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Lopes JPB, Silva L, Ceschi MA, Lüdtke DS, Zimmer AR, Ruaro TC, Dantas RF, de Salles CMC, Silva-Jr FP, Senger MR, Barbosa G, Lima LM, Guedes IA, Dardenne LE. Synthesis of new lophine-carbohydrate hybrids as cholinesterase inhibitors: cytotoxicity evaluation and molecular modeling. MEDCHEMCOMM 2019; 10:2089-2101. [PMID: 32904099 PMCID: PMC7451069 DOI: 10.1039/c9md00358d] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 1.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/11/2019] [Accepted: 10/03/2019] [Indexed: 11/21/2022]
Abstract
In this study, we synthesized nine novel hybrids derived from d-xylose, d-ribose, and d-galactose sugars connected by a methylene chain with lophine. The compounds were synthesized by a four-component reaction to afford the substituted imidazole moiety, followed by the displacement reaction between sugar derivatives with an appropriate N-alkylamino-lophine. All the compounds were found to be the potent and selective inhibitors of BuChE activity in mouse serum, with compound 9a (a d-galactose derivative) being the most potent inhibitor (IC50 = 0.17 μM). According to the molecular modeling results, all the compounds indicated that the lophine moiety existed at the bottom of the BuChE cavity and formed a T-stacking interaction with Trp231, a residue accessible exclusively in the BuChE cavity. Noteworthily, only one compound exhibited activity against AChE (8b; IC50 = 2.75 μM). Moreover, the in silico ADME predictions indicated that all the hybrids formulated in this study were drug-likely, orally available, and able to reach the CNS. Further, in vitro studies demonstrated that the two most potent compounds against BuChE (8b and 9a) had no cytotoxic effects in the Vero (kidney), HepG2 (hepatic), and C6 (astroglial) cell lines.
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Affiliation(s)
- João Paulo Bizarro Lopes
- Instituto de Química , Universidade Federal do Rio Grande do Sul , Av. Bento Gonçalves 9500, Campus do Vale , 91501-970 , Porto Alegre , RS , Brazil .
| | - Luana Silva
- Instituto de Química , Universidade Federal do Rio Grande do Sul , Av. Bento Gonçalves 9500, Campus do Vale , 91501-970 , Porto Alegre , RS , Brazil .
| | - Marco Antonio Ceschi
- Instituto de Química , Universidade Federal do Rio Grande do Sul , Av. Bento Gonçalves 9500, Campus do Vale , 91501-970 , Porto Alegre , RS , Brazil .
| | - Diogo Seibert Lüdtke
- Instituto de Química , Universidade Federal do Rio Grande do Sul , Av. Bento Gonçalves 9500, Campus do Vale , 91501-970 , Porto Alegre , RS , Brazil .
| | - Aline Rigon Zimmer
- Faculdade de Farmácia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas , Universidade Federal do Rio Grande do Sul , Av. Ipiranga 2752, Bairro Petrópolis , 90610-000 , Porto Alegre , RS , Brazil
| | - Thais Carine Ruaro
- Faculdade de Farmácia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas , Universidade Federal do Rio Grande do Sul , Av. Ipiranga 2752, Bairro Petrópolis , 90610-000 , Porto Alegre , RS , Brazil
| | - Rafael Ferreira Dantas
- Laboratório de Bioquímica Experimental e Computacional de Fármacos , Instituto Oswaldo Cruz , Fundação Oswaldo Cruz , Av. Brasil, 4365 , 21040-360 , Rio de Janeiro , RJ , Brazil
| | - Cristiane Martins Cardoso de Salles
- Instituto de Ciências Exatas , Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro , BR 465, Km 7, Campus Universitário , 23890-000 , Seropédica , RJ , Brazil
| | - Floriano Paes Silva-Jr
- Laboratório de Bioquímica Experimental e Computacional de Fármacos , Instituto Oswaldo Cruz , Fundação Oswaldo Cruz , Av. Brasil, 4365 , 21040-360 , Rio de Janeiro , RJ , Brazil
| | - Mario Roberto Senger
- Laboratório de Bioquímica Experimental e Computacional de Fármacos , Instituto Oswaldo Cruz , Fundação Oswaldo Cruz , Av. Brasil, 4365 , 21040-360 , Rio de Janeiro , RJ , Brazil
| | - Gisele Barbosa
- Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias Bioativas , Centro de Ciências da Saúde , Universidade Federal do Rio de Janeiro , Cidade Universitária , 21941-902 , Rio de Janeiro , RJ , Brazil
| | - Lídia Moreira Lima
- Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias Bioativas , Centro de Ciências da Saúde , Universidade Federal do Rio de Janeiro , Cidade Universitária , 21941-902 , Rio de Janeiro , RJ , Brazil
| | - Isabella Alvim Guedes
- Laboratório Nacional De Computação Científica-LNCC , Av. Getúlio Vargas, 333 , Petrópolis , 25651-075 , RJ , Brazil
| | - Laurent Emmanuel Dardenne
- Laboratório Nacional De Computação Científica-LNCC , Av. Getúlio Vargas, 333 , Petrópolis , 25651-075 , RJ , Brazil
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