Synthesis and characterisation of photo-labelled hydrazones derived from 3-acetylisoquinolines

Auf der Suche nach neuen Antitumorwirkstoffen wurde in unsere Arbeitsgruppe eine Reihe von 2-Benzazolylhydrazonderivaten als potentielle Antitumorwirkstoffe synthetisiert. Die neuen Verbindungen wurden am National Cancer Institute (NCI, USA) auf ihre Antitumoraktivität getestet. Ergebnisse dieser NCI-60 Tests bestätigten eine hohe Antitumoraktivität der neuen Hydrazone gegen Leukämie, sowie Lungen-, Kolon-, Ovarial-, Brustkrebszellinien. Aus den Untersuchungen am NCI gingen zwei Leitstrukturen (EPH135/EPH136, GI50= 0,012-0,144 M) hervor, welche besonders zytotoxisch waren. Parallel zu den in-vitro-Studien wurden die neuen chemischen Verbindungen verschiedenen biochemischen Tests zur Aufklärung des Wirkorts unterzogen (wie z. B. Inhibition des Enzyms Ribonukleotidreduktase, Inhibition der DNA-, RNA- und Proteinsynthese, Inhibition von in der Nukleotidsynthese involvierten Enzyme oder Inhibition mehrerer Tyrosinkinasen). Mittels biochemischer Untersuchungen ist es uns jedoch bislang nicht gelungen den molekularen Wirkort ausfindig zu machen, da keines der Testergebnisse positiv war. Ziel dieser Dissertation war es, die chemischen Grundlagen zu schaffen um den biochemischen Wirkmechanismus der Hydrazone aufzuklären zu können. Wäre der molekulare Wirkort bekannt, könnten Substanzen mit verbesserter Antitumoraktivität synthetisiert werden, es könnte so auch nach Verbindungen gescreent werden, welche direkt mit dem Target wechselwirken. Mit der Aufklärung des Wirkorts der 2-Benzazolylhydrazone, könnten diese für klinische Studien als potentielle Antitumorwirkstoffe zugänglich gemacht werden. Eine wichtige chemische Methode zur Identifizierung molekularer Targets in komplexen Proteinmischungen ist das Photo-affinity labelling (PAL). Im Zuge dieser Dissertation wurden neue, nicht radioaktive, PAL-proben zum Herausfischen von Proteinen, an die diese neuen Hydrazone binden, entwickelt. Es wurden dafür Aryl(trifluoromethyl)-diazirine und Arylazidoderivate als adäquate Photo-labels ausgewählt. In dieser Arbeit werden die Synthese der PAL-proben, die antiproliferative Aktivität der neuen Hydrazon-derivate (photo-gelabelt und ungelabelt), sowie Photostabilität und reaktivität der neuen chemischen Verbindungen beschrieben.In search of novel antitumor agents, our working group has synthesised a large series of 2-benzazolyhydrazones derived from -N-acyl heteroaromatics. These compounds exhibit antiproliferative activities in the low M to the nM range. Selected compounds were found to be effective proliferation inhibitors of leukaemia, colon, renal, and ovarian cancer cells in the NCI-60 cell disease oriented assay. In vivo antitumor studies further yielded two compounds (EPH135/EPH136) with significant antitumour activity. Systematic structural exploration of EPH135/EPH136 was conducted with the goal of obtaining more efficacious compounds featuring improved pharmacodynamics. The major drawback limiting the further advancement of these compounds as useful antitumour agents is that the mechanism by which they induce cell death in cancer cells is unknown. Identification of the molecular target will ease deciphering the mechanism of action of 2-benzazolyhydrazones. Photo-affinity-labelling represents a useful biochemical strategy for target identification in complex protein mixtures. This PhD thesis describes the development of novel non- radioactive photo-labelling probes, which can be used to fish out the cellular binding macromolecules of these novel anticancer agents. To conduct these studies aryl(trifluoromethyl)diazirine and aryl azido derivatives were chosen as suitable photo- labelling groups. The synthesis of the photo-affinity probes, their antiproliferative activity, and photo-reaction studies are described.vorgelegt von Sandra HoferInnsbruck, Univ., Diss., 2015OeBB(VLID)77977