37.9. Разработка антидота для лечения отравлений органическими фосфатами

Ацетилхолинэстеразу, ингибированную органическими фторфосфатами типа ДИФФ, можно реактивировать производными гидроксиламина При разработке антидота исходили из обнаруженного Ирвином Уилсоном (Irvin Wilson) факта, что гидроксиламин высвобождает фосфорильную группу, присоединенную к сериновому остатку ингибированного фермента, и тем самым реактивирует его (рис. 37.16). Задача состояла в том, чтобы приспособить эту реакцию для клинического использования. Однако гидроксиламин нельзя использовать in vivo, поскольку в тех высоких концентрациях, которые необходимы для реактивации ацетилхолинэстеразы, ингибированной ДИФФ, он токсичен. Выбранный Уилсоном подход состоял в том, чтобы найти соединение, обладающее реакционной способностью гидроксиламина, но со специфичностью и очень высоким сродством к ацетилхолинэстеразе. Относительно фермента было известно, что на нем есть анионный участок для связывания положительно заряженного остатка холина в ацетилхолине, и потому представлялось целесообразным синтезировать производное гидроксиламина, содержащее четвертичную аммониевую группу. Возникал, однако, вопрос, где должен стоять заместитель: при атоме кислорода или азота гидроксиламина? Было обнаружено, что -метилгидроксиламин

лишен способности реактивировать фермент, тогда как N-метилгидроксиламин обладал такой активностью. Гидроксильная группа реактиватора не может быть замещена, поскольку именно анионная форма соединения атакует атом фосфора в ингибированном ферменте.

Следующий и основной этап состоял в том, чтобы поместить четвертичную

аммониевую группу на необходимом расстоянии от нуклеофильного атома кислорода. Более того, требовалось, чтобы по своей ориентации эти группы были комплементарны анионному участку и атому фосфора в ингибированном ферменте.

В качестве реактиваторов были испробованы многочисленные соединения, содержащие четвертичную аммониевую группу и гидроксиламинную функцию. Наиболее

(см. скан)

эффективным среди них оказался 2-пиридинальдоксимметиодид (ПАМ). Это соединение обладает устойчивой геометрией благодаря двойной связи в оксиме, которая способствует удержанию атома кислорода в плоскости кольца.

ПАМ реактивирует ингибированную ДИФФ ацетилхолинэстеразу в принципе по тому же механизму, что и гидроксиламин. Однако по эффективности соответствует гидроксиламина. Такое повышение эффективности в 1000000 раз позволяет использовать ПАМ для лечения отравлений органическими фосфатами. Удивительная эффективность ПАМ обусловлена оптимальным расположением четвертичной аммониевой группы по отношению к нуклеофильному атому кислорода. Разработка этого препарата явилась вехой в развитии рационального подхода к синтезу лекарственных препаратов.