Natural pyrrolobenzodiazepines (PBDs) form a large and structurally diverse group of antitumour microbial metabolites produced through complex pathways, which are encoded within biosynthetic gene clusters. We sequenced the gene cluster of limazepines and proposed their biosynthetic pathway based on comparison with five available gene clusters for the biosynthesis of other PBDs. Furthermore, we tested two recombinant proteins from limazepine biosynthesis, Lim5 and Lim6, with the expected substrates in vitro. The reactions monitored by LC-MS revealed that limazepine biosynthesis involves a new way of 3-hydroxyanthranilic acid formation, which we refer to as the chorismate/DHHA pathway and which represents an alternative to the kynurenine pathway employed for the formation of the same precursor in the biosynthesis of other PBDs. The chorismate/DHHA pathway is presumably also involved in the biosynthesis of PBD tilivalline, several natural products unrelated to PBDs, and its part is shared also with phenazine biosynthesis. The similarities between limazepine and phenazine biosynthesis indicate tight evolutionary links between these groups of compounds.
- MeSH
- benzodiazepiny chemie metabolismus MeSH
- chromatografie kapalinová MeSH
- hmotnostní spektrometrie MeSH
- kyselina 3-hydroxyanthranilová metabolismus MeSH
- metabolické sítě a dráhy MeSH
- molekulární evoluce MeSH
- sekvenční analýza proteinů MeSH
- Streptomyces genetika metabolismus MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Covering: up to 2017This review covers the biosynthetic and evolutionary aspects of lincosamide antibiotics, antitumour pyrrolobenzodiazepines (PBDs) and the quorum-sensing molecule hormaomycin. These structurally and functionally diverse groups of complex natural products all incorporate rarely occurring 4-alkyl-l-proline derivatives (APDs) biosynthesized from l-tyrosine through an unusual specialized pathway catalysed by a common set of six proteins named Apd1-Apd6. We give an overview of APD formation, which involves unusual enzyme activities, and its incorporation, which is based either on nonribosomal peptide synthetase (PBDs, hormaomycin) or a unique hybrid ergothioneine-dependent condensation system followed by mycothiol-dependent sulphur atom incorporation (lincosamides). Furthermore, within the public databases, we identified 36 novel unannotated biosynthetic gene clusters that putatively encode the biosynthesis of APD compounds. Their products presumably include novel PBDs, but also novel classes of APD compounds, indicating an unprecedented potential for the diversity enhancement of these functionally versatile complex metabolites. In addition, phylogenetic analysis of known and novel gene clusters for the biosynthesis of APD compounds allowed us to infer novel evolutionary hypotheses: Apd3 methyltransferase originates from a duplication event in a hormaomycin biosynthetic gene cluster ancestor, while putative Apd5 isomerase is evolutionarily linked to PhzF protein from the biosynthesis of phenazines. Lastly, we summarize the achievements in preparing hybrid APD compounds by directing their biosynthesis, and we propose that the number of nature-like APD compounds could by multiplied by replacing l-proline residues in various groups of complex metabolites with APD, i.e. by imitating the natural process that occurs with lincosamides and PBDs, in which the replacement of l-proline for APD has proved to be an evolutionary successful concept.
- MeSH
- antibakteriální látky chemie farmakologie MeSH
- benzodiazepiny chemie farmakologie MeSH
- biologické přípravky chemie metabolismus farmakologie MeSH
- cystein metabolismus MeSH
- depsipeptidy chemie metabolismus farmakologie MeSH
- ergothionein metabolismus MeSH
- glykopeptidy metabolismus MeSH
- inositol metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- linkomycin chemie farmakologie MeSH
- linkosamidy biosyntéza farmakologie MeSH
- molekulární evoluce * MeSH
- molekulární struktura MeSH
- protinádorové látky chemie metabolismus farmakologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Herein, we report a stereoselective formation of tetrahydro-6H-benzo[e][1,4]oxazino[4,3-a][1,4]diazepine-6,12(11H)-diones. Their preparation consisted in solid-phase synthesis of linear intermediates starting from polymer-supported Ser(tBu)-OH. Using various 2-nitrobenzoic acids and bromoketones, the key intermediates were obtained in five steps and subjected to trifluoroacetic acid-mediated cleavage from the resin, followed by stereoselective reduction with triethylsilane. Subsequent catalytic hydrogenation of the nitro group and cyclization yielded the target compounds with full retention of the C12astereocenter configuration.
Anticancer pyrrolobenzodiazepines (PBDs) are one of several groups of natural products that contain unusual 4-alkyl-l-proline derivatives (APDs) in their structure. APD moieties of PBDs are characterized by high structural diversity achieved through unknown biosynthetic machinery. Based on LC-MS analysis of culture broths, feeding experiments, and protein assays, we show that APDs are not incorporated into PBDs in their final form as was previously hypothesized. Instead, a uniform building block, 4-propylidene-l-proline or 4-ethylidene-l-proline, enters the condensation reaction. The subsequent postcondensation steps are initiated by the introduction of an additional double bond catalyzed by a FAD-dependent oxidoreductase, which we demonstrated with Orf7 from anthramycin biosynthesis. The resulting double bond arrangement presumably represents a prerequisite for further modifications of the APD moieties. Our study gives general insight into the diversification of APD moieties of natural PBDs and provides proof-of-principle for precursor directed and combinatorial biosynthesis of new PBD-based antitumor compounds.
Solid-phase synthesis of 1,2,3,4-tetrahydro-benzo[e][1,4]diazepin-5-ones with use of polystyrene resin is described. The starting material was polymer supported 1,2-diaminoethane and as a key synthon, 4-chloro-2-fluoro-5-nitrobenzoic acid was used. The synthetic approach allows the preparation of derivatives with variable substitution at positions 4 and 8. Additionally, a skeletal diversity was increased when the nitro group was reduced and some benzene fused heterocycles were prepared. An expansion of a diazepinone to a benzodiazocinone scaffold was also successful although some limitations in a diversity of target derivatives were observed.
- MeSH
- benzodiazepiny chemická syntéza chemie MeSH
- molekulární struktura MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
HIV protease is a primary target for the design of virostatics. Screening of libraries of non-peptide low molecular weight compounds led to the identification of several new compounds that inhibit HIV PR in the low micromolar range. X-ray structure of the complex of one of them, a dibenzo[b,e][1,4]diazepinone derivative, showed that two molecules of the inhibitor bind to the PR active site. Covalent linkage of two molecules of such a compound by a two-carbon linker led to a decrease of the inhibition constant of the resulting compound by 3 orders of magnitude. Molecular modeling shows that these dimeric inhibitors form two crucial hydrogen bonds to the catalytic aspartates that are responsible for their improved activity compared to the monomeric parental building blocks. Dibenzo[b,e][1,4]diazepinone analogues might represent a potential new class of HIV PIs.
- MeSH
- benzodiazepiny chemie MeSH
- HIV infekce farmakoterapie enzymologie virologie MeSH
- HIV-1 účinky léků MeSH
- HIV-proteasa chemie metabolismus MeSH
- inhibitory HIV-proteasy chemická syntéza farmakologie MeSH
- katalytická doména MeSH
- katalýza MeSH
- konformace proteinů MeSH
- krystalografie rentgenová MeSH
- lidé MeSH
- molekulární modely MeSH
- molekulární struktura MeSH
- peptidové fragmenty farmakologie MeSH
- racionální návrh léčiv * MeSH
- vodíková vazba MeSH
- vztahy mezi strukturou a aktivitou MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
V lidském organismu se vyskytují četné specifické receptory, na které se váží různá farmaka, například opioidy, a2-agonisté nebo benzodiazepiny. Vznikla otázka, jaká je fyziologická úloha těchto receptorů. Zejména v posledních dvou desetiletích byly objeveny endogenní ligandy těchto receptorů. V současné době známe endogenní ligandy receptorů opioidních, a2-adrenergních, benzodiazepinových i kannabinoidních. V centru výzkumu jsou endogenní ligandy NMDA receptorů. Izolací jednotlivých endogenních ligandů rozšiřujeme podstatně naše znalosti o fyziologických regulačních mechanismech v organismu.
In the human body, there are multiple specific receptors that bind various dmgs such as opioids, α2-agonists or benzodiazepines. A question arose as to what physiological role these receptors play. Particularly in two last decades, endogenous ligands of these receptors were discovered. Endogenous ligands of the opioid, α2-adrenergic, benzodiazepine and cannabinoid receptors are currently known. Research focuses on endogenous ligands of the NMDA receptors. By identifying various endogenous ligands, we extend considerably our knowledge of the physiological regulatory mechanisms in the human body.
Hypnotika mohou představovat riziko pro pacienta, zvláště pokud nejsou předepisována racionální. V průběhu 12 měsíců byla sledována preskripce hypnotik v pěti lékárnách. Během sledování v deseti měsících před změnou zákona C. 167/1998 Sb. byl poměr preskripce benzodiazepinových a nebenzodiazepinových hypnotik 57 ku 43, vyjádřeno v doporučené denní dávce (DDD, nejčastěji předepisovaným přípravkem byl Rohypnol tbl. (obsahová látka flunitrazepam á 1 mg), nejčastěji předepisovanou účinnou látkou byl flunit-razepam (obsažen v jediném hromadně vyráběném léčivém přípravku - HVLP). V prvních dvou měsících po změně zákona se změnil poměr předepisovaných benzodiazepinových a nebenzodiazepinových hypnotik na 45:55, vyjádřeno v DDD. První místo v preskripci zaujímá HVLP Hypnogen tbl. 15, nejčastěji předepisovanou účinnou látkou byl zolpidem (obsažen v 7 různých HVLP. Hypnotika byla předepisována nejvíce pacientům věkové skupiny 61-80 let, více ženám než mužům, častéji v podzimních a zimních měsících. Pokračováním sledování v jedné z předchozích lékáren po dobu dalších sedmi měsíců byla zjištěna změna v poměru předepisovaných benzodiazepinových a nebenzodiazepinových hypnotik až na 24:76. Preskripce přípravku Rohypnol tbl. má klesající tendenci.
Hypnotics may pose a risk for the patient, námely when they are not preseribed rationally. Prcscriptions of hypnotics háve been followed up at five pharmacies over a period of 12 months. In the course of ten months before the amendment of ActNo. 167/1998 Dig., theratio of preseriptions of benzodiazepine and non-ben-zodiazepine hypnotics was 57:43 expressed in RDD; the most frequently preseribed drug was Rohypnol tbl (1 mg of active substance, flunitrazepam), the most frequently preseribed active substance was flunitrazepam (in a single product). In the course of the fírst two months following the Amendment, the ratio of preseribed benzodiazepine and non-benzodiazepine hypnotics changed to 45:55, expressed in RDD. In first pláce was then the preseription drug Hypnogen tbl 15, the mostfrequently preseribed active substance being zolpidem (in 7 different products). Hypnotics were preseribed overwhelmingly to patients of the 61-80 year age group, more to females than to males, more frequently in the autumn and winter months. In a continu-ed follow-up at one of the former pharmacies over anolher seven months there has been found a shifl in the ratio of preseribed benzodiazepine and non-benzodiazepinc hypnotics down to 24:76. The prescribing of the product Rohypnol tbl has a declining trend.
- MeSH
- ambulantní péče MeSH
- benzodiazepiny aplikace a dávkování chemie škodlivé účinky MeSH
- hypnotika a sedativa aplikace a dávkování chemie škodlivé účinky MeSH
- lékárny zákonodárství a právo MeSH
- lékové předpisy klasifikace statistika a číselné údaje MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- roční období MeSH
- senioři MeSH
- spotřeba léčiv MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- srovnávací studie MeSH
Diazepam je významné liečivo zo skupiny benzodiazepínov. V klinickej praxi sa využíva jehosedatívny, hypnotický, antikonvulzívny,myorelaxačný a predovšetkým anxiolytický účinok.V odbornejliteratúre bolo publikovaných niekoľko kinetických štúdií, z ktorých vyplýva, že diazepam jeliečivo citlivé na hydrolýzu v kyslom aj v zásaditom prostredí. Cieľom predloženej práce bolovypracovať a validovať jednoduchú a rýchlu HPLC/UV metódu na simultánnu analýzu troch rozkladnýchproduktov diazepamu v prítomnosti diazepamu a aplikovať ju na kontrolu stabilityinjekčného roztoku diazepamu. Výsledkom optimalizácie chromatografických podmienok bolo použitievysokoúčinnej chromatografickej kolóny Zorbax ODS, mobilnej fázy tvorenej zmesou acetonitril/voda v pomere 60/40 (v/v, %), prietokovej rýchlosti 1,5 ml/min a spektrofotometrickej detekciepri 242 nm.Vypracovaná metóda a použitý chromatografický systémboli úspešne validované a môžubyť použité v praxi pri kontrole stability injekčných roztokov diazepamu.
Diazepam is an important drug from the group of benzodiazepines, used in clinical practice for itssedative, hypnotic, anticonvulsive, myorelaxant, and primarily anxiolytic effects. Several kineticstudies have been published which show that diazepam is a drug sensitive to hydrolysis both in acidand alkaline media. The present study aimed to elaborate and validate a simple and rapid HPLC/UVmethod for simultaneous analysis of three decomposition products of diazepam in the presence ofdiazepam and to apply it also on the control of stability of the injectional solution of diazepam. Theoptimization of chromatographic conditions resulted in the use of the high-performance chromatographiccolumn Zorbax ODS, the mobile phase represented by a mixture of acetonitrile/water ina ratio of 60/40 (w/w, %), flow rate 1.5 ml/min, and spectrophotometric detection at 242 nm. Theelaborated method and the employed chromatographic systemwere successfully validated and theycan be used in practice in the control of stability of injection solution of diazepam.
- MeSH
- benzodiazepiny analýza chemie MeSH
- chemické techniky analytické MeSH
- diazepam analýza chemie terapeutické užití MeSH
- lékové roztoky analýza chemie MeSH
- psychotropní léky analýza chemie terapeutické užití MeSH
- stabilita léku MeSH
- techniky in vitro MeSH
- vysokoúčinná kapalinová chromatografie metody MeSH
Quetiapin v dvojitě slepých kontrolovaných studiích prokázal svoji účinnost v léčbě mánie. Lék je dobře snášen s minimem výskytu nežádoucích účinků.
Quetiapine has proved effectivity in the treatment of mania in randomized, double blind placebo controlled studies. Quetiapin was well-tolerated with minimum side effects.
- MeSH
- antipsychotika aplikace a dávkování farmakologie terapeutické užití MeSH
- benzodiazepiny aplikace a dávkování farmakologie chemie MeSH
- bipolární porucha etiologie farmakoterapie MeSH
- dvojitá slepá metoda MeSH
- kombinovaná farmakoterapie MeSH
- lidé MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- srovnávací studie MeSH
