Abstract
Synthetic approaches to the design of new multitarget agents for the treatment of neurodegenerative diseases are surveyed. These approaches are based on the conjugation of the pharmacophoric indole, phenothiazine, and aminoadamantane moieties via 1-oxopropylene and 2-hydroxypropylene spacers using reactions of acrylate- and epoxide-containing pharmacophores with tetrahydro-γ-carbolines, cycloalkaneindoles, carbazoles, and aminoadamantanes. The review considers data on biological activity of the compounds assessed within a complex screening system. This system includes neurotransmitter targets associated with cognitive compensation, such as cholinesterases and glutamate receptors, mitochondria, the influence on which can provide neuroprotective effects, and microtubules, the stabilization of which leads to the improvement of axonal transport. The ability of the compounds to act as free-radical scavengers was evaluated. Types of polypharmacophoric compounds promising for further development are proposed.
Similar content being viewed by others
References
M. Singh, M. Kaur, N. Chadha, O. Silakari, Mol. Divers., 2016, 20,271.
S. O. Bachurin, Vopr. med. khimii [Probl. Med. Chem.], 2001, 47, 155 (in Russian).
S. O. Bachurin, Neirodegenerativnye bolezni i starenie [Neurodegenerative Diseases and Aging], Moscow, 2001, 399 (in Russian).
M. B. Youdim, Exp. Neurobiol., 2010, 19,1.
M. S. Kukharskii, R. K. Ovchinnikov, S. O. Bachurin, Zh. Nevrologii Psikhiatrii im. S. S. Korsakova [Korsakov J. Neurology Psychiatry], 2015, 115, 103 (in Russian).
S. O. Bachurin, Zh. Nevrologii Psikhiatrii im. S. S. Korsakova [Korsakov J. Neurology Psychiatry], 2016, 116, 77 (in Russian).
A. Ustyugov, E. Shevtsova, G. E. Barreto, G. V. Ashrat, S. O. Bachurin, G. Aliev, Curr. Med. Chem., 2016, 23,1.
V. I. Skvortsova, S. O. Bachurin, O. D. Razinskaya, A. P. Smirnov, E. A. Kovrazhkina, K. I. Pochigaeva, N. N. Ninkina, T. A. Shelkovnikova, A. A. Ustyugov, Zh. Nevrologii Psikhiatrii im. S. S. Korsakova [Korsakov J. Neurology Psychiatry], 2011, 2, 4 (in Russian).
V. V. Grigoriev, A. N. Proshin, A. S. Kinzirsky, S. O. Bachurin, Russ. Chem. Rev., 2009, 78,485.
S. O. Bachurin, E. V. Bovina, A. A. Ustyugov, Med. Res. Rev., 2017, 37(5), 1186.
R. S. Doody, S. I. Gavrilova, M. Sano, R. G. Thomas, P. S. Aisen, S. O. Bachurin, L. Seely, D. Hung, Lancet, 2008, 372,207.
S. O. Bachurin, A. A. Ustyugov, O. Peters, T. A. Shelkovnikova, V. L. Bukhman, N. N. Ninkina, Dokl. Chem. (Engl. Transl.), 2009.
Pat. RF 2490268; Byul. Izobret. [Inventor Bull.], 2013, No. 23 (in Russian).
O. M. Peters, N. Connor-Robson, V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, M. S. Kukharsky, S. O. Bachurin, N. N. Ninkina, V. L. Buchman, J. Alzheimer´s Dis., 2013, 33, 1041.
N. V. Sokolova, V. G. Nenajdenko, V. B. Sokolov, D. V. Vinogradova, E. F. Shevtsova, L. G. Dubova, S. O. Bachurin, Beilstein J. Org. Chem., 2014, 10,155.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, S. O. Bachurin, Russ. J. Gen. Chem. (Engl. Transl.), 2014, 84, 1694.
Pat. RF 2529899; Byul. Izobret. [Inventor Bull.], 2014, No. 28 (in Russian).
Pat. RF 2530881; Byul. Izobret. [Inventor Bull.], 2014, No. 29 (in Russian).
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. A. Epishina, T. V. Goreva, V. V. Grigoriev, A. V. Gabrel´yan, S. O. Bachurin, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2015, 64,718.
G. F. Makhaeva, V. B. Sokolov, E. F. Shevtsova, N. V. Kovaleva, S. V. Lushchekina, N. P. Boltneva, E. V. Rudakova, A. Yu. Aksinenko, P. N. Shevtsov, M. E. Neganova, L. G. Dubova, S. O. Bachurin, Pure Appl. Chem., 2017, 89, 1167.
S. O. Bachurin, V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. A. Epishina, T. V. Goreva, A. V. Gabrel´yan, V. V. Grigoriev, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2015, 64, 1354.
G. F. Makhaeva, S. V. Lushchekina, N. P. Boltneva, V. B. Sokolov, V. V. Grigoriev, O. G. Serebryakova, E. A. Vikhareva, A. Yu. Aksinenko, G. E. Barreto, S. O. Bachurin, G. Aliev, Sci. Rep., 2015, 5, 13164.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, V. V. Grigoriev, S. O. Bachurin, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2013, 62,199.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. A. Epishina, T. V. Goreva, V. V. Grigor´ev, V. L. Zamoiskii, A. V. Gabrel´yan, S. O. Bachurin, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2013, 62,568.
S. O. Bachurin, D. V. Vinogradova, E. F. Shevtsova, T. V. Goreva, T. A. Epishina, A. Yu. Aksinenko, V. B. Sokolov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2013, 62,816.
S. O. Bachurin, V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. A. Epishina, T. V. Goreva, V. V. Grigor´ev, V. L. Zamoiskii, A. V. Gabrel´yan, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2013, 62, 2438.aaa
Pat. RF 2608731; Byul. Izobret. [Inventor Bull.], 2017, No. 3 (in Russian).
Pat. RF 2608737; Byul. Izobret. [Inventor Bull.], 2017, No. 3 (in Russian).
S. O. Bachurin, E. F. Shevtsova, G. F. Makhaeva, V. V. Grigoriev, N. P. Boltneva, N. V. Kovaleva, S. V. Lushchekina, P. N. Shevtsov, M. E. Neganova, O. M. Redkozubova, E. V. Bovina, A. V. Gabrelyan, V. P. Fisenko, V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, V. Echeverria, G. E. Barreto, G. Aliev, Sci. Rep., 2017, 7, 45627.
J. Chang-Fong, J. B. Rangisetty, M. Dukat, V. Setola, T. Raffay, B. Roth, R. F. Glennon, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2004, 14, 1961.
R. Czerwonka, K. R. Reddy, E. B. Knolker, Chem. Commun., 2006,711.
T. Kimura, J. Hosokawa-Muto, K. Asamib, T. Muraib, K. Kuwata, Eur. J. Med. Chem., 2011, 46, 5675.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. A. Epishina, T. V. Goreva, A. V. Gabrel´yan, O. A. Dranyi, V. V. Grigor´ev, S. O. Bachurin, Russ. J. Gen. Chem. (Engl. Transl.), 2015, 85, 1452.
N. S. Nikolaeva, V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, R. K. Ovchinnikov, S. O. Bachurin, A. S. Kinzirskii, Bull. Exp. Biol. Med. (Engl. Transl.), 2016, 160,455.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, N. S. Nikolaeva, V. V. Grigor´ev, A. S. Kinzirsky, S. O. Bachurin, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2014, 63, 1137.
M. Bashir, A. Bano, A. S. Ijaz, B. A. Chaudhary, Molecules, 2015, 20, 13496.
K. S. MacMillan, J. Naidoo, J. Liang, L. Melito, N. S. Williams, L. Morlock, P. J. Huntington, S. J. Estill, J. Longgood, G. L. Becker, S. L. McKnight, A. A. Pieper, J. K. De Brabander, J. M. Ready, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 1428.
A. A. Pieper, S. Xie, E. Capota, S. J. Estill, J. Zhong, J. M. Long, G. L. Becker, P. Huntington, S. E. Goldman, C. H. Shen, M. Capota, J. K. Britt, T. Kotti, K. Ure, D. J. Brat, N. S. Williams, K. S. MacMillan, J. Naidoo, L. Melito, J. Hsieh, J. K. De Brabander, J. M. Ready, McKnight, Cell., 2010, 142,39.
J. L. Dominiguez, F. Fernendez-Nieto, M. Castro, M. Catto, M. R. Paleo, S. Porto, F. J. Sardina, J. M. Brea, A. Carotti, M. C. Villaverde, F. J. Sussman, Chem. Inf. Model., 2015, 55,135.
M. Ymashita, T. Nonaka, T. Arai, F. Kametani, V. Buchman, N. Ninkina, S. O. Bachurin, H. Akiyama, M. Goedert, M. Hasegawa, FEBS Lett., 2009, 583, 2419.
R. S. Doody, P. N. Tariot, E. Pfeiffer, J. T. Olin, S. M. Graham, Alzheimers Dement., 2007, 3,7.
E. Simoni, S. Daniele, G. Bottegoni, D. Pizzirani, M. L. Trincavelli, L. Goldoni, G. Tarozzo, A. Reggiani, C. Martini, D. Piomelli, J. Med. Chem., 2012, 55, 9708.
S. A. Lipton, Nat. Rev. Drug Discov., 2006, 5,160.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. V. Goreva, T. A. Epishina, V. V. Grigor´ev, A. V. Gabrel´yan, D. V. Vinogradova, M. E. Neganova, E. F. Shevtsova, S. O. Bachurin, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2016, 65, 1354.
W. Danysz, C. G. Parsons, Br. J. Pharmacol., 2012, 167, 324.aaa
N. N. Lermontova, N. V. Lukoyanov, T. P. Serkova, E. A. Lukoyanova, S. O. Bachurin, Byul. Eksp. Biol. Med. [Bull. Exp. Biol. Med.], 2000, 129, 642 (in Russian).
A. T. van der Ven, J. C. Pape, D. Hermann, R. Schloesser, J. Genius, N. Fischer, R. Mößner, N. Scherbaum, J. Wiltfang, D. Rujescu, J. Benninghoff, J. Alzheimers Dis., 2017, 57,531.
S. Matsunaga, T. Kishi, N. Iwata, PLoS One, 2015, 10, e0123289.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. A. Epishina, T. V. Goreva, Russ. J. Gen. Chem. (Engl. Transl.), 2016, 86, 1028.
L. G. Tsurkan, M. J. Hatfield, C. C. Edwards, J. L. Hyatt, P. M. Potter, Chem. Biol. Interact., 2013, 203,226.
G. F. Makhaeva, E. V. Radchenko, V. A. Palyulin, E. V. Rudakova, A. Yu. Aksinenko, V. B. Sokolov, N. S. Zefirov, R. J. Richardson, Chem. Biol. Interact., 2013, 203,231.
G. F. Makhaeva, E. V. Rudakova, O. G. Serebryakova, A. Yu. Aksinenko, S. V. Lushchekina, S. O. Bachurin, R. J. Richardson, Chem. Biol. Interact., 2016, 259,332.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. V. Goreva, T. A. Epishina, L. G. Dubova, E. S. Dubrovskaya, S. G. Klochkov, P. N. Shevtsov, E. F. Shevtsova, S. O. Bachurin, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2016, 65, 2306.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. A. Epishina, T. V. Goreva, Russ. J. Gen. Chem. (Engl. Transl.), 2016, 86, 2394.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. A. Epishina, T. V. Goreva, Russ. J. Gen. Chem. (Engl. Transl.), 2016, 86, 1827.
V. B. Sokolov, A. Yu. Aksinenko, T. V. Goreva, T. A. Epishina, V. V. Grigor´ev, A. V. Gabrel´yan, D. V. Vinogradova, L. G. Dubova, P. N. Shevtsov, E. F. Shevtsova, S. O. Bachurin, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2016, 65, 1346.
J. Martinelli, G. Gugliotta, L. Tei, Org. Lett., 2012, 14, 716.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
Based on the Materials of the XX Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry (September 26—30, 2016, Ekaterinburg, Russia).
Published in Russian in Izvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya, No. 10, pp. 1821—1831, October, 2017.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Sokolov, V.B., Makhaeva, G.F., Aksinenko, A.Y. et al. Targeted synthesis and biological activity of polypharmacophoric agents for the treatment of neurodegenerative diseases. Russ Chem Bull 66, 1821–1831 (2017). https://doi.org/10.1007/s11172-017-1953-y
Received:
Revised:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11172-017-1953-y