DOI: https://doi.org/10.18524/2307-4663.2020.3(50).219212

ОТРИМАННЯ S-ЕНАНТІОМЕРІВ ЕСТЕРІВ 3-ГІДРОКСИ-1,4-БЕНЗДІАЗЕПІН-2-ОНІВ БІОТЕХНОЛОГІЧНИМ ШЛЯХОМ

Є. А. Шестеренко, І. І. Романовська

Анотація


Мета: удосконалення способу отримання S-енантіомеру 3-ацетокси-5-феніл-7-бром-1,2-дигідро-3Н-1,4-бенздіазепін-2-ону за допомогою карбоксилестерази мікросомальної фракції печінки свині, доданої до агару. Методи: мікросомальну фракцію отримували низькошвидкісною седиментацією в присутності йонів кальцію, вміст білка визначали за методом Лоурі-Хартрі, естеразну активність за 1-нафтилацетатом. Одержання біокаталізатора багаторазової дії проводили введенням мікросомальної фракції в гель агару. Ферментативний гідроліз 3-ацетокси-5-феніл-7-бром-1,2-дигідро-3Н-1,4-бенздіазепін-2-ону проводили протягом 2,5 год в розчині метилцелозольв/Na-фосфатний буфер, 0,0167 моль/дм3 , рН 7,0 (2/3, об./об.), при температурі 37 ºC. Визначення енантіомерного надлишку здійснювали за допомогою високоефективної рідинної хроматографії. Результати: Удосконалено спосіб отримання S-енантіомеру 3-ацетокси-7-бром-5-феніл-1,2- дигідро-3Н-1,4-бенздіазепін-2-ону. Додавання мікросомальної фракції в гель агару сприяло розробці доступного методу отримання біокаталізатора багаторазової дії з високою естеразною активністю (90%). Вибір метилцелозольву, як розчинника в реакції енантіоселективного гідролізу дозволив усунути чотири стадії біотехнології отримання S-енантіомеру субстрату. Проведено модифікацію носія для колонкової хроматографії, що дозволило візуалізувати процес розділення похідних 1,4-бенздіазепін-2-ону під час хроматографії за допомогою УФ-опромінення. Змінено хроматографічну систему з хлороформ/1,4-діоксан/гептан (2/0,5/2) на хлороформ/ацетонітрил (3/0,5), що сприяло значному покращенню розділення похідних 1,4-бенздіазепін-2-ону. Висновки: удосконалено спосіб отримання S-енантіомеру 3-ацетокси-7-бром-5-феніл-1,2-дигідро-3Н-1,4-бенздіазепін-2-ону, що дозволило спростити процес його виділення на 5 стадій.

Ключові слова


карбоксилестераза; мікросомальна фракція; естери 3-гідрокси-1,4-бенздіазепін-2-ону; агар; енантіоселективний гідроліз; біотехнологія

Повний текст:

PDF

Посилання


Vasilenko IA, Lebedeva MV, Listrov VA. Optical isomers in pharmaceuticals. Razrabotka i registratsiya lekarstvennykh sredstv. 2015; 10: 92-104. [In Russian].

J. Woodward. Immobilized cells and enzymes. Мoscow: Mir, 1988, 216. [In Russian].

Kazankin ON, Markovskiy LY, Mironov IA et al. Inorganic luminophore. L.: Khimiya, 1975. 192. [In Russian].

Lapach SN, Chubenko AV, Babich PN. Statistical methods in biomedical research using Excel. K.: Morion, 2000. 320 p. [in Russian].

Pat. 76777 Ukraine. The method of obtaining S-enantiomers of 3-acyloxy7-bromo-5-phenyl-1,2-dihydro-3H-1,4-benzdiazepin-2-one. Shesterenko YeA, Romanovska ІІ, Sevastyanov OV, Pavlovsky VI, Andronati SA. Publ. 10.01.2013. [In Ukrainian].

Pat. 143009 Ukraine. The method of obtaining S-enantiomers of 3-acyloxy7-bromo-5-phenyl-1,2-dihydro-3H-1,4-benzdiazepin-2-one. Shesterenko YeA, Romanovska ІІ, Sevastyanov OV, Pavlovsky VI, Andronati SA. Publ. 10.07.2020. [In Ukrainian].

Balls AK. Acetyl chymotrypsin and its reaction with ethanol. J. Biol. Chem. 1956; 219(1): 245-256.

Eriksson LS. Preparation of liver microsomes with high recovery of endoplasmic reticulum and a low grade of contamination. Biochim. et Biophys. Acta. 1978; 508(1): 155-164.

Hartree EF. Determination of protein: a modification of the Lowry method, that gives a linear photometric response. Anal. Biochem. 1972; 48(1): 422- 427.

Kalita T, Sangma SD, Bez G, Ambasht PK. Immobilization of Acid Phosphatase in Agar-agar and Gelatin: Comparative Characterization. Journal of Scientific Research. 2020; 64(2): 192-200.

Kamath SA, Narayan KA. Interaction of Ca2+ with endoplasmic reticulum of rat liver: a standardized procedure for the isolation of rat liver microsomes. Anal. Biochem. 1972; 48(1): 53-61.

Laizure C, Herring V, Hu Z. et al. The role of human carboxylesterases in drug metabolism: have we overlooked their importance? Pharmacotherapy. 2013; 33(2): 210-222.

Mohie MK, Sharaf ED, Khalid AM et al. Colorimetric determination of simvastatin and lovastatin in pure form and in pharmaceutical formulations. Spectrochimica Acta Part A. 2010; 76(3-4): 423-428.

Pervez S, Nawaz MA, Jamal M, Jan T et al. Improvement of catalytic properties of starch hydrolyzing fungal amyloglucosidase: Utilization of agaragar as an organic matrix for immobilization Carbohydrate Research. 2019; 486:107860.

Romano D, Bonomi F, Carlos de Mattos M et al. Esterases as stereoselective biocatalysts. Biotechnol Adv. 2015; 33(5): 547-565.

Sattar H, Aman ASA, Qader U. Agar-agar immobilization: An alternative approach for the entrapment of protease to improve the catalytic efficiency, thermal stability and recycling efficiency. Int J Biol Macromol. 2018; 111: 917-922.

Shesterenko YeA, Romanovska II, Sevastyanov OV et al. Enantioselective hydrolysis of 3-hydroxy-1,4-benzodiazepin-2-one esters by pig liver microsomes. J. Mol. Catal. B. Enzym. 2014; 102: 27-33.

Trelles JA, Rivero CW, Guisan JM et al. Immobilization of enzymes and cells. Whole cell entrapment techniques. NY.: Springer US, 2020; 385-394.

Wang D, Zou L, Jin Q et al. Human Carboxylesterases: A Comprehensive review. Acta Pharm. Sin. B. 2018; 8(5): 699-712.

Williams PW, Phillips GO. Agar is made from seaweed and it is attracted to bacteria. "Chapter 2: Agar". Handbook of hydrocolloids. Cambridge: Woodhead. 2000; 91.

Zhu KY, He F. Elevated Esterases exhibiting arylesterase-like characteristics in an organophosphate-resistant clone of the greenbug, schizaphis graminum (Homoptera: Aphididae). Pesticide Biochem. Physiol. 2000; 67(3) 155-167.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Василенко И.А., Лебедева М.В., Листров В.А. Оптические изомеры в фармацевтике // Испытание и разработка лекарственных средств. – 2015. –Т. 10.– С. 92–104.

Иммобилизованные клетки и ферменты / Под ред. Дж. Вудворда.– М.: Мир, 1988. – 216 с.

Казанкин О.Н., Марковский Л.Я., Миронов И.А. и др. Неорганические люминофоры. – Л.: Химия, 1975.– 192 с.

Лапач С.Н., Чубенко А.В., Бабич П.Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Excel. – К. Морион, 2000. – 320 с.

Пат. 76777 Україна. Спосіб отримання S-енантіомерів 3-ацилокси-7- бром-5-феніл-1,2-дигідро-3Н-1,4-бенздіазепін-2-ону. Шестеренко Є.А., Романовська І.І., Севастьянов О.В.. Павловський В.І., Андронаті С.А. Опубл. 10.01.2013, Бюл. № 1.

Пат. 143009 Україна. Спосіб отримання S-енантіомерів 3-ацилокси-7- бром-5-феніл-1,2-дигідро-3Н-1,4-бенздіазепін-2-ону. Шестеренко Є.А., Романовська І.І., Севастьянов О.В., Павловський В.І., Андронаті С.А. Опубл. 10.07.2020, Бюл. № 13.

Balls A.K., Wood H.N. Acetyl chymotrypsin and its reaction with ethanol // J. Biol. Chem. – 1956. – V. 219, № 1. – P. 245–256.

Eriksson L.S. Preparation of liver microsomes with high recovery of endoplasmic reticulum and a low grade of contamination // Biochim. et Biophys. Acta. – 1978. – V. 508, № 1. – P. 155–164.

Hartree E.F. Determination of protein: a modification of the Lowry method, that gives a linear photometric response // Anal. Biochem. – 1972. – V. 48, № 1. – P. 422–427.

Kalita T., Sangma S., Bez G., Ambasht P. Immobilization of acid phosphatase in agar-agar and gelatin: comparative characterization // Journal of Scientific Research. – 2020. – V. 64, № 2. – P. 192–200.

Kamath S.A., Narayan K.A. Interaction of Ca2+ with endoplasmic reticulum of rat liver: a standardized procedure for the isolation of rat liver microsomes // Anal. Biochem. – 1972. – V. 48, № 1. – P. 53–61.

Laizure C., Herring V., Hu Z. et al. The role of human carboxylesterases in drug metabolism: have we overlooked their importance? // Pharmacotherapy. – 2013. – V. 33. – №. 2.– P. 210–222.

Mohie M.K., Sharaf E.D., Khalid A.M. et al. Colorimetric determination of simvastatin and lovastatin in pure form and in pharmaceutical formulations // Spectrochimica Acta Part A. – 2010. – V. 76, № 3–4. – P. 423–428.

Pervez S., Nawaz M.A., Jamal M., Jan T. et al. Improvement of catalytic properties of starch hydrolyzing fungal amyloglucosidase: utilization of agar-agar as an organic matrix for immobilization // Carbohydrate Research. – 2019.– V. 486. –107860.

Romano D., Bonomi F., Carlos de Mattos M. et al. Esterases as stereoselective biocatalysts // Biotechnol Adv. – 2015. – V. 33. – №. 5. – P. 547–565.

Sattar H., Aman A.S.A., Qader U. Agar-agar immobilization: An alternative approach for the entrapment of protease to improve the catalytic efficiency, thermal stability and recycling efficiency // Int. J. Biol. Macromol. – 2018. – V. 111. – P. 917–922.

Shesterenko Ye.A., Romanovska I.I., Sevastyanov O.V. et al. Enantioselective hydrolysis of 3-hydroxy-1,4-benzodiazepin-2-one esters by pig liver microsomes // J. Mol. Catal. B. Enzym. – 2014. – V. 102. – P. 27–33.

Trelles J.A., Rivero C.W , Guisan J.M. et al. Immobilization of enzymes and cells. Whole cell entrapment techniques. – NY.: Springer US, 2020.– P. 385– 394.

Wang D., Zou L., Jin Q. et al. Human Carboxylesterases: A Comprehensive review // Acta Pharm. Sin. B. – 2018. – V. 8. – №. 5. – P. 699–712.

Williams P.W.; Phillips G.O. Agar is made from seaweed and it is attracted to bacteria. "Chapter 2: Agar". Handbook of hydrocolloids. – Cambridge: Woodhead. –2000. – 91 p.

Zhu K.Y., He F. Elevated esterases exhibiting arylesterase-like characteristics in an organophosphate-resistant clone of the greenbug, schizaphis graminum (Homoptera: Aphididae) // Pesticide Biochem. Physiol. – 2000. – V. 67, № 3. –P. 155–167.





Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2076-0558 (Print); 2307-4663 (Online)

DOI 10.18524/2307-4663