Syntéza a využitie alkaloidu tryptantrínu

Príroda je nevyčerpateľným zdrojom širokého spektra predlohových chemických štruktúr, ktoré môžu slúžiť k laboratórnej syntéze nových derivátov a byť tak vhodnou perspektívou výskumu a vývoja v oblasti medicíny a farmaceutickej chémie. Medzi takéto látky patria aj alkaloidy, ktoré sú sekundárne metabolity produkované rastlinami a vyznačujú sa rôznorodou fyziologickou aktivitou na organizmus.

Tryptantrín patrí medzi alkaloidy s indolochinazolínovou štruktúrou, ktorého biosyntéza vychádza z metabolickej cesty aminokyseliny L-tryptofánu. Nachádza sa najmä v rastlinách rodu Isatis (Isatis tinctoria) a tzv. indigových rastlinách rastúcich prevažne v Ázii. Mnohé z týchto rastlín sa v tradičnej medicíne dlhodobo využívajú pri rôznych ochoreniach. Tryptantrín bol študovaný pre svoje zaujímavé biologické účinky, ako sú antifungálna, antimikrobiálna [1], protinádorová aktivita [2], alebo inhibícia IDO [3] a COX [4].

Tryptantrínový skelet je možné pripraviť pomocou rozmanitých syntetických prístupov vychádzajúc z rôznych východiskových látok a reakčných podmienok [5,6] Reakcie môžu byť rozdelené podľa toho, či dochádza k vzniku chinazolínového, prípadne indolového kruhu. Na základe dostupných poznatkov bol tryptantrín  pripravený pomocou piatich syntetických postupov s výťažnostou v rozmedzí 31-73%. Z hľadiska výťažnosti je najvýhodnejšia syntéza tryptantrínu z izatínu a anhydridu kyseliny izatovej. Totožnosť a čistota produktov sa potvrdila chromatografickými metódami (TLC, HPLC) spektrálnou analýzou (IČ a NMR), ako aj teplotou topenia.

V práci sú porovnané rôzne syntézy alkaloidu tryptantrínu z hľadiska výťažnosti aj náročnosti syntetických postupov. Tryptantrín má perspektívne terapeutické využitie aj vďaka zaujímavej antimikrobiálnej účinnosti.

[1] J.-M. Hwang, T. Oh, T. Kaneko, A.M. Upton, S.G. Franzblau, Z. Ma, S.-N. Cho, P. Kim, Design, Synthesis, and Structure–Activity Relationship Studies of Tryptanthrins As Antitubercular Agents, J. Nat. Prod. 76 (2013) 354–367.
[2]  A.S. Pathania, S. Kumar, S.K. Guru, S. Bhushan, P.R. Sharma, S.K. Aithagani, P.P. Singh, R.A. Vishwakarma, A. Kumar, F. Malik, The synthetic tryptanthrin analogue suppresses stat3 Signaling and Induces Caspase Dependent Apoptosis via ERK Up Regulation in Human Leukemia HL-60 Cells, PLoS One. 9 (2014) 1–9.
[3]  S. Yang, X. Li, F. Hu, Y. Li, Y. Yang, J. Yan, C. Kuang, Q. Yang, Discovery of tryptanthrin derivatives as potent inhibitors of indoleamine 2,3-dioxygenase with therapeutic activity in lewis lung cancer (LLC) tumor-bearing mice, J. Med. Chem. 56 (2013) 8321–8331.
[4] T. Ishihara, K. Kohno, S. Ushio, K. Iwaki, M. Ikeda, M. Kurimoto, Tryptanthrin inhibits nitric oxide and prostaglandin E2 synthesis by murine macrophages, Eur. J. Pharmacol. 407 (2000) 197–204.
[5] Y. Jahng, Progress in the studies on tryptanthrin, an alkaloid of history, Arch. Pharm. Res. 36 (2013) 517–535.
[6] R. Kaur, S. Kaur, R.K. Rawal, K. Kumar, Bioorganic & Medicinal Chemistry Recent synthetic and medicinal perspectives of tryptanthrin, Bioorg. Med. Chem. 25 (2017) 4533–4552.