Meistarafyrirlestur í lífrænni efnafræði -Lena Rós Jónsdóttir

Meistaranemi: Lena Rós Jónsdóttir
Heiti verkefnis: Efnasmíðar á handhverft stöðubundnum þríglyseríðum skipuðum mettaðri fitusýru, fjölómettaðri fitusýru og virku lyfi
___________________________________________
Deild: Raunvísindadeild 
Leiðbeinandi: Guðmundur G. Haraldsson, prófessor
Prófdómari: Benjamín Ragnar Sveinbjörnsson 

Ágrip

Við fengum áhuga á að útbúa handhverft stöðubundin þríglýseríð (TAG) skipuð mettuðum fitusýrum (SFA), ómega-3 fjölómettuðum fitusýrum (n-3 PUFA) og virku lyfi, þar sem heilsusamleg áhrif n-3 PUFA, möguleg jákvæð áhrif stöðubundinna og handhverft stöðubundinna þríglýseríða og læknisfræðilegir eiginleikar lyfsins sameinast í einni sameind, sem býður upp á nýja og áhugaverða tegund af forlyfi. Þess er vænst að slík hönnun á forlyfi sem hér er lýst, kunni að bjóða upp á góða möguleika til stjórnunar á staðbundinni losun lyfsins vegna samverkandi áhrifa SFA, PUFA og lyfsins á glýserol burðargrindinni, staðsetningu þeirra þar og svo tímasetningu losunar þeirra. Áhugi okkar beindist einnig að því hverng hinar lífvirku fitusýrur, eikósapentaen sýra (EPA) og dókósahexaen sýra (DHA), sem litið er á sem bólguhemjandi forlyf, geti mögulega haft áhrif ein og sér eða ef til vill samþætt áhrif með lyfinu. Augljóst val á virku lyfi fyrir þessi forlyf voru NSAID-lyf (e. non-steroidal anti-inflammatory drugs, þ.e. bólguhemjandi lyf sem ekki eru sterar). Karboxýl hópur þarf að vera til staðar á lyfinu til þess að leyfa myndun ester-tengis við glýserol grindina. Var því ákveðið að byggja þessa vinnu á (S)-ibuprofeni og (S)-naproxeni, hinum lífvirku handhverfum þessara lyfja.

Þessi vinna lýsir efnasmíði tveggja tegunda af slíkum TAG forlyfjum. Tegund I lýsir röð TAG sameinda með virka lyfið staðsett í sn-2 stöðunni á glýseról burðarvirkinu ásamt hreinni n-3 PUFA (EPA eða DHA) staðsettri í annari endastöðunni (sn-1 eða sn-3) og loks hreinni SFA (6:0. 8:0, 10:0, 12:0, 14:0, 16:0) í hinni endastöðunni (sn-3 eða sn-1). Þessu forlyfi af Tegund I má síðan skipta í tvo undirflokka, þau sem innihalda PUFA í sn-1 stöðunni og þau sem innihalda PUFA í sn-3 stöðunni á glýseról burðarvirkinu. Samsvarandi afleiður í sitt hvorum undirflokknum eru víxlhverfur. Í forlyfjum af Tegund II er lyfið hins vegar staðsett annað hvort í sn-1 eða sn-3 endastöðu, með SFA í hinni endastöðunni og er þá n-3 PUFA í sn-2 stöðunni. Eins og fyrir forlyfin af Tegund I, má skipta Tegund II í tvo víxlhverfa undirflokka.

TAG forlyfin sem tilheyra Tegund I voru smíðuð í 6-skrefa efnasmíði sem byggði á hefðbundnum aðferðum og notkun ensíms. Efnasmíðin hófst á handhverfuhreinu (R)- eða (S)-sólketali, sem síðan var umbreytt í góðum heimtum í samsvarandi (S)- eða (R)-1-O-benzylglýseról. Í kjölfarið fylgdi asýlun alfarið á endastöðu í mjög háum heimtum með mettaðri fitusýru á formi vinýl esters með því að beita kyrrsettum Candida antarctica lípasa. Þessu var fylgt eftir með því að innleiða lyfið í miðstöðuna á glýserólinu með því að nota EDAC kúplunarmiðil, einnig í mjög góðum heimtum. Eftir afverndun á benzýl verndarhópnum með hvötuðu vetnisrofi var PUFA innleitt í þá endastöðu sem tiltæk var, einnig með því að nota EDAC. Bæði þessi hvörf gáfu mjög góðar heimtur. Þessar efnasmíðar gáfu af sér vel skilgreint efnasafn 48 handhverfuhreinna afurða sem tilheyra forlyfjum af Tegund I (24 af hvorum undirflokki) og 60 milliefna (30 af hvorum undirflokki) af mjög góðum hreinleika og hefur bygging þeirra allra verið að fullu sannkennd.

TAG afurðirnar sem tilheyra forlyfjum af Tegund II voru smíðaðar á sviðaðan hátt með 6-skrefa efnasmíði, sem að þessu sinni samanstóð af tveimur ensímhvötuðum skrefum. Þessi smíð var einnig byggð á fyrrgreindum sólketal og 1-O-benzýlglýseról afleiðum. Í fyrra ensímhvataða skrefinu voru lyfin, virkjuð sem oxím esterar, innleidd með Candida antarctica lípasanum í sn-1 (eða sn-3) stöðuna á benzýlverndaða glýserólinu, með fullkominni staðvendni og í góðum heimtum. Þessu var fylgt eftir með afverndun á benzýl verndarhópnum með hvötuðu vetnisrofi og þar á eftir asýlun á einsetna glýserólinu sem átti sér stað alfarið á hinni endastöðunni með SFA (6:0, 8:0, 10:0, 12:0) virkjaðri sem vinýl ester, þar sem Candida antarctica lípasinn var aftur notaður. Í seinasta skrefinu var loks EPA eða DHA innleitt í miðstöðuna með kúplunarmiðlinum EDAC eins og áður. Þessi efnasmíð gaf af sér annað vel skilgreint efnasafn af þeim 32 TAG afurðum sem tilheyra forlyfjunum af Tegund II (16 sem tilheyra hvorum undirflokki) og 24 milliefnum (12 fyrir hvorn undirflokk), einnig í stórgóðum hreinleika og handhverfu hreinleika, sem hafa öll verið sannkennd.