Synthesis and Biological Properties of Pyridoxine Derivatives Containing 1,3-Oxazolidine-2-one Fragments

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A library of 11 pyridoxine derivatives with 1,3-oxazolidin-2-one fragments in positions 2, 5, and 6 was synthesized. Studies of the antibacterial activity of the obtained compounds on 6 reference and 6 clinical strains of Gram-positive bacteria and cytotoxicity against conditionally normal human cells in vitro revealed a highly active and low-toxicity lead compound containing a 1,3-oxazolidin-2-one fragment in position 5 of pyridoxine. Further in-depth studies of this compound against bacterial biofilms of S. aureus and E. faccium demonstrated comparable and, in some cases, superior efficacy to the drug linezolid. At the same time, unlike linezolid, the lead compound does not exhibit a mutagenic effect in the Ames test and is highly safe when administered intragastrically to mice (LD50 >2000 mg/kg).

About the authors

A. S Akchurin

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

N. V Shtyrlin

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

S. V Sapozhnikov

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

E. S Bulatova

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

M. N Agafonova

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

T. R Azmetov

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

R. M Vafina

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

A. R Kayumov

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

E. Yu Trizna

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

D. R Baidamshina

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

M. N Mansurova

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

D. Yu Grishaev

Kazan (Volga Region) Federal University

Russia, Kazan

Yu. G Shtyrlin

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: Yurii.Shtyrlin@kpfu.ru
Russia, Kazan

References

  1. Jampilek J. // Curr. Med. Chem. 2018. V. 25. P. 4972–5006.https://doi.org/10.2174/0929867324666170918122633
  2. Ayukekbong J.A., Ntemgwa M., Atabe A.N. // ARIC.2017. V. 6. P. 1–8.https://doi.org/10.1186/s13756-017-0287-8
  3. Munita J.M., Bayer A.S., Arias C.A. // Clin. Infect. Dis. 2015. V. 61. P.48–57. https://doi.org/10.1093/cid/civ523
  4. Pendelton J.N., Gorman S.P., Gilmore B.F. // Exp. Rev. Anti-infective Therapy. 2013. V. 11. P. 297–308.https://doi.org/10.1586/eri.13.12
  5. Brickner S.J. // Curr. Pharm. Des. 1996. V. 2. P. 175–194.
  6. Zhao Q., Xin L., Liu Y., Liang C., Li J., Jian Y.,Li H., Shi Z., Liu H., Cao W. // J. Med. Chem. 2021.V. 64. P. 10557–10580.https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.1c00480
  7. Diekema D. J., Jones R. N. // Lancet. 2001. V. 358.P. 1975–1982.https://doi.org/10.1016/s0140-6736(01)06964-1
  8. Foti C., Piperno A., Scala A., Giuffrè O. // Molecules.2021. V. 26. P. 4280.https://doi.org/10.3390/molecules26144280
  9. Wilson D.N., Schluenzen F., Harms J.M., Starosta A.L., Connell S.R., Fucini P. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008. V. 105. P. 13339–13344. https://doi.org/10.1073/pnas.0804276105
  10. Ippolito J.A., Kanyo Z.F., Wang D., Franceschi F.J., Moore P.B., Steitz T.A., Duffy E.M. // J. Med. Chem. 2008. V. 51, 3353–3356. https://doi.org/10.1021/jm800379d
  11. Cui Y., Dang Y., Yang Y., Zhang S., Ji R. // Eur. J. Med. Chem. 2005. V. 40. P. 209–214. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2004.10.012
  12. Sadowy E. // Plasmid. 2018. V. 99. P. 89–98. https://doi.org/10.1016/j.plasmid.2018.09.011
  13. Stefani S., Bongiorno D., Mongelli G., Campanile F. // Pharmaceuticals. 2010. V. 3. P. 1988–2006. https://doi.org/10.3390/ph3071988
  14. Auckland C., Teare L., Cooke F., Kaufmann M.E., Warner M., Jones G., Bamford K., Ayles H., Johnson A.P. // J.Antimicrob. Chemother. 2002. V. 50. P. 743–746. https://doi.org/10.1093/jac/dkf246
  15. Tsiodras S., Gold H.S., Sakoulas G., Eliopoulos G.M., Wennersten C., Venkataraman L., Moellering R.C., Ferraro M.J. // Lancet. 2001. V. 358. P. 207–208. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(01)05410-1
  16. Beekmann S.E., Gilbert D.N., Polgreen P.M. // Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2008. V. 62. P. 407–410. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2008.08.009
  17. Bozdogan B., Appelbaum P.C. // Int. J. Antimicrob. Agents. 2004. V. 23. P. 113–119. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2003.11.003
  18. Shaw K.J., Barbachyn M.R. // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2011. V. 1241. P. 48–70. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2011.06330.x
  19. Gras J. // Drugs of Today. 2014. V. 50. P. 729–737. https://doi.org/10.1358/dot.2014.50.11.2233783
  20. Hoy S.M. // Drugs. 2021. V. 81. P. 1587–1591. https://doi.org/10.1007/s40265-021-01576-0
  21. Yuan S., Shen D.-D., Bai Y.-R, Zhang M., Zhou T., Sun C., Zhou L., Wang S.-Q., Liu H.-M. // Eur. J. Med. Chem. 2023. V. 250. P. 115239. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2023.115239
  22. Antibacterial agents in clinical and preclinical development https://iris.who.int/bitstream/handle/10665/376944/-9789240094000-eng.pdf
  23. Selvakumar N., Srinivas D., Khera M.K., Kumar M.S., Mamidi R.N.V.S, Sarnaik H., Charavaryamath C., Rao B.S., Raheem M.A., Das J., Iqbal J., Rajagopalan R. // J. Med. Chem. 2002. V. 45. P. 3953–3962. https://doi.org/10.1021/jm020092y
  24. Gravestock M.B., Acton D.G., Betts M.J., Dennis M., Hatter G., McGregor A., Swain M.L., Wilson R.G., Woods L., Wookey A. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003. V. 13. P. 4179–4186. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2003.07.033
  25. Phillips O.A., Sharaf L.H. // Expert Opin. Ther. Pat. 2016. V. 26. P. 591–605. https://doi.org/10.1517/13543776.2016.1168807
  26. Jiang J., Hou Y., Duan M., Wang B., Wu Y., Ding X., Zhao Y. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2021. V. 32. P. 127660. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2020.127660
  27. Yang T., Chen G., Sang Z., Liu Y., Yang X., Chang Y., Long H., Ang W., Tang J., Wang Z., Li G., Yang S., Zhang J., Wei Y., Luo Y. // J. Med. Chem. 2015. V. 58. P. 6389–6409. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5b00152
  28. Genin M.J., Allwine D.A., Anderson D.J., Barbachyn M.R., Emmert D.E., Garmon S.A., Graber D.R., Grega K.C., Hester J.B., Hutchinson D.K., Morris J., Reischer R.J., Ford C.W., Zurenko G.E., Hamel J.C., Schaadt R.D., Stapert D., Yagi B.H. // J. Med. Chem. 2000. V. 43. P. 953–970. https://doi.org/10.1021/jm990373e
  29. Srivastva B.K., Jain M.R., Solanki M., Soni R., Valani D., Gupta S., Mishra B., Takale V., Kapadnis P., Patel H., Pandya P., Patel J.Z., Patel P.R. // Eur. J. Med. Chem. 2008. V. 43. P. 683–693. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2007.05.003
  30. Gordeev M. F., Hackbarth C., Barbachyn M.R., Banitt L.S., Gage J.R., Luehr G.W., Gomez M., Trias J., Morin S.E., Zurenko G.E., Parker C.N., Evans J.M., White R.J., Patel D.V. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003. V. 13. P. 4213–4216. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2003.07.021
  31. Fan H., Xu G., Chen Y., Jiang Z., Zhang S., Yang Y., Ji R. // Eur. J. Med. Chem. 2007. V. 42. P. 1137–1143. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2007.01.012
  32. Химия пиридоксина в разработке лекарственных средств / Ю.Г. Штырлин, М.Н. Агафонова, О.В. Бондарь, К.В. Балакин, Р.М. Хазиев, Р.Р. Казакова, С.В. Сапожников, А.Д. Стрельник, М.В. Пугачев, Н.В. Штырлин. Казань: Изд-во Казанского университета, 2022. 164 с.
  33. Pugachev M. V., Shtyrlin N. V., Sysoeva L.P., Nikitina E. V., Abdullin T.I., Iksanova A.G., Ilaeva A.A., Musin R.Z., Berdnikov E.A., Shtyrlin Y.G. // Bioorg. Med. Chem. 2013. V. 21. P. 4388–4395. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2013.04.051
  34. Shtyrlin N.V., Kayumov A.R., Agafonova M.N., Garipov M.R., Gatina A.E., Pugachev M.V., Bulatova E.S., Grishaev D.Y., Iksanova A.G., Khaziev R.M., Ganiev I.M., Aimaletdinov A.M., Gnezdilov O.I., Shtyrlin Y.G. // Eur. J. Med. Chem. 2023. V. 261. P. 115798. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2023.115798
  35. Штырлин Н.В., Лисовская С.А., Сапожников С.В., Иксанова А.Г., Аймалетдинов А.М., Валиуллин Л.Р., Балакин К.В., Штырлин Ю.Г. // Изв. АН. Сер. хим. 2025. Т. 74. № 4. С. 1106–1119.
  36. Shtyrlin N.V., Sapozhnikov S.V., Nikitina E.V., Iksanova A.G., Agafonova M.N., Kayumov A.R., Bulatova E.S., Kazakova R.R., Vafina R.M., Pugachev M.V., Gatina A.E., Shtyrlin V.G., Balakin K.V., Shtyrlin Y.G. // Rus. J. Gen. Chem. 2024. V. 94. P. 1879–1904. https://doi.org/10.1134/s1070363224080012
  37. Штырлин Ю.Г., Штырлин Н.В., Пугачев М.В., Павельев Р.С., Иксанова А.Г., Никитина Е.В., Дзюркевич М.С. // Патент RU2636751C1, 2017.
  38. Штырлин Ю.Г., Штырлин Н.В., Стрельник А.Д., Сапожников С.В., Иксанова А.Г., Казакова Р.Р., Агафонова М.Н. // Патент RU2641309C1, 2018.
  39. Штырлин Ю.Г., Штырлин Н.В., Сапожников С.В., Иксанова А.Г., Никитина Е.В., Казакова Р.Р., Лисовская С.А. // Патент RU2666544C1, 2018.
  40. Shtyrlin N.V., Vafina R.M., Pugachev M.V., Khaziev R.M., Nikitina Е.V., Zeldi M.I., Iksanova A.G., Shtyrlin Y.G. // Russ. Chem. Bull. 2016. V. 65. P. 537–545. https://doi.org/10.1007/s11172-016-1334-y
  41. Shtyrlin N.V., Dobrynin A.B., Madzhidov T.I., Pugachev M.V., Sysoeva L.P., Musin R.Z., Litvinov I.A., Klimovitskii E.N., Shtyrlin Y.G. // Russ. J. Org. Chem. 2011. V. 47. P. 100–108. https://doi.org/10.1134/S107042801101012X
  42. Iwata M., Kuzuhara H., Emoto S.// Chem. Lett. 1976. V. 5. P. 17–18. https://doi.org/10.1246/cl.1976.17
  43. Khaziev R., Shtyrlin N., Pavelyev R., Nigmatullin R., Gabbasova R., Grishaev D., Shtro A., Galochkina A., Nikolaeva Y., Vinogradova T., Manicheva O., Dogonadze M., Gnezdilov O., Sokolovich E., Yablonskiy P., Balakin K., Shtyrlin Y. / Lett. Drug Des. Disc. 2019. V. 16. P. 1360–1369. https://doi.org/10.2174/1570180816666190911150705
  44. Bacterial pathogens of public health importance to guide research, development and strategies to prevent and control antimicrobial resistance. https://www.who.int/publications/i/item/9789240093461
  45. AMRmap - онлайн-платформа анализа данных резистентности к антимикробным препаратам в России. https://amrmap.ru/
  46. Flemming, H.-C., Wingender J., Szewzyk U., Steinberg P., Rice S.A., Kjelleberg S. // Nat. Rev. Microbiol. 2016. V. 14. P. 563–575. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2016.94
  47. ГОСТ 12.1.007-76. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности https://rustestm.ru/wp-content/uploads/2021/10/gost-12-1-007-76-vrednye-veshchestva-klassifikaciya-iobshchie-trebovaniya.pdf
  48. СГС – Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ. https://cwm.unitar.org/publications/publications/cw/ghs/GHS_Companion_Guide_final_June2010_RUS.pdf
  49. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам (Методические указания МУК 4.2.1890-04) / Москва: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 91 с.
  50. Herigstad B., Hamilton M., Heersink J. // J. Microbiol. Methods. 2001. V. 44. P. 121–129. https://doi.org/10.1016/S0167-7012(00)00241-4
  51. Mortelmans, K., Zeiger E. // Mutat. Res. 2000. V. 455. P. 29–60. https://doi.org/10.1016/S0027-5107(00)00064-6

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).