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Guedes JS, Carneiro TR, Pinheiro PDSM, Fraga CA, Sant′Anna CM, Barreiro EJ, Lima LM. Methyl Effect on the Metabolism, Chemical Stability, and Permeability Profile of Bioactive N-Sulfonylhydrazones. ACS OMEGA 2022; 7:38752-38765. [PMID: 36340078 PMCID: PMC9631887 DOI: 10.1021/acsomega.2c04368] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/11/2022] [Accepted: 10/10/2022] [Indexed: 06/16/2023]
Abstract
Sulfonylhydrazones are privileged structures with multifaceted pharmacological activity. Exploring the hypoglycemic properties of these organic compounds, we previously revealed a new series of N-sulfonylhydrazones (NSH) as antidiabetic drug candidates. Here, we evaluated the microsomal metabolism, chemical stability, and permeability profile of these NSH prototypes, focusing on the pharmacokinetic differences in N-methylated and non-N-methylated analogs. Our results demonstrated that the N-methylated analogs (LASSBio-1772 and LASSBio-1774) were metabolized by CYP, forming three and one metabolites, respectively. These prototypes exhibited chemical stability at pH 2.0 and 7.4 and brain penetration ability. On the other hand, non-N-methylated analogs (LASSBio-1771 and LASSBio-1773) were hydrolyzed in acid pH and could not cross the artificial blood-brain barrier. The cyano group in LASSBio-1771 was postulated as a possible site of interaction with the heme group, potentially inhibiting CYP enzymes. Moreover, prototypes with the methyl ester group were metabolized by carboxylesterase, and non-N-methylated analogs did not show oxidative metabolism. The prototypes (except LASSBio-1774) showed excellent gastrointestinal absorption. Altogether, our data support the idea that the methyl effect on NSH strongly alters their pharmacokinetic profile, enhances the recognition by CYP enzymes, promotes brain penetration, and plays a protective effect upon acid hydrolysis.
Collapse
Affiliation(s)
- Jéssica
de Siqueira Guedes
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia de Fármacos e Medicamentos
(INCT-INOFAR), Laboratório de Avaliação e Síntese
de Substâncias Bioativas (LASSBio), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), CCS, Cidade Universitária, Rio de Janeiro-RJ 21941-902, Brazil
- Pós-graduação
em Química, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro-RJ 21941-909, Brazil
| | - Teiliane Rodrigues Carneiro
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia de Fármacos e Medicamentos
(INCT-INOFAR), Laboratório de Avaliação e Síntese
de Substâncias Bioativas (LASSBio), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), CCS, Cidade Universitária, Rio de Janeiro-RJ 21941-902, Brazil
| | - Pedro de Sena Murteira Pinheiro
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia de Fármacos e Medicamentos
(INCT-INOFAR), Laboratório de Avaliação e Síntese
de Substâncias Bioativas (LASSBio), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), CCS, Cidade Universitária, Rio de Janeiro-RJ 21941-902, Brazil
| | - Carlos Alberto
Manssour Fraga
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia de Fármacos e Medicamentos
(INCT-INOFAR), Laboratório de Avaliação e Síntese
de Substâncias Bioativas (LASSBio), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), CCS, Cidade Universitária, Rio de Janeiro-RJ 21941-902, Brazil
- Pós-graduação
em Química, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro-RJ 21941-909, Brazil
| | - Carlos Mauricio
R. Sant′Anna
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia de Fármacos e Medicamentos
(INCT-INOFAR), Laboratório de Avaliação e Síntese
de Substâncias Bioativas (LASSBio), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), CCS, Cidade Universitária, Rio de Janeiro-RJ 21941-902, Brazil
- Departamento
de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), Seropédica 23970-000, Brazil
| | - Eliezer J. Barreiro
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia de Fármacos e Medicamentos
(INCT-INOFAR), Laboratório de Avaliação e Síntese
de Substâncias Bioativas (LASSBio), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), CCS, Cidade Universitária, Rio de Janeiro-RJ 21941-902, Brazil
- Pós-graduação
em Química, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro-RJ 21941-909, Brazil
| | - Lídia Moreira Lima
- Instituto
Nacional de Ciência e Tecnologia de Fármacos e Medicamentos
(INCT-INOFAR), Laboratório de Avaliação e Síntese
de Substâncias Bioativas (LASSBio), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), CCS, Cidade Universitária, Rio de Janeiro-RJ 21941-902, Brazil
- Pós-graduação
em Química, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro-RJ 21941-909, Brazil
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Carneiro LM, Keppler AF, Ferreira FF, Homem-de-Mello P, Bartoloni FH. Mechanisms for the Deactivation of the Electronic Excited States of α-(2-Hydroxyphenyl)- N-phenylnitrone: From Intramolecular Proton and Charge Transfer to Structure Twisting and Aggregation. J Phys Chem B 2022; 126:7373-7384. [DOI: 10.1021/acs.jpcb.2c03924] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/29/2022]
Affiliation(s)
- Leonardo Martins Carneiro
- Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Avenida dos Estados, 5001, Bloco A, Santo André 09210-580, São Paulo, Brazil
| | - Artur Franz Keppler
- Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Avenida dos Estados, 5001, Bloco A, Santo André 09210-580, São Paulo, Brazil
| | - Fabio Furlan Ferreira
- Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Avenida dos Estados, 5001, Bloco A, Santo André 09210-580, São Paulo, Brazil
| | - Paula Homem-de-Mello
- Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Avenida dos Estados, 5001, Bloco A, Santo André 09210-580, São Paulo, Brazil
| | - Fernando Heering Bartoloni
- Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Avenida dos Estados, 5001, Bloco A, Santo André 09210-580, São Paulo, Brazil
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da Cunha TT, da Silveira COC, Barbosa VMM, Oliveira WXC, da Silva Júnior EN, Ferreira FF, Pedroso EF, Pereira CLM. Ferromagnetic coupling in a dicopper( ii) oxamate complex bridged by carboxylate groups. CrystEngComm 2021. [DOI: 10.1039/d0ce01742f] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 1.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
Abstract
The self-assembly of N-(4-hydroxyphenyl)oxamate ligands and copper(ii) ions result in a dinuclear copper complex bridged by carboxylate moieties of the oxamate ligands exhibiting a ferromagnetic coupling.
Collapse
Affiliation(s)
- Tamyris T. da Cunha
- Departamento de Química
- Instituto de Ciências Exatas
- Universidade Federal de Minas Gerais
- Belo Horizonte
- Brazil
| | | | - Vitor M. M. Barbosa
- Departamento de Química
- Instituto de Ciências Exatas
- Universidade Federal de Minas Gerais
- Belo Horizonte
- Brazil
| | - Willian X. C. Oliveira
- Departamento de Química
- Instituto de Ciências Exatas
- Universidade Federal de Minas Gerais
- Belo Horizonte
- Brazil
| | | | - Fabio F. Ferreira
- Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH)
- Universidade Federal do ABC (UFABC)
- Santo André
- Brazil
| | - Emerson F. Pedroso
- Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
- Belo Horizonte
- Brazil
| | - Cynthia L. M. Pereira
- Departamento de Química
- Instituto de Ciências Exatas
- Universidade Federal de Minas Gerais
- Belo Horizonte
- Brazil
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Antiplasmodial activity of sulfonylhydrazones: in vitro and in silico approaches. Future Med Chem 2020; 13:233-250. [PMID: 33295837 DOI: 10.4155/fmc-2020-0229] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/17/2022] Open
Abstract
Malaria is still a life-threatening public health issue, and the upsurge of resistant strains requires continuous generation of active molecules. In this work, 35 sulfonylhydrazone derivatives were synthesized and evaluated against Plasmodium falciparum chloroquine-sensitive (3D7) and resistant (W2) strains. The most promising compound, 5b, had an IC50 of 0.22 μM against W2 and was less cytotoxic and 26-fold more selective than chloroquine. The structure-activity relationship model, statistical analysis and molecular modeling studies suggested that antiplasmodial activity was related to hydrogen bond acceptor count, molecular weight and partition coefficient of octanol/water and displacement of frontier orbitals to the heteroaromatic ring beside the imine bond. This study demonstrates that the synthesized molecules with a simple scaffold allow the hit-to-lead process for new antimalarials to commence.
Collapse
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de Oliveira RG, Guerra FS, Mermelstein CDS, Fernandes PD, Bastos ITDS, Costa FN, Barroso RCR, Ferreira FF, Fraga CAM. Synthesis and pharmacological evaluation of novel isoquinoline N-sulphonylhydrazones designed as ROCK inhibitors. J Enzyme Inhib Med Chem 2018; 33:1181-1193. [PMID: 30044647 PMCID: PMC6060383 DOI: 10.1080/14756366.2018.1490732] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 0.8] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/07/2018] [Revised: 06/14/2018] [Accepted: 06/15/2018] [Indexed: 12/31/2022] Open
Abstract
In this study, we synthesized a new congener series of N-sulphonylhydrazones designed as candidate ROCK inhibitors using the molecular hybridization of the clinically approved drug fasudil (1) and the IKK-β inhibitor LASSBio-1524 (2). Among the synthesized compounds, the N-methylated derivative 11 (LASSBio-2065) showed the best inhibitory profile for both ROCK isoforms, with IC50 values of 3.1 and 3.8 µM for ROCK1 and ROCK2, respectively. Moreover, these compounds were also active in the scratch assay performed in human breast cancer MDA-MB 231 cells and did not display toxicity in MTT and LDH assays. Molecular modelling studies provided insights into the possible binding modes of these N-sulphonylhydrazones, which present a new molecular architecture capable of being optimized and developed as therapeutically useful ROCK inhibitors.
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Affiliation(s)
- Ramon Guerra de Oliveira
- Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias Bioativas (LASSBio), Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Farmacologia e Química Medicinal, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - Fabiana Sélos Guerra
- Programa de Pós-Graduação em Farmacologia e Química Medicinal, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
- Laboratório de Farmacologia da Dor e da Inflamação, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - Cláudia dos Santos Mermelstein
- Laboratório de Diferenciação Muscular, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | - Patrícia Dias Fernandes
- Programa de Pós-Graduação em Farmacologia e Química Medicinal, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
- Laboratório de Farmacologia da Dor e da Inflamação, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
| | | | - Fanny Nascimento Costa
- Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH), Universidade Federal do ABC (UFABC), São Paulo, Brazil
| | | | - Fabio Furlan Ferreira
- Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH), Universidade Federal do ABC (UFABC), São Paulo, Brazil
| | - Carlos Alberto Manssour Fraga
- Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias Bioativas (LASSBio), Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Farmacologia e Química Medicinal, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
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Collapse
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