Kamis, 25 Januari 2018

REUMATIK




 
BAB  I
PENDAHULUAN
A.Latar Belakang
Banyak pasien terutama pasien lanjut usia yang datang ke dokter dengan keluhan nyeri sendi dan rasa nyeri di berbagai tempat di tubuhnya, sering kali menganggap dirinya terkena asam urat atau Osteoporosis. Atau sering datang hanya dengan keluhan sakit reumatik. Dan rasa nyeri ini seringkali menimbulkan “siksaan” bagi kebanyakan orang sampai tidak bisa menjalankan hidupnya dengan baik, terbatasnya aktifitas, tidak bisa tidur, bahkan untuk sholat pun sulit. Semua penderitaan itu menimbulkan pertanyaan pada semua orang yang pernah merasakannya. Apakah sebenarnya penyakit reumatik itu? Berbahayakah? Dan bagaimana mengatasinya? Dan banyak pertanyaan lagi yang timbul di masyarakat. Belum lagi dengan banyaknya obat-obatan atau jamu yang mengklaim berkhasiat untuk menyembuhkan penyakit ini tetapi malah menimbulkan penyakit lain yang terkait dengan efek samping yang ditimbulkan oleh obat-obatan dan jamu-jamuan tersebut. Padahal obat atau jamu tersebut hanya menghilangkan rasa nyeri sementara tetapi tidak menyembuhkan.
Biasanya pasien-pasien tersebut telah mengkonsumsi obat – obat atau jamu secara berulang untuk mengurangi rasa nyeri dan kurang tepat yang malah memperparah dan menambah penyakitnya seperti kerusakan ginjal dan BAB berdarah akibat iritasi lambung oleh efek samping dari obat / jamu tersebut. Untuk itu dalam makalah ini akan dijelaskan secara awam dan ringkas tentang penyakit reumatik terutama penyakit reumatik yang sering(Osteoarthritis),radang sendi (Reumatoid Arthritis), pengeroposan tulang (Osteoporosis) dan radang sendi akibat asam urat / pirai (Gout Arthritis).



BAB II
PEMBAHASAN
A.Pengertian
Reumatik adalah penyakit kelainan pada sendi yang menimbulkan nyeri dan kaku pada sistem muskuloskeletal (sendi, tulang, jaringan ikat dan otot). Dari sekitar lebih dari 100-an penyakit reumatik sebagian besar tidak berbahaya, namun sangat mengganggu karena rasa nyerinya. Memang ada penyakit reumatik yang dapat menimbulkan kematian tetapi sangat jarang sekali dan biasanya perjalanan penyakitnya berbulan-bulan sampai bertahun-tahun. Yang paling ditakuti dari penyakit reumatik ini bila tidak diobati dengan benar adalah akan menimbulkan kecacatan baik ringan seperti kerusakan sendi maupun berat seperti kelumpuhan. Yang sering terjadi adalah kurangnya kualitas hidup seseorang yang berakibat terbatasnya aktifitas, depresi sampai berimbas pada status sosial ekonomi seseorang atau sebuah keluarga. Tetapi yang perlu diperhatikan adalah penyakit reumatik ini tidak berhubungan dengan stroke tetapi berhubungan dengan gaya hidup, pekerjaan, imunitas dan beberapa penyakit berhubungan dengan genetika.

Penyakit Reumatik, Pengobatan dan Permasalahannya
Masyarakat kita mengenal sekitar 100 macam penyakit reumatik, beberapa di antaranya dikeluhkan sebagai encok, pegal linu, dan boyok pegel. Umumnya keluhan tersebut merupakan gejala kaku, nyeri, bengkak sampai keterbatasan gerak sendi. Sebagian orang kurang mengeluhkan gangguan tersebut, bahkan menganggapnya sebagai suatu hal biasa karena terlalu banyak bekerja keras. Atau paling-paling cukup membeli obat reumatik dari warung atau toko obat. Biasanya jasa dokter baru diperlukan setelah rasa nyerinya tak tertahankan atau terdapat perubahan bentuk sendi. Padahal pemakaian obat untuk reumatik, baik yang dibeli sendiri di warung maupun toko obat atau yang diberikan oleh dokter, hanyalah salah satu mata rantai penanggulangan penyakit reumatik, di samping istirahat, proteksi sendi, fisioterapi, pembedahan dan psikoterapi.

Karenanyantikan progresivitas penyakit dan mencegah komplikasi. , Demikianlah sekilas mengenai penyakit rumatilk. Banyak hal yang tidak dibahas disini, tetapi setidaknya memberikan gambaran ringkas tentang penyakit reumatik. Kadang kala rasa pegal linu akibat terlalu lelah bekerja sering dikeluhkan sebagai penyakit reumatik tetapi sebenarnya hanya kelelahan atau kram pada pada otot saja. Sekali lagi bila menemukan keluhan pada sendi dan otot yang dapat dilakukan pertama kali adalah istirahatkan bagian tubuh yang sakit, mengompresnya dengan handuk hangat dan meminum obat paracetamol. Bila tidak sembuh segera minta pertolongan dokter untuk mendapatkan obat yang lebih baik. Bila berlanjut maka harus control teratur. Jangan sekali-sekali meminum obat sendiri apalagi mengkonsumsi jamu apalagi bila dalam jangka waktu yang lama karena efek sampingnya sangat berbahaya.
Untuk reumatik dianjurkan menggunakan obat penghilang rasa sakit sederhana semacam paracetamol atau aspirin untuk nyeri yang ringan. Obat ini tidak mempengaruhi proses peradangan yang terjadi. Sehingga hanya berguna untuk keluhan nyeri ringan dan bukan untuk pengobatan jangka panjang.
Sedangkan obat reumatik yang banyak dijumpai di pasaran, termasuk yang diberikan dokter adalah obat antiinflamasi nonsteroid (OAINS). Bahkan obat golongan ini masih dianggap mampu menanggulangi gejala dan dapat menekan proses peradangan, meskipun tidak dapat menghentikan proses penyakit. Sampai saat ini OAINS memang dapat digunakan pada semua keluhan reumatik, baik pada sendi maupun di luar sendi. Tapi paling bermanfaat pada reumatik di luar sendi. Dengan catatan, perlu dibantu dengan fisioterapi maupun suntikan kortikosteroid pada persendian. Beberapa penyakit reumatik tertentu membutuhkan pengobatan spesifik bahkan terdapat beberapa penyakit yang membutuhkan pengobatan kortikosteroid jangka panjang dan obat sejenis kemoterapi.
Upaya-upaya yang dapat dilakukan sendiri di rumah bisa dimulai tanpa obat, melainkan dengan menghangatkan persendian yang sakit. Ada bermacam cara pemanasan yang dapat dilakukan oleh setiap penderita di rumah. Salah satu di antaranya dengan cara mengompres. Sediakan air hangat dalam mangkuk dan handuk kecil. Celupkan handuk ke dalam air dan tekan-tekankan pada persendian yang terganggu tersebut. Ulangi cara ini berkali-kali sampai bagian yang sakit berkurang rasa nyerinya.
Cara lain, dengan memasukkan air panas ke dalam botol. Kompreskan botol hangat ini pada persendian yang sakit, sampai terasa nyaman. Sinar matahari pun dapat dipakai untuk memanaskan persendian punggung yang sakit. Untuk cara ini, dibutuhkan alas tidur yang menyerap panas, misalnya terpal. Jemurlah alas ini di bawah sinar matahari sampai beberapa lama, kemudian berbaringlah di atas terpal hangat ini dengan nyaman.

Beberapa Penyakit Reumatik Yang Sering Dijumpai
Pengapuran Sendi (Osteoarthritis) adalah pengapuran pada sendi yang disebabkan karena proses penuaan yang menyebabkan kerusakan rawan sendi. Sendi yang terkena adalah sendi yang biasanya sering digerakkan dan sering mendapatkan beban seperti pergelangan tangan, siku, pinggang, lutut dan engkel pada tumit. OA terjadi akibat berkurangnya cairan pelumas (synovial) pada sendi, peningkatan enzim penghancur struktur rawan sendi, penurunan pembentukan proteoglikan (zat pelindung sendi), mulai pecahnya atau ausnya rawan sendi yang membungkus ujung tulang, terjadinya osteofit (pengapuran sendi).

Gejala-gejala yang sering terjadi adalah kaku dan nyeri sendi di beberapa sendi yang terkena terutama pagi hari ketika baru bangun dari tidur, hambatan gerakan sendi, sendi secara perlahan membesar, permukaan terkadang lebih hangat dari sekitarnya, kadang disertai kemerahan dan berubah bentuk (deformitas), serta gemeretak (krepitasi) pada sendi yang sakit. Penyebabnya terbagi menjadi faktor resiko yang dapat dimodifikasi dengan yang tidak dapat dimodifikasi. Faktor resiko yang tidak dapat dimodifikasi diantaranya usia, ras kulit hitam lebih besar resikonya dibanding ras lainnya, genetik, gender wanita, penyakit metabolik seperti diabetes, kelainan bawaan seperti tulang kaki bentuk O atau X. Sedangkan faktor resiko yang dapat dimodikasi diantaranya trauma / cidera, benturan berulang, gemuk, rokok, hormon dan kelemahan otot.
Berbagai usaha pencegahan dapat dilakukan sendiri terutama dengan gaya hidup sehat dan memperhatikan beberapa hal seperti berikut:

·         Usia, Genetik, gender tidak dapat dicegah
·         Hindari cidera, benturan berulang, gemuk dikurangi, menghentikan rokok,
·         Mengkonsumsi Vit C, E, Beta Karoten, dan terapi sulih hormon bagi yang sudah menopause
·         Hindari berjalan lebih dari 2 mil/hari, berlari, berdiri terlalu lama, dan mengangkat beban > 25 kg yang dilakukan rutin
·         Hati – hati bagi operator keyboard komputer, artis pertunjukan, pembersih karpet dan lantai, guru, pekerja tambang, petani, pemintal benang dan pekerjaan lain yang menggunakan sendi tertentu secara terus menerus.

Untuk pengobatannya adalah sebagai berikut:
·         Obat penghilang nyeri golongan OAINS, ampuh menghilangkan nyeri dan mengurangi peradangan yang terjadi, tapi hati-hati iritasi lambung
·         Obat untuk memperbaiki rawan sendi: gol. glukosamin sulfat dan kondroitin sulfat
·         Obat untuk memberi pelumasan sendi ke lutut seperti suntikan hialuronat ke ruang sendi
·         Obat untuk mengatasi sendi bengkak berisi : cairan glukokortikoid ke dalam sendi
·         Fisioterapi
·         Bila sudah parah dan menimbulkan komplikasi maka terapi yang terbaik adalah pembedahan

Radang Sendi Reumatik (Reumatoid Arthritis) adalah suatu penyakit peradangan sistemik dan kronis yang penyebabnya tidak diketahui dan bermanifestasi pada lapisan dalam sendi (membran sinovial persendian). Penyakit ini mempunyai spektrum yang luas dan sangat bervariasi, begitu pula manifestasi pada beratnya sendi yg terkena dan juga manifestasi di luar persendian walaupun jarang tetapi juga sangat bervariasi. Akhir-akhir ini sebagian besar ahli sepakat bahwa Reumatoid Arthritis (RA) merupakan penyakit autoimun yang etiologinya belum diketahui dan ditandai dengan sinovitis erosif (peradangan erosif lapisan dalam sendi) dan terjadinya simetris antara bagian tubuh kanan dengan kiri.
RA ini merupakan penyakit yang berkaitan dengan respon imun seseorang dengan dipengaruhi oleh faktor genetik. Yang terjadi adalah peradangan kronis sinovial yang progresif sehingga menyebabkan kerusakan arsitektur persendian.
Selain faktor genetik yang sudah disebut, juga terdapat faktor non genetik yang sebenarnya dapat dicegah atau dikendalikan. Faktor-faktor tersebut diantaranya adalah usia, kemungkinan infeksi bakterial atau virus dan gaya hidup (termasuk rokok dan alkohol).
Gejala dan tanda yang dapat ditemui pada sebagian penderita adalah sebagai berikut:
  1. Kaku pada pagi hari (sekurangnya 1 jam)
  2. Artritis (radang sendi) pada 3 daerah persendian atau lebih yang merupakan pembengkakan jaringan lunak, persendian atau penumpukan cairan, dan dipastikan bukan pertumbuhan tulang
  3. Artritis pada persendian tangan
  4. Artritis simetris (lokasi yang sama pada tubuh kanan dan kiri)
  5. Nodul reumatoid (benjolan kecil dibawah kulit)
  6. Faktor reumatoid serum positif (pemeriksaan laboratorium spesifik untuk penyakit reumatik)
  7. Perubahan gambaran rontgen (erosi/dekalsifikasi tulang pada sendi/yg berdekatan)
Pencegahan dan pengobatan dari RA agak sulit, karena penyakit ini berkaitan dengan kekebalan tubuh dan genetik serta penyebabnya belum sepenuhnya diketahui. Tetapi yang utama adalah bagaimana mengenali, mengendalikan dan mengurangi progesivitasnya termasuk mencegah komplikasi yang terjadi. Saat ini masih berjalan pengembangan obat-obat dengan target yang spesifik terhadap proses dan mediator yang terlibat dalam perjalanan penyakit RA. Perkembangan ilmu pengetahuan tentang faktor genetik akan mempengaruhi perkembangan pengobatan. Pengobatan yang dilakukan pertama-tama adalah menghilangkan nyeri, peradangan dan pembengkakkan serta kelemahan pada sendi dan otot yang terjadi. Selanjutnya dilakukan usaha untuk meningkatkan fungsi persendian dan mencegah kekambuhan.
Secara umum pengobatan RA dibagi dalam 2 golongan besar. Yang pertama adalah obat yang digunakan untuk mengontrol nyeri, pembengkakan (contohnya OAINS dan kortikosteroid) dan obat untuk memodifikasi penyakit (dikenal dengan nama DMARD). Sekedar untuk diketahui pengobatan dengan DMARD ini merupakan pengobatan yang sulit dan mempunyai efek samping yang cukup berat. Untuk itu pengawasan yang ketat dan kontrol yang teratur merupakan kunci penting dari pengobatan RA. Obat-obatan yang digunakan antara lain: hidroksiklorokuin, sulfasalazine, azathioprine, siklosporin, dan siklofosfamid.

Pengeroposan Tulang (Osteoporosis) adalah suatu kondisi dimana jumlah jaringan tulang telah berkurang dan ada risiko yang besar untuk terjadi patah tulang. Osteoporosis merupakan penyakit tulang sistemik yang ditandai oleh penurunan densitas masa tulang dan perburukan arsitektur tulang sehingga menyebabkan tulah menjadi rapuh dan mudah patah (fraktur). Penyakit ini banyak diderita oleh orang tua terutama wanita yang sudah menopause.

Penyakit ini sering kali tidak bergejala sampai suatu ketika hanya karena sebab yang ringan pasien mengalami patah tulang. Walaupun demikian gejala yang sering ditemui adalah tubuh makin pendek, nyeri tulang, perubahan postur tubuh (menjadi bengkok atau bungkuk) dan tulang mudah patah. Walaupun secara umum tidak berbahaya tetapi penyakit ini mempunyai potensi besar menimbulkan kelumpuhan dan sekitar 25% kematian pada orang lanjut usia merupakan rangkaian dari penyakit yang awalnya disebabkan fraktur akibat osteoporosis. Untuk itu pada orang lanjut usia harus diperhatikan faktor risiko terjadinya jatuh dan fraktur apalagi orang tersebut sudah terbukti mengalami osteoporosis.
Penyebab dan faktor resiko dari osteoporosis adalah hormon esterogen berkurang (wanita menopause), alkohol, rokok, kurangnya aktifitas, proses menua, kekurangan asupan kalsium, kurangnya pajanan sinar matahari dan penggunaan obat-obatan tertentu yang dapat mempercepat osteoporosis (contohnya steroid).
Berbagai cara dapat dilakukan untuk mengurangi progesivitas dari penyakit ini seperti: Melakukan aktifitas fisik teratur (jalan kaki 30-60 menit/hari, olah raga dengan beban), hindari alkohol dan rokok, hindari risiko terjatuh, hindari penggunaan obat sendiri untuk jangka panjang karena ada obat yang dapat mempercepat osteoporosis.
Pengobatan yang biasa dilakukan dokter bernacam-macam, tetapi akan percuma kalau pasien tidak melakukan aktifitas yang dapat mencegah progresivitas penyakit seperti diatas. Pengobatannya adalah dengan :
o   Bifosfonat, merupakan obat yang berperan menghambat proses penghancuran tulang
o   Raloksifen, merupakan obat yang berperan menggantikan fungsi estrogen di tulang dan jaringan lemak. (estrogen adalah hormon yang diproduksi pada masa reproduksi – berhenti setelah menopause)
o   Terapi sulih hormon (bagi yang menopause)
o   Kalsitonin, menurunkan resorpsi (pengambilan) kalsium pada tulang
o   Osteoanabolik, obat-obatan yang meningkatkan pembentukan struktur tulang
o   Kalsium dan vitamin D, zat penting dalam pembentukan tulang
o   Pembedahan bila terdapat fraktur atau deformitas yang berat

Radang Sendi Asam Urat / Pirai (Gout Arthritis) adalah peradangan sendi akut yang disebabkan oleh pengendapan kristal asam urat dalam rongga sendi. Gejala klasik asam urat ialah serangan akut berulang yang sangat nyeri pada pangkal jempol kaki dan beberapa sendi lainnya. Asam urat akut sering berulang dan berhubungan dengan peningkatan kadar asam urat dalam darah (hiperurisemia). Asam urat berasal dari purin yang ada dalam inti sel yaitu asam nukleat baik yang berasal dari tubuh manusia sendiri (penderita leukimia memiliki kadar asam urat yang tinggi) maupun dari makanan seperti daging merah, jeroan, seafood. Kadar normal kandungan asam urat pada manusia adalah 4-7 mg/dl. Asam urat yang terbentuk dalam tubuh kebanyakan akan dibuang ginjal melalui urin.
Pada penyakit ini yang penting adalah memperhatikan berbagai penyebab peningkatan asam urat dalam tubuh, yaitu:
· Produksi Asam Urat Berlebihan, yang disebabkan karena faktor genetik, penderita leukimia atau keganasan lainnya, asupan tinggi purin, kegemukan (obesitas) dan hipertrigliseridemia, konsumsi alkohol, konsumsi fruktose.
· Ekskresi/Pengeluaran Asam Urat Berkurang, yang disebabkan karena faktor genetik, penyakit ginjal kronik, obat-obatan tertentu (seperti diuretik tiazid, salisilat, pirazinamid),obesitas dan kurangnya produksi urin.
Menurut salah satu penelitian yang dilakukan oleh Choi, dkk konsumsi daging        merah, jeroan, alkohol dan seafood meningkatkan kejadian artritis gout, sedangkan sayuran yang kaya purin dan susu tidak menyebabkan peningkatan terjadinya artritis gout. Hal ini didasarkan dari hasil penelitiannya selama + 15 tahun ke 4000 orang.
Artritis (radang sendi) Gout berulang akan menyebabkan arthritis akut diberbagai sendi. Artitis Gout selama lebih dari 10 tahun akan menyebabkan terjadinya pengendapan kristal asam urat dalam sendi yang disebut tofus dan batu ginjal. Jumlah tofus berhubungan dengan berat dan lamanya artritis dan kadar asam urat. Tofus ringan bila kadar asam urat 10-11 mg/dl, berat jika > 11 mg/dl.





Jenis Komplikasi Asam Urat dan Penatalaksanaannya
Jenis Komplikasi Asam Urat
Penatalaksanaan
Hiperurisemia (Peningkatan kadar asam urat)
Diturunkan dengan diet rendah purin, menghindari makanan daging merah, jeroan, alkohol dan seafood
Diobati dengan pemberian Obat Allopurinol yang dapat menghambat terbentuknya asam urat dan Obat Probenesid yang dapat merangsang pengeluaran asam urat melalui urin
Artritis Gout Akut
Sendi yang meradang diistirahatkan
Diberikan obat anti inflamasi non steroid ( OAINS), Kortekosteroid dan Kolkisin
Setelah peradangan tenang, diberikan obat penurun asam urat (Allopurinol dan Probenesid). Lama pemberian obat ini adalah 1 tahun setelah konsentrasi asam urat normal.
Artitris Gout bertofus
Diet Rendah Purin
Obat Allopurinol dan Probenesid
Sering terjadi kekambuhan radang akut sewaktu pemberian obat. Kendala ini diatasi dengan memberikan obat kolkisinsebagai tambahan.
Pemberian obat ditujukan untuk mencegah kambunya peradangan dan menghilangkan tofus. Obat diberikan selama bertahun -tahun.
Batu Ginjal Asam Urat
Batu Asam Urat terjadi bila kadar asam urat dalam urin meningkat dan pH urin asam <>
Dapat dilarutkan dengan meminum obat Natrium Bikarbonat, dengan dosis 3 X 1 gr/ hari sampai pH urin menjadi basa ( >7) dan disertai banyak minum sehingga volume urin lebih dari 2 liter/hari
Tidak diperlukan operasi untuk mengeluarkan batu ginjal asam urat.
Demikianlah sekilas mengenai penyakit rumatilk. Banyak hal yang tidak dibahas disini, tetapi setidaknya memberikan gambaran ringkas tentang penyakit reumatik. Kadang kala rasa pegal linu akibat terlalu lelah bekerja sering dikeluhkan sebagai penyakit reumatik tetapi sebenarnya hanya kelelahan atau kram pada pada otot saja. Sekali lagi bila menemukan keluhan pada sendi dan otot yang dapat dilakukan pertama kali adalah istirahatkan bagian tubuh yang sakit, mengompresnya dengan handuk hangat dan meminum obat paracetamol. Bila tidak sembuh segera minta pertolongan dokter untuk mendapatkan obat yang lebih baik. Bila berlanjut maka harus control teratur. Jangan sekali-sekali meminum obat sendiri apalagi mengkonsumsi jamu apalagi bila dalam jangka waktu yang lama karena efek sampingnya sangat berbahaya.


DAFTAR PUSTAKA


Jumat, 19 Januari 2018

jurnal internasional Synthesis of a New Pyridine Pharmaceutical Intermediate inPotential Anti-cancer of HDACI

2016 3rd International Conference on Engineering Technology and Application (ICETA 2016)
ISBN: 978-1-60595-383-0


Synthesis of a New Pyridine Pharmaceutical Intermediate inPotential Anti-cancer of HDACI


Xiaopan Zhang & Zhiyi Yao*
College of Chemical and Environmental Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai, China




ABSTRACT: In order to obtain better anti-cancer activity of HDACI, new HDCIs analog and a pyridine pharmaceutical intermediate were designed by comparing the molecule of FK228 and Largazole and introducing the pyridine intermediate to the cyclic tetrapeptide pharmacophore. The synthetic route of HDCIs analog and the pyridine intermediate were designed. The HDCIs analog and the pyridine intermediate were all synthesized, and the optimum conditions of synthesizing the pyridine intermediate were got by using parallel test. The pyridine intermediate can be used to manufacture new potential HDACIs by forming new structure of the polypeptide. Due to the special structure of the pyridine intermediate, it can also be widely used in other medical field. Through our work we have designed synthetic routes of the pyridine intermediate and discussed the optimum conditions. And we provide a new synthesis method of cyclopeptide HDCIs.


Keywords: FK228 analogue; HDACIs; pyridine; tetrapeptide



1 INTRODUCTION

Pyridine compound is a high value-added fine chemical product. Its chemically active can participate in a variety of chemical reactions. Pyridine compounds chlorinated, fluoride and ammonia oxidation can be prepared for a variety of intermediates in the pharmaceutical synthesis and fine chemical industries that have been widely used. Pyridine compounds are currently used in medicine, pesticides, spices, feed additives, adhesives and synthetic materials. Such compounds are being used to develop the most widely used range of fine chemical products global manufactures pyridine compounds of $50 billion in annual sales. In the field of medicine, pyridine can be used to produce cephalexin, prednisone dexamethasone acetate, sulfa sulfuric acid piperazine, hydrocortisone, idoxuridine, progesterone, norfloxacin, vitamin A, D2 or D3, the fourth generation of cephalosporins, and more than 40 kinds of synthetic materials of commonly used medicines.

For a long time, cancer has been considered to be the result of a wide variety of genetic and genomic alterations, such as amplifications, translocations, deletions and point mutations [1]. But recent research showed cancer development is not only related to the genetic changes but also involves epigenetic changes.
Epigenetics is concerned with the inheritance of information based on gene-expression levels. The main epigenetic modifications in humans are DNA methylation and posttranslational histone modifications.



2 MATERIALS AND METHODS

Histones are small basic proteins that are rich in amino acids, lysine and arginine [2]. Histone acetyltransferase (HAT) and histone deacetylase (HDAC) can make histone N-terminal amino acid residue be acetylated or deacetylated in vivo, both enzymes work together to determine histone acetylation levels, and they also regulate expression of gene and some other cellular processes, and studies have shown that acetylation and deacetylation process and the occurrence of cancer are closely linked. Therefore, histone deacetylase (HDACs) are targets for anticancer drugs. Histone deacetylase inhibitor (HDACi) has become a kind of hot areas of research. Histone deacetylase inhibitor can improve the level of p21 and other genes expression by increasing cell level of histone acetylation. The process of tumor cells proliferation has showed a very good inhibitory effect, and the inhibitor can in-duce tumor cell differentiation and/or the occurrence of apoptosis, so it has the effect of inhibiting tumor [5,6]. Romidepsin (Istodax), a cyclic peptide, has been recently approved as an HDAC inhibitor against CTCL, indicating that cyclic peptides are pharmacophores of interest in this field. Histone deacetylases (HDACs) are promising targets for such a novel NB therapy. HDACs catalyze the removal of acetul groups from the lysine residues of proteins including the core nucleosomal histones. Histone tails contain 40 lysine residues, which are acetylated by HATs. Acetylation induces a conformational change within chromation, allowing the transcriptional machinery access to DNA thus promoting gene expression. HDACs repress the gene expression by deacetulating the lysine tails, allowing the positively charged lysines to be tightly bound to the negatively charged DNA and denying the transcriptional machinery access to genes, thereby repressing gene expression. Thus, these post- translational modifications play a key role in directing gene expression, and can create a phenotype that is unrelated to changes in DNA. Histone deacetylases play a prominent role in the regulation of gene transcription by histone deacetylation. They are involved in the remodeling of chromatin, and consequently, in the regulation of gene expression. There is growing evidence that perturbation of epigenetic balances promotes the initiation and progression of cancer. HDAC inhibitors have been found to have therapeutic properties in many different human tumor cell lines, including those derived from the bladder, breast, prostate, lung, ovary and colon among others, indicating that the inhibition of HDAC activity may be a viable strategy for the treatment of cancers. HDAC inhibitors can be divided into short-chain fatty acids, hydroxamic acids, cyclopeptide HDCIs, benzamides, electrophilic ketones, trithiocarbonate and other categories; however, in this article we focus on the cyclic peptides. Cyclic peptides were the most complex in all the HDACIs. Surface recognition structure of macrocyclic inhibitors given the complex structure, but also to ensure the inhibitor with the enzyme molecule interactions more fully, this may be one of the reasons to ensure cyclic peptide inhibitor activity. Like most of other inhibitors, the structure of cyclic peptide HDACIs is divided into three domains [7], which are surface recognition domain, linker domain and Zinc binding domain. FK228 (formerly named FR901228), also known as depsipeptide, is produced by Chromobacterium violaceum and shows potent in vivo antitumor activity. FK228 received FDA approval in 2009 for the treatment of cutaneous T-cell lymphoma. The naturally occurring FK-228 displays impressive anticancer and anti-angiogenesis activities through the HDAC inhibition, and it is now approved as a cancer drug. FK228 is a bicyclic depsipeptide with intramolecular disulfide bridge, which is reductively activated after uptake into the cells generating the sulfhydryl groups. Inspired by the stability of FK228 due to its prodrug nature [12], several HDAC inhibitors with the disulfide bond have been proposed with more simplified structure for the ease of synthetic study. In the past decade, a considerable number of synthetic analogs have been reported as cyclic-tetrapeptide HDAC inhibitors. Main nucleus of 4-aniline quinazoline and hydroxylamine part of histone acetyl off enzyme (HDAC) inhibitor fragments are connected. By this way, they developed an EGFR inhibitors, ErbB2 and HDAC targets, the acetylation of EGFR phosphorylation and HDAC has certain inhibitory effect. Predecessors by the way of connecting hydroxylamine fragments at site-6,7 of 4-aminoquinazolinone obtained good active compound such as compound h1and h2, therefore, we imagined that if at site-4 ' of 4 - aniline quinazoline was substituted by different hydroxyl oxime acid group to get some new compounds. Largazole is a natural cyclic peptide which can selectively inhibit Class I histone deacetylase and show remarkable selectivity between transformed and non-transformed cells. The design of these analogs has been done either by changing the amino acids sequence in the cyclic tetrapeptide framework to achieve high affinity of the inhibitors with the enzyme surface or by the introduction of different type of functional groups as zinc ligands to achieve a strong binding affinity to the enzyme’s active site. The functional groups introduced are mostly full of electron. And more functional groups have been introduced to the non-peptide HDAC inhibitors. In order to develop HDAC inhibitors with various functional groups, we replaced the epoxyketone moiety of chlamydocin scaffold with a pyridine ring. As the first part of this paper, we have designed and synthesized 2 cyclic peptide compounds as HDACi based on the structures of Largazole and FK228. We tried to derive novel artificial amino acids and a pyridine ring to introduce them into the chlamydocin scaffold [9].








Figure 1. Structural regions of cyclopeptide HDCIs.


By comparing the structures of FK228 and Largazole, we designed and synthesized other compounds. The cyclic tetrapeptide structure in surface recognition domain was changed by introducing an amino acid containing a pyridine ring for a fuller contact with the surface and enzymes. The pyridine intermediate has a similar structure with amino acid, and it can be widely used in the medical field, especially as cyclic peptide intermediate fragment deacetylase inhibitors as FK228 analogues. Details are shown as follows in Figure 1.1169 Since the molecules have a cyclic tetrapeptide structure, we split the molecule into three different fragments and then they are connected end to end by a peptide bond or ester bond [14, 15]. Through the retrosynthesis the molecule can be split into three different parts as Figure 2 shows by breaking the amide bond and one ester bond. The zinc domain and the linker can be synthesized by fragment 1. The cyclic peptide was divided into valine and fragment 3. So the amino acid containing the pyridinering becomes the key intermediate in the total synthesis of molecule DCE-3529415.
Details are shown as follows in Figure 3.


Figure 2. Retrosynthesis of DCE-3529415.


Figure 3. Design of compound structure.


The main challenges in the synthesis include the asymmetric construction of the hydroxyl mercapto heptenoic acid unit, the 16-membered cyclic depsipeptide ring itself (that is, four amino acids and hydroxyl mercapto heptenoic acid), and the intramolecular oxidative coupling of the thiol moieties to produce the stable prodrug form of the molecule. Using this method, Wen et al. utilized a lactamization as an alternative route to cyclization in 2008. Yurek-George et al. [13-16] examined the importance of several features of the romidepsin structure. To fragment 3, as the former through breaking the amide bond, the molecule can be divided to 2 parts, one is threonine. The hydroxyl of threonine can react with MsCl and then be removed by DABCO, so the double bond can form [14]. Details are shown as follows in Figure 4.The other one is an amino acids analogue with pyridine ring. The key to the amino acids analogue is to introduce synthetic carboxyl and amino functional groups. So we choose the 2, 6-dimethylpyridine as the raw material. Reacting with KMnO4 the one methyl of 2,6-dimethylpyridine can be oxidized to carboxyl and the other methyl can stay the same [17]. Then the methyl can be transferred into benzyl reacting with NBS by radical reaction which is the material of Gabriel reaction in the next step changing the benzyl to amino.
Details are shown as follows in Figure 5.


O
NH
HO
O
N
NH
Boc
3
NH2
HO
O
+ N
HO NH2
O
N
HO Br
O
N

Figure 4. Retrosynthesis of fragment 3 of DCE-3529415.

Figure 5. Synthesis of fragment 3 of DCE-3529415.


3 EXPERIMENTAL SECTION

All solvents were A.R. grade and purchased from Shanghai Chemical Reagent Company. Melting points were determined on a WPS-2Acapillary apparatus and were uncorrected. The 1HNMR and spectra were recorded on a Bruker Avance III 500 NMR spectrometer using TMS as an internal standard and chemical shifts were given in ppm with tetramethylsilane (TMS). The HRMS spectra were acquired on a Solari X-70FT-MS apparatus. TLC was carried out on silica gel plates 1170 (GF254) with visualization of components by UV light (254nm) or exposure to I2. Column chromatography was carried out on silica gel (300–400 mesh).
Compound 19 (21.43g, 0.2mol) dissolved in 1000mL H2O (not completely dissolve and not affect the reaction) was added KMnO4 47.41g. The solid was added in for ten times, and the interval between two times is 30min. After adding solid raising the temperature to 70°C, reflux for 5h. After the material was completely disappeared, the reaction solution was cooled to room temperature, filtered. The filtrate was evaporated to dryness, and then 200mL HCl (70%) was added to the solid dissolved. Extract the solution with ethanol, the solution was evaporated to be dryness and recrystallization, giving product (17.3g).
Compound 19’ (15g, 0.11mol) was dissolved in 500mL methanol; thionyl chloride was dropped into
methanol at 0°C. After the dropwise addition the reaction apparatus was brought to room temperature, reacting for 5 hours. Methanol was removed by rotary evaporation to give a white solid. The solid was dissolved in 200mL of sodium hydroxide solution at a concentration of 1mol/L. The pH value was adjusted to 9. Ethyl acetate was added to the solution and then was extracted. The organic phase was collected and dried. The solvent was evaporated under reduced pressure to give the product 19’’ (10g).
Compound 19’’ (10g, 0.066mol) was dissolved in 60mL CCl4, NBS 14.1g (0.079mol) was added under stirring. AIBN was added for 3 times about 5g (0.03mol). After the addition reflux at 80°C for 6 hours, add a certain amount of water and stir for 15min, the water is separated from CCl4 then dried. The CCl4 was removed under reduced pressure to give the crude product. The crude product was recrystallized to give pure product (6g).
Compound 20 (6g, 26.20mmol) dissolved in DMF (100mL) was added with potassium phthalimide
(5.82g, 31.44mmol), and reaction was carried out at room temperature for 5h. TLC showed the reaction was completed and concentrated under reduced pressure. NaOH solution was added with 0.2mol/L of washing. Water was added, extracted with ethyl acetate, dried over anhydrous sodium sulfate and finally concentrated to give compound 21 (6.42 g, 83%).
Compound 21 (8g, 20.26mmol) dissolved in methanol (1/4, 200mL) was added with hydrazine hydrate compound (2.9mL, 50mmol) and refluxed overnight. After the reaction was completed, it was concentrated under reduced pressure obtained compound 22 (2.59g,77%) by column chromatography.
At 0 °C, the compound 22 (1.7g, 10.24mmol) in THF was added with DIPEA (2.0mL) and Boc2O
(2.79g), and reacted at room temperature overnight. TLC showed the reaction was complete, concentrated under reduced pressure, water was added, with ethyl ester extraction, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated by column chromatography to obtain the product compound 23 (2.3g, 86%)
The compound 23 (2.0g, 7.93mmol) and H-Thr-Ome (1.6g, 9.52mmol) in DCM (40mL) was added PyBop (4.13g, 7.93mmol) and DIPEA (5.3mL), Reaction was carried out at room temperature overnight, quenched with saturated ammonium chloride and extracted with dichloromethane, washed with water and saturated brine, and concentrated, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated by column chromatography to give compound 6 (1.48 g, 51%).
At 0 °C, under the protection of Ar gas, the compound 24 (1.0 g, 2.72mmol) in DCM (10mL) were sequentially added DMAP (16.6 mg), TEA (1.13 mL), MsCl (0.63 mL), Reaction was carried out at room temperature for 2 hours, quenched with saturated ammonium chloride, extracted with dichloromethane, washed with water and saturated brine, concentrated, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated to give a pale yellow compound 980.8mg. At 0 °C, the pale yellow compound (900mg, 2.02mmol) in DCM (10mL) was added with DABCO (2.27g), and reaction was carried out at room temperature 2h, quenched with saturated ammonium chloride, extracted with dichloromethane, washed with water and saturated brine, concentrated, dried over anhydrous sodium
sulfate, and concentrated by column chromatography to give compound 25 (620.1mg, 95%).
Compound 25 (600mg, 1.72mmol) dissolved in methanol was added with LiOH (123.5mg,). Reaction
was carried out at room temperature for 10 hours. After completion of the reaction, the solution was
filtered to remove LiOH and concentrated to give compound 3 (547.6mg, 95%).

6-Methyl-2-pyridinecarboxylic acid
1HNMR(501MHz,CDCl3)δ13.17(s,1H),8.20(d,J=7.4Hz,1H),8.11(d,J=7.6Hz,1H),7.78(D,J=8.3Hz,1H),2.17(s,3H)ESI-HRMS calcd for C7H7NO2 [M + H]+,138.06

6-Methylpicolinic acid methyl ester
1HNMR(501MHz,CDCl3)δ8.20(d,J=7.4Hz,1H),8.13(d,J=7.8Hz,1H),7.77(D,J=8.3Hz,1H),3.23(s,3H),2.50(s,3H)ESI-HRMS calcd for C8H9NO2 [M + H]+,152.07

6-(Bromomethyl)picolinic acid methyl ester
1HNMR(501MHz,CDCl3)δ8.20(d,J=7.4Hz,1H),8.13(d,J=7.8Hz,1H),7.77(D,J=8.3Hz,1H),5.3(s,2H),3.3(s,3H)ESI-HRMS calcd for C8H8BrNO2[M+H]+, 229. 98

2-Pyridinecarboxylicacid,6-[(1,3-dihydro-1,3-dioxo-2H-isoindol-2-yl)methyl]-,methyl ester
1HNMR(501MHz,CDCl3)δ8.83(d,J=7.6Hz,1H),8.27(d,J=12.3Hz,2H),8.10(d,J=7.6Hz,1H),7.74(d,J=8.9Hz,1H),7.11(d,J=8.9Hz,1H),5.75(s,3H),3.90(s,3H)ESI-HRMS calcd for C16H16N2O4[M + H]+,297.09
2-Pyridinecarboxylicacid, 6-(aminomethyl)-, methyl ester
1HNMR(501MHz,CDCl3)δ8.42(d,J=8.8Hz,1H),8.35(d,J=8.3Hz,1H),7.87(d,J=6.3Hz,1H),4.76(s,2H),3.58(s,3H) ESI-HRMS calcd for C8H10N2O2[M + H]+,167.08

6-[[(tert-Butoxycarbonyl)amino]methyl]pyridine-2-1171carboxylic acid
1HNMR(501MHz,CDCl3)δ12.1(s,1H),8.52(d,J=8.3Hz,1H),8.35(d,J=8.6Hz,1H),7.99(d,J=6.9Hz,1H),4.55(s,2H),1.33(s,9H) ESI-HRMS calcd for C12H16N2O4 [M+ H]+,253.12

Threnine,N-[[6-[[[(1,1-dimethylethoxy)carbonyl]amino]methyl]-2-pyridinyl]carbonyl]-, methyl ester
1HNMR(501MHz,CDCl3)δ8.55(d,J=8.7Hz,1H),8.50(d,J=8.7Hz,1H),8.01(d,J=9.7Hz,1H),7.81(m,2H),5.1(d,J=6.1Hz,1H), 4.7(d, J=6.1Hz,1H),4.4(s,2H), 3.3(s,3H),2.3(m,1H),1.3(s,9H)ESI-HRMS calcd for C17H25N3O6[M + H]+,368.18

2-Butenoicacid,2-[[[6-[[[(1,1-dimethylethoxy)carbonyl]amino]methyl]-2-pyridinyl]carbonyl]amino]-,
methyl ester
1HNMR(501MHz,CDCl3)δ8.12(d,J=7.4Hz,1H),7.85(s,1H),7.83(d,J=8.7Hz,1H),7.02(s,1H),4.48(d,J=5.6Hz,2H),1.89(s,3H),1.57(s,3H),1.43(d,J=29.6Hz,9H)ESI-HRMS calcd for C17H23N3O5[M + H]+,350.17

2-Butenoicacid,2-[[[6-[[[(1,1-dimethylethoxy)carbonyl]amino]methyl]-2-pyridinyl]carbonyl]amino]
1HNMR(501MHz,CDCl3)δ9.50(d,J=72.4Hz,1H),8.12(d,J=7.4Hz,1H),7.85(s,1H),7.43(d,J=50.9Hz,1H),7.02(s,1H),4.48(d,J=22.2Hz,2H),1.89(s,3H),1.43(d,J=29.6Hz,9H). ESI-HRMS calcd for C16H21N3O5[M+H]+,336.16



4 RESULTS AND CONCLUSION

During the process for preparing compound 19’, we found that the equivalent of KMnO4 has a greater impact on the yield of the product. So we carried out experiments at different equivalents, and the results are shown in Table 1.
Table 1 showed the yield of 19’ declining with theincreasing equivalent of KMnO4. However, in the actual process, the reaction time is shortened with the increase of KMnO4 equivalents. Balance based on efficiency and productivity, the 1.5 equiv. of KMnO4 at 80°C is the optimum condition.
During the process for preparing compound 20, we found that the equivalent of NBS have a greater impact on the yield of the product. So we carried out experiments at different equivalents, the results are shown as follows. The chart showed the yield of 19’ declining with the increasing equivalent of NBS. Because, the dibromide increases very quickly with the increasing equivalent of NBS, the 1.2 equiv. of NBS was chosen to be the optimum condition.
Data in Table 1 showed the equivalent of KMnO4 are the key to control yield of 6-Methyl-2-Prydinecarboxylic acid. With the increasing equivalent of KMnO4, more and more 6-Methyl-2-Pyridinecar boxylic acid are transfered into 2,6-pyridinedicarboxylic acid. With the increasing equivalent of NBS, more and more 6-Methylpicolinic acid methyl ester r are transfered into 2-pyri-dinecarboxylic acid, 6-(dibromomethyl)-methyl ester and 2-pyridinecarboxylic acid,6-(trbromomethyl)- methyl ester. Accoding to Figure 7, the A point which is 1.2 equivalent of NBS was chosen to be the optimum condition.
In summary, by means of comparing the structures of FK228 and Largazole, we designed and synthesized several compounds. The cyclic tetrapeptide structure in surface recognization domain was changed by introducing an amino acid containing a pyridine ring for a fuller contact with the surface and enzymes. Through the retrosynthesis analysis, a pyridine pharmaceutical intermediate was designed and synthesized. The pyridine intermediate has a similar structure with amino acid, it can be widely used in the medical field, especially as cyclic peptide intermediate fragment deacetylase inhibitors as FK228 analogues. The key intermediate fragment for the entire molecule
cyclic tetrapeptide structure plays an important role in the surface recognization domain. Through continuous improvement and exploration of the conditions, we

Table 1. Equivalent of KMnO4 effect on yield.
No. Material(g) Equivalent(KMnO4) Product(19’g) Yield(%)
1 11.3 1.1 10.3 71
2 11.3 1.3 10.5 72
3 11.7 1.5 9.7 67
4 11.3 1.7 8.1 56
5 11.1 1.9 6.6 46
6 11.3 2.1 5.0 35

Table 2. Equivalent of NBS effect on yield.
No. Material(g) Equivalent(NBS) Product(g) Yield(%)
1 10.1 1.0 5.5 36
2 10.0 1.1 6.3 41
3 10.1 1.2 6.7 44
4 10.0 1.3 4.1 27
5 10.0 1.4 4.1 27
6
7
10.0
10.0
1.5
1.6
5.0
4.5
33
30
1172

found more optimal conditions. And this has important implications for the synthesis of analogues
of FK228, and the development of new drugs is also important.



ACKNOWLEDGMENTS

This work was supported by Shanghai Institute of Technology.

REFERENCES
[1] Grozinger, C.M. & Schreiber, S.L. 2002. Chem. Biol. 9,3.

[2] Darkin-Rattray, S.J.; Gurnett, A.M.; Myers, R.W.; Dulski,P.M.; CrumLey, T.M.; Allocco, J.J.; Cannova, C.;Meinke, P.T.; Colletti, S.L.; Bednarek, M.A.; Singh,S.B.; Goetz, M.A.; Dombrowski, A.W.; Polishook, J.D.& Schmatz, D.M. 1996. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93,13143-13147.

[3] Jeyadevan, J.P.; Bray, P.G.; Chadwick, J.; Mercer, A.E.;Byrne, A.; Ward, S.A.; Park, B.K.; Williams, D.P.;Cosstick, R.; Davies, J.; Higson, A.P.; Irving, E.; Posner,G. H. & O’Neill, P. M. 2004. J. Med. Chem. 47, 1290.

[4] A.S. Yang, K.D. Doshi, S.W. Choi, J.B. Mason, R.K.Mannari, V. Gharybian, R. Luna, A. Rashid, L. Shen,M.R. Estecio, H.M. Kantarjian, G. Garcia-Manero & J.P.Issa. 2006. DNA methylation changes after 5-aza-2_-deoxycytidine therapy in patients with leukemia, Cancer Res. 66: 5495-5503.

[5] R.B. Klisovic, W. Stock, S. Cataland, M. I. Klisovic, S. Liu, W. Blum, M. Green, O. Odenike, L. Godley, J.V. Burgt, E. Van Laar, M. Cullen, A.R. Macleod, J.M. Besterman, G.K. Reid, J.C. Byrd, G. Marcucci. 2008. Aphase I biological study ofMG98, an ligodeoxynucleotide antisense to DNA methyltransferase 1, in patients with high-risk myelodysplasia and acute myeloid leukemia, Clin. Cancer Res. 14: 2444-2449.

[6] Rewcastle G.W., Denny W.A., Bridges A.J., Zhou H, Cody D.R., McMichael A. & Fry D.W. 1995. Tyrosine kinase inhibitors. Synthesis and structure-activity relationships for 4-[(phenylmethyl)amino]- and 4- (phenylamino) quinazolines aspotent adenosine 5'- triphos phate binding site inhibitors of the tyrosine kinase domain of the epidermal growth factor receptor. Journal of Medicinal Chemistry, 38(18): 3482-3487.

[7] Michael S.F., Jill R.D. & Alona C., et al. 1999. Structures of a histone deacetylase homologue bound to the TSA and SAHA inhibitors. Nature. 401(6749): 188

[8] N.L. Steele, J.A. Plumb, L. Vidal, J. Tjornelund, P. Knoblauch, A. Rasmussen, C.E. Ooi, P. Buhl-Jensen, R. Brown, T.R. Evans. & J.S. DeBono. 2008. A phase 1 pharmacokinetic and pharmacodynamic study of the histone deacetylase inhibitor belinostat in patients with advanced solid tumors, Clin. Cancer Res. 14: 804-810.

[9] J.S. Kang, B.F. Calvo, S.J. Maygarden, L.S. Caskey, J.L. Mohler. & D.K. Ornstein. 2002. Dysregulation of annexin I protein expression in highgrade prostatic intraepithelial neoplasia and prostate cancer, Clin. Cancer Res.8: 117-123.

[10] De Preter K., Vandesompele J., Heimann P., Yigit N., Beckman S., Schramm A., Eggert A., Stallings R.L.,Benoit Y., Renard M., De Paepe A. & Laureys G., et al. 2006. Human fetal neuroblast and neuroblastoma transcriptome analysis confirms neuroblast origin and highlights neuroblastoma candidate genes. Genome Biol .7:R84.

[11] Westermann F., Henrich K.O., Wei J.S., Lutz W., Fischer M., Konig R., Wiedemeyer R., Ehemann V., Brors B.,Ernestus K., Leuschner I. & Benner A., et al. 2007. High Skp2 expression characterizes high-risk neuroblastomas independent of MYCN status. Clin Cancer Res 13(4):695-703.

[12] Komatsu, Y., Tomizaki, K.-y., Tsukamoto, M., Kato, T., Nishino, N., Sato, S., Yamori, T., Tsuruo, T., Furumai, R., Yoshida, M., Horinouchi, S. & Hayashi, H. 2001. Cyclic hydroxamic-acid-containing peptide 31, a potent synthetic histone deacetylase inhibitor with antitumor activity. Cancer Res., 61: 4459-4466.

[13] Brozinick J.T. Jr., McCoid S.C., Reynolds T.H., Nardone N.A., Hargrove D.M. & Stevenson R.W., etal. 2001. GLUT4over-expressionin db/db mice dose-dependently ameliorates diabetes but is not a lifelong cure. Diabetes .50: 593-600.

[14] Petruceelli L.A., Pettersson F. & Del Rinconsv, et al. 2013. Expression of leukemia associated fusion proteinsincreases sensitivity to histone deacetylase inhibitor induced DNA damage and apoptosis. Mol Cancer The,12(8): 1591-1604.

[15] Mahboobi, Sellmer, A. & Winkler, M. 2013. J. Med, Chem. 6-thiazolylquinazolines. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2003, 13(4): 637-640 apoptosis. Mol Cancer Ther, 12(8): 1591-1604.









(ISTN)
KIMIA MEDISINAL
Dosen Pembimbing : Lia Puspitasari, S.Farm, M.Si,Apt.

Mahasiswa
Nama : Suyatno
NIM   : 17330730
Kelas A

Synthesis of a New Pyridine Pharmaceutical Intermediate in
Potential Anti-cancer of HDACI


Abstrak : Untuk mendapatkan aktivitas anti kanker yang lebih baik dari HDACI, analog HDACI baru dan dari sedian farmasi piridin intermediate dirancang dengan membandingkan molekuk FK228 dan Largazole dan mengenalkan piridin dengan farmakofor tetrapeptida siklik. Jalur sintesis analog HDCI dan piridin mulai dirancang. HDCIs analog dan intermediate piridin semuanya disintetis, pada kondisi optimum untuk mensintesis piridin intermediate didapat dengan menggunakan uji paralel. Piridin intermediate dapat digunakan untuk memproduksi HDACIs potensi baru dengan membentuk struktur baru polipeptida. Karena struktur khusus piridin intermediate, juga dapat digunakan secara luas dibidang medis lainya. Melalui pekerjaan kami, kami telah merancang rute sintetik piridin intermediate dan membahas yang optimum kondisi. Dan kami menyediakan metode sintesis baru dari HDCIs siklopeptidin.

Latar Belakang

Senyawa piridin adalah produk kimia halus bernilai tambah tinggi. Piridin dapat berpatisiasi dalam berbagai reaksi kimia. Senya piridin terklorinasi,oksidasi fluorida dan amonia dapat disiapkan untuk berbagai zat antara dalam sintesis farmasi dan industri kimia. Senyawa piridin saat ini digunakan dalam pengobatan, pestisida, rempah-rempah, aditif pakan, perekat dan bahan sintetis. Dibidang kedokteran, piridin dapat digunakan untuk memproduksi cephalexin, prednisone, dexamethason acetat, sulfo sulfur sulfat, pipozet, hydrokortison, idoksuridin, progesteron, norfloksasin, vitamin A, D2 atau D3, generasi keempat sefalosporin, dan lebih dari 40 jenis bahan sintetis obat yang biasa digunakan.

Untuk waktu yang lama, kanker telah dianggap sebagai hasil dari beragam peubahan genetik dan genomik, seperti amplifikasi, translokasi, delesi dan mutasi titik. Namun penelitian terbaru menunjukan perkembangan kanker tidak hanya terkait dengan perubahan genetik namun juga melibatkan perubahan epigenetik.
Epigenetika berkaitan dengan pewarisan informasi berdasarkan tingkat ekspresi gen.
Modifikasi epigenetik utama pada manusia adalah metilasi DNA dan modifikasi histone posttranslasional.

Metode Penelitian yang Digunakan

Histones adalah protein dasar kecil yang kaya akan asam amino, lisin dan arginin. Histone acetyltransferase (HAT) dan histone deacetylase (HDAC) dapat membuat residu asam amino n-terminal histon menjadi asetilasi atau deasetilasi invivo, kedua enzim bekerja sama untuk menentukan tingkat asetilasi histon, mereka juga mengatur ekspresi gen dan beberapa proses seluler lainya, penelitian telah menunjukkan bahwa proses asetilasi dan deasetilasi dan terjadinya kanker terkait erat. Oleh karena itu, histone deacetylase (HDACs) menjadi target obat antikanker.
Histone deacetylase inhibitor (HDACi) telah menjadi semacam daerah penelitian yang panas. Histone deacetylase inhibitior dapat memperbaiki tingkat p21 dan ekspresi gen lainya dengan meningkatkan tingkat aset asetone histon. Proses proliferasi sel tumor telah menunjukkan efek penghambatan yang sangat baik, dan inhibitor dapat menyebabkan diferensiasi sel tumor dan atau terjadinya apoptosis, sehingga memiliki efek menghambat tumor.
Romidepsin (Istodax), peptida siklik, baru-baru ini disetujui sebagai penghambat HDAC melawan CTCL, yang menunjukan bahwa peptida siklik adalah farmakope yang menarik dalam bidang ini. Histone deacetylase (HDACs) merupakan target yang menjanjikan untuk terapi NB yang baru. HDAC mengkatalisis penghapusan gugus asetat dari residu lisin protein termasuk hambatan inti nukleosom.
 Ekor histone mengandung 40 residu lisin, yang dilarutkan dengan HAT. Asetilasi menginduksi perubahan konformasi dalam kromasi, memungkinkan akses mesin trankripsi ke DNA sehingga mendorong ekspresi gen. HDACs menekan ekspresi gen dengan deasetilasi ekor lisin, yang memungkinkan lisin bermuatan positif terikat erat dengan DNA bermuatan negatif dan menolak akses mesim transkripsional terhadap gen, sehingga menepis eksprsi gen. Dengan demikian, modifikasi pasca translasi ini memainkan peran kunci dalam mengarahkan ekspressi gen, dan dapat menciptakan fenotipe yang tidak terkait dengan perubahan DNA. Histone deacetylases memainkan peran penting dalam pengaturan transkripsi gen denga deasetilasi histone. Mereka terlibat dalam remodeling kromatin, dan akibatnya, dalam regulasi ekspresi gen. Ada bukti yang berkembang epigenetik mendorong inisiasi dan perkembangan kanker. Penghambat HDAC telah ditemukan memiliki sifat terapeutik pada banyak sel tumor manusia yang berbeda termasuk yang berasal dari kandung kemih, payudarah, prostat, paru-paru, ovarium dan usus besar antara lain, menunjukan bahwa penghambatan aktivitas HDAC dapat menjadi strategi yang tepat untuk pengobatan kanker.
Penghambat HDAC dapat dibagi menjadi asam lemak rantai pendek, asam hidroksamat, HDACls siklopeptida, benzamida, keton elektrofilik, tritokarbonat dan kategori lainnya; Namun, dalam artikel ini kita fokus pada peptida siklik.
Peptida siklik adalah yang paling komplek di semua HDACI. Struktur pengenalan permukaan penghambat macrocyclic mengingat struktur kompleks, tetapi juga untuk memastikan penghambat inteaksi enzim secara lebih penuh, ini mungkin salah satu alasan untuk memastikan aktivitas inhibitor peptida siklik. Seperti kebanyakan penghambat lainya, struktur HDACI peptida siklik dibagi menjadi tiga domain, yaitu domain pengenalan permukaan, domain linker dan domain pengikat seng. FK228 (dahulu bernama FR901228), juga dikenal sebagai depsipeptide, diproduksi oleh Chromobacterium violaceum dan menunjukkan aktivitas antitumor in vivo yang manjur. FK228 menerima persetujuan FDA pada tahun 2009 untuk pengobatan limfoma sel T kutaneous. FK-228 yang terjadi secara alami menampilkan aktivitas antikanker dan anti-angiogenesis yang mengesankan melalui penghambat HDAC, dan sekarang disetujui sebagai obat kanker.
FK228 adalah depsipeptida bicyclic dengan jembatan disulfida intramolekul, yang diaktifkan secara reduksi setelah dilakukan pengambilan ke dalam sel yang menghasilkan gugus sulfhidril. Terinspirasi oleh stabilitas FK228 karena produg nature, beberapa penghambat HDAC dengan ikatan disulfida telah diusulkan dengan struktur yang lebih sederhana untuk memudahkan studi sintetis.
Dalam dekade terakhir, sejumlah besar analog sintetis telah dilaporkan sebagai inhibitor HDAC siklik-tetrapeptida. Inti inti dari 4-anilin quinazoline dan bagian hidroksilamina fragmen inhibitor enzim histone acetyl off enzyme (HDAC) dihubungkan. Dengan cara ini, mereka mengembangkan inhibitor EGFR, target ErbB2 dan HDAC, asetilasi fosforilasi EGFR dan HDAC memiliki efek penghambat tertentu. Pendahulunya dengan cara menghubungkan fragmen hidroksilamina di tempat-6,7 dari 4-aminoquinazolinone memperoleh senyawa aktif yang baik seperti senyawa h1 dan h2, oleh karena itu, kita membayangkan bahwa jika di tempat-4 ‘anina 4-anilin diambil dari hidroksil oksimena yang berbeda kelompok asam untuk mendapatkan beberapa senyawa baru.
Largazole adalah peptida siklik alami yang secara selektif dapat menghambat deasetilase histone Kelas I dan menunjukkan selektivitas yang luar biasa antara sel yang berubah dan tidak berubah. Perencanaan analog ini telah dilakukan baik dengan mengubah urutan asam amino dalam kerangka tetrapeptida siklik untuk mencapai afinitas tinggi inhibitor dengan permukaan enzim atau dengan pengenalan berbagai jenis gugus fungsional sebagai ligan seng untuk mencapai afinita ikatan yang kuat, kesitus aktif enzim. Kelompok fungsional yang diperkenalkan sebagai besar penuh dengan elektron. Dan kelompok yang lebih fungsional telah diperkenalkan pada inhibitor HDAC non-peptida. Untuk mengembangkan penghambat HDAC dengan berbagai kelompok fungsional, kami mengganti bagian epoxyketone perancah chlamydocin dengan cicin piridin. Sebagai bagian pertama dari jurnal ini, kami telah merancang dan mensintesis 2 senyawa siklik peptida sebagai HDACi berdasarkan struktur Largazole dan FK228. Kami mencoba untuk mendapatkan asam amino buatan baru dan cincin piridin untuk mengenalkannya ke perancah chlamydocin.




Dengan membandingkan struktur FK228 dan Largazole, kami merancang dan mensintesis senyawa lainnya. Struktur tetrapeptida siklik dalam domain pengenalan permukaan diubah dengan memasukan asam amino yang mengandung cincin piridin untuk kontak lebih penuh dengan permukaan dan enzim. Piridin intermediate memiliki struktur yang sama dengan asam amino, dan dapat digunakan secara luas di bidang medis, terutama sebagai penghambat deacetylase fragmen siklik peptida sementara sebagai analog FK228. Rincian ditunjukkan seperti Figure 1 karena molekul memiliki struktur tetrapeptida siklik, kita membagi molekul menjadi tiga fragmen yang berbeda dan kemudian terhubung ujungnya dengan ikatan peptida atau ikatan ester. Melalui retrosynthesis, molekul dapat dibagi menjadi tiga bagian yang berbeda seperti di tunjukkan pada figure 2 dengan memecah ikatan amida dan satu ikatan ester.






Domain seng dan linker dapat disintesis dengan fragmen 1. Cincin menjadi kunci antara sintesis total molekul DCE-3529415


Rincian ditunjukan pada Figure 3. Desain struktur majemuk.





  
Tentang utama dalam sintesis meliputi kontruksi asimetris unit asam heptenoat hidroksil merkapto, cincin depsipeptida siklik beranggota 16 itu sendiri (yaitu empat asam amino dan asam hidroksil merkapto heptenoat), dan kopling oksidatif intramolekul dari bagian tiol untuk menghasilkan bentuk prodrug stabil dari molekul. Dengan menggunakan metode ini, Wen et al. memanfaatkan laktamisasi sebagai jalur alternatif untuk siklisasi pada tahun 2008. Yurek-George et al. meneliti pentingnya beberapa ciri struktur romidepsin. Untuk fragmen 3, sebagai bekas ikatan amida, molekul dapat di bagi menjadi 2 bagian, satu adalah treonin. Hidroksil dari treonin dapat bereaksi dengan MsCI dan kemudian dikeluarkan oleh DABCO, sehingga ikatan rangkap dapat terbentuk.


Rincian ditunjukan pada Figure 4.


 
  

Yang lainnya adalah asam amino yang analog dengan cincin piridin. Kunci untuk asam amino analog adalah mengenalkan gugus fungsi karboksil dan amino sintetis. Jadi kita memilih 2,6-dimetilpiridin sebagai bahan baku. Bereaksi dengan KMnO4 satu metil 2,6-dimetilpiridin dapat dioksidasi menjadi karboksil dan metil lainya bisa tetap sama. Kemudian metil dapat di pindahkan ke benzil yang bereaksi dengan NBS melalui reaksi radikal yang merupakan bahan reaksi Gabriel pada langkah selajutnya untuk mengubah benzil menjadi amino.

Rincian ditunjukkan pada Figure 5.


Hasil dan Analisis

Mereka membandingkan struktur FK228 dan Largazole, dan merancang mensintesis beberapa senyawa. Struktur tetrapeptida siklik di domain pengenalan permukaan diubah dengan memperkenalkan asam amino yang mengandung cincin piridin untuk kontak lebih penuh dengan permukaan dan enzim
Melalui analisis Retrosynthesis intermediate farmasi piridin dirancang dan disintesis. Piridin intermediate memiliki struktur yang sama dengan asam amino, dapat digunakan secara luas di bidang medis, terutama sebagi penghambat deakeetylase fragmen siklik peptida sementara sebagai analog FK228.

Saran karena memiliki struktur yang sama dengan asam amino dan dapat digunakan secara luas di bidang medis dan ini memiliki implikasi penting untuk sintesis analog dari FK228 dan pengembangan obat-obat baru.



Health-Related Quality of Life of Patients with HPV-Related Cancers in Indonesia Didik Setiawan, PhD1,2,*, Arrum Dusafitri, BPharm2, Gi...