Design, synthesis and biological evaluation of betulin-3-yl 2-amino-2-deoxy-β-D-glycopyranosides

Henryk Myszka , Daria Grzywacz , Magdalena Zdrowowicz , Paulina Spisz , Kamila Butowska , Janusz Rak , Jacek Piosik , Maciej Jaśkiewicz , Wojciech Kamysz , Beata Liberek

Abstract

Betulin is a natural pentacyclic triterpenoid, possessing a lupane-structure, with a wide range of pharmacological activities. Its weak hydrosolubility hinders the biological activity of the compound and its derivatives. To circumvent this problem, we synthesized and tested in vitro three d-glycosaminosides of betulin. The structure of betulin was modified by incorporation of 2-amino-2-deoxy-d-gluco- and -d-galactopyranosyl moieties to its C-3 position. So far betulinyl glycosides containing these amino-sugars have not been reported in the literature. The structure of the studied derivatives was confirmed by 1H and 13C NMR spectroscopy as well as mass spectrometry. The 28-O-acetylbetulin-3-yl 2-amino-2-deoxy-β-d-glucopyranoside and betulin-3-yl 2-amino-2-deoxy-β-d-gluco- and β-d-galactopyranoside were tested against the human pathogenic fungi and Gram-positive and Gram-negative bacteria. Moreover, the MTT assay of their cytotoxicity was performed on the MCF-7 breast cancer cell line and on the HDFa, human dermal fibroblasts. The Ames test on mutagenic properties completed our biological assays.
Author Henryk Myszka (FCh / DOCh / LG)
Henryk Myszka,,
- Laboratory of Glycochemistry
, Daria Grzywacz (FCh / DOCh / LG)
Daria Grzywacz,,
- Laboratory of Glycochemistry
, Magdalena Zdrowowicz (FCh / DPCh / LBS)
Magdalena Zdrowowicz,,
- Laboratory of Biological Sensitizers
, Paulina Spisz (FCh / DPCh / LBS)
Paulina Spisz,,
- Laboratory of Biological Sensitizers
, Kamila Butowska (IFB)
Kamila Butowska ,,
- Intercollegiate Faculty of Biotechnology UG
, Janusz Rak (FCh / DPCh / LBS)
Janusz Rak,,
- Laboratory of Biological Sensitizers
, Jacek Piosik (IFB / M020 / DMCB)
Jacek Piosik,,
- Department of Molecular and Cellular Biology
, Maciej Jaśkiewicz
Maciej Jaśkiewicz,,
-
, Wojciech Kamysz
Wojciech Kamysz,,
-
, Beata Liberek (FCh / DOCh / LG)
Beata Liberek,,
- Laboratory of Glycochemistry
Journal seriesBioorganic Chemistry, ISSN 0045-2068, e-ISSN 1090-2120, (N/A 100 pkt)
Issue year2020
Vol96
Pages1-7
Publication size in sheets0.5
Article number103568
Keywords in Polishsaponiny, betulina, D-glukozamina, D-galaktozamina, test Amesa, cytotoksyczność, aktywność przeciwdrobnoustrojowa
Keywords in Englishsaponin, betulin, d-glucosamine, d-galactosamine, cytotoxicity, Ames test, antimicrobial activity
ASJC Classification1303 Biochemistry; 1312 Molecular Biology; 3002 Drug Discovery; 1605 Organic Chemistry
Abstract in PolishBetulina to naturalny pentacykliczny triterpenoid o strukturze lupanu wykazujący szeroki zakres działania farmakologicznego. Jego słaba rozpuszczalność w wodzie stanowi przeszkodę we właściwej ocenie aktywności biologicznej tego związku i jego pochodnych. By rozwiązać ten problem postanowiliśmy zsyntetyzować i przetestować in vitro trzy D-glikozaminozydy betuliny. Struktura betuliny została zmodyfikowana poprzez przyłączenie do grupy OH przy atomie węgla C-3 reszty 2-amino-2-deoksy-D-gluko- i -D-galaktopiranozy. Dotychczas tego typu glikozydy betuliny nie zostały otrzymane i nie są znane w literaturze. Budowa glikozydów została ustalona na podstawie widm 1H i 13C NMR oraz spektrometrii mas. 28-O-acetylo-betulino-3-yl 2-amino-2-deoksy-β-D-glukopiranozyd oraz betulino-3-yl-2-amino-2-deoksy-β-D-gluko- i β-D-galaktopiranozyd zostały przetestowane na chorobotwórczych grzybach gatunku Candida oraz wybranych szczepach bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych. Ponadto została określona cytotoksyczność trzech glikozydów (test MTT) wobec linii komórek raka piersi MCF-7 oraz linii ludzkich skórnych fibroblastów HDFa. Dodatkowo został wykonany test Amesa pozwalający ocenić mutagenność zsyntezowanych glikozaminozydów.
DOIDOI:10.1016/j.bioorg.2020.103568
URL https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2020.103568
Languageen angielski
Score (nominal)100
Score sourcejournalList
ScoreMinisterial score = 100.0, 28-04-2020, ArticleFromJournal
Publication indicators WoS Citations = 0; Scopus SNIP (Source Normalised Impact per Paper): 2018 = 1.21; WoS Impact Factor: 2018 = 3.926 (2) - 2018=3.625 (5)
Citation count*
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?