IAM -0,390 2,943 0,402 29 clog P -0,095 0,421 0,748 23 log k w,meoh -1,168 0,601 0,650 23 0,MeOH -1,930 4,203 0,722 23 log k w,mecn -2,080 1,260 0,677 23 0,MeCN -1,544 4,631 0,784 23 log k w,iam -2,906 1,476 0,750 22 0,IAM --- --- 0,277 --- clog P -0,196 0,480 0,770 23 log k w,meoh -1,386 0,675 0,659 23 0,MeOH -2,117 4,530 0,703 23 log k w,mecn -2,441 1,429 0,694 23 0,MeCN -1,730 5,050 0,773 23 log k w,iam -3,201 1,605 0,735 22 0,IAM --- --- 0,312 --- clog P -0,495 0,397 0,778 30 log k w,meoh -1,636 0,594 0,698 30 0,MeOH -2,034 3,587 0,672 30 log k w,mecn -2,632 1,287 0,756 30 0,MeCN -1,616 3,778 0,684 30 log k w,iam -2,763 1,220 0,666 29 0,IAM -1,834 3,603 0,535 29 clog P -0,321 0,379 0,721 27 log k w,meoh -0,934 0,429 0,496 27 0,MeOH -1,346 2,773 0,530 27 log k w,mecn -2,167 1,151 0,672 27 0,MeCN -1,226 3,319 0,603 27 log k w,iam -2,468 1,158 0,573 26 0,IAM --- --- 0,275 --- W przypadku większości danych biologicznych zauważono również pewną zależność aktywności grzybostatycznej od właściwości elektonowych analizowanych związków. Objawia się to w dwuparametrowych równaniach korelujących wartości log(1/mic) z wartościami c log P oraz wartościami sigma. Szczególnie wysokie korelacje uzyskano w ten sposób wobec danych biologicznych drożdży i pleśni. Można r n więc powiedzieć, że aktywność biologiczna tiobenzanilidów wobec drożdży i pleśni jest superpozycją dwu podstawowych właściwości cząsteczek: ich lipofilowości (wyrażonej przez c log P ) i właściwości elektronowych podstawników (wyrażonych przez parametr sigma ). Taką zależność zauważył wcześniej Terada w stosunku do właściwości rozprzęgających fosforylację oksydacyjną grupy salicylanilidów [4]. Przeprowadzone badania wykazały interesujące właściwości fizykochemiczne i biologiczne 2,4-dihydroksytiobenzanilidów i z tego względu zasługują na kontynuację i rozszerzenie wiedzy o tej obiecującej grupie związków. W toku przeprowadzonej analizy QSAR zauważono, że zarówno parametry chromatograficzne jak i aktywność fungistatyczna mogą zostać opisane w ramach dwuparametrowego równania korelacyjnego, gdzie jako zmienne niezależne zastosowano deskryptory, które mogą zostać wyprowadzone ze wzoru cząsteczki: c log P - odpowiadający za właściwości lipofilowe substancji oraz sigma - odpowiadający za właściwości elektronowe cząsteczki. Przemawiałoby to za stwierdzeniem, że przenikanie przez błony biologiczne tiobenzanilidów ma wiele wspólnych cech z ich retencją chromatograficzną. 4 PODSUMOWANIE Praca składa się z dwu podstawowych części. W części teoretycznej opisano podstawy analizy QSAR, znaczenie lipofilowości w działaniu biologicznym substancji chemicznych, zastosowanie metod chromatograficznych w projektowaniu leków oraz przedstawiono podstawy farmakokinetyki. W części eksperymentalnej opisano dostępne w literaturze dane dotyczące aktywności biologicznej tiobenzanilidów oraz substancji pokrewnych: salicylanilidów i benzanilidów. Przedstawiono uzyskane w trakcie analizy chromatograficznej parametry lipofilowości wraz z dogłębną analizą korelacyjną tych parametrów. Następnie zaprezentowano posiadane dane biologiczne: bakterio- i fungistatyczne oraz przeprowadzono jakościową analizę zależności struktura aktywność. Kolejnym etapem pracy było przeprowadzenie analizy korelacyjnej danych biologicznych z uzyskanymi parametrami lipofilowości. W końcu przedstawiono wstępną analizę właściwości farmakokinetycznych

2,4-dihydroksytiobenzanilidu oraz jego metabolizm. Pracę zamyka spis cytowanej literatury. Wyniki i ich interpretacja zostały przedstawione w literaturze fachowej [5-8]. Praca została wykonana przy finansowym wsparciu Komitetu Badań Naukowych; grant nr 4P05F 024 16 (1999-2000). BIBLIOGRAFIA 1) Hansch C., Leo A. J., Hoekman D. 1995. Exploring QSAR, ACS Professional Reference Book, Washington, DC. 2) R. Kaliszan, Structure and Retention in Chromatography: A Chemometric Approach, Harwood Academic Publishers, Amsterdam, 1997. 3) Soczewiński E.,. Wachtmeister C. A. 1962. J. Chromatogr., 7, 311-320. 4) Terada H., Goto S., Yamamoto K., Takeuchi I., Hamada Y., Miyake K. 1988. Biochim. Biophys. Acta, 936, 504-512. 5) Jóźwiak K., Szumiło H., Senczyna B., Niewiadomy A. 1999. Use of Reversed-Phase High-Performance Liquid Chromatography in QSAR Analysis of 2,4- Dihydroxythiobenzanilide Analogues. SAR QSAR Environ. Res., 10, 6, 509-532. 6) Jóźwiak K., Szumiło H., Senczyna B., Niewiadomy A. 2000. RP-HPLC as a Tool for Determining the Congenericity of a Set of 2,4-Dihydroxythiobenzanilide Derivatives Chromatographia, 52, 3/4, 159-161. 7) Jóźwiak K., Szumiło H. 2000. Correlation of fungostatic activity with log P and sigma parameters in the group of thiobenzanilides. Acta Poloniae Pharmaceutica, 57s, 82-84. 8) Jóźwiak K., Szumiło H., Soczewiński E. 2001. Lipofilowość, metody wyznaczania i rola w działaniu biologicznym substancji chemicznych. Wiad. Chem., In press.