Karbohidrat Esaslı 1,2,3-Triazol Ürünleri ve Biyolojik Aktiviteleri21

Sharpless ve araştırma grubu tarafından revize edilerek bilim dünyasına klik kimyası olarak tanıtılan ve literatüre kazandırılan ilk yayınlardan sonra klik kimyası, son yıllarda katlanarak büyüyen, son derece üretken bir çalışma alanına dönüşmüştür. 2005 yılında çalışma alanı hakkında yapılan literatür taramasında 100 civarı yayın ve 800 civarı atıf tespit edilmiş iken, 2008 yılında bu rakamlar 600'den fazla yayın ve 10.000'den fazla atıf olarak artış göstermiştir. Günümüzde ise, 9.12.2014 tarihli Web of Science^ bilimsel arama motoru ile yapılan literatür taramasında, "Click Chemistry" anahtar kelimesi kullanılması sonucunda 10.659 adet yayın ve yaklaşık 100.000 atıf bulunması, hala popülaritesini yitirmediği, aksine geniş bir çalışma alanına hitap etmesi (farmosötik bilimler, materyal bilimleri, polimer kimyası, biyoteknoloji) nedeni ile ilginin giderek arttığı yönünde izlenim vermektedir. Aynı arama motoru ile "Carbohydrate and click" terimlerinin birlikte taratılması sonucunda ise ilk makalesi 2004 yılında çıkan karbohidrat-triazol türevleri konusunda 529 adet yayın tespit edilmiş ve ilgili yayın ve atıf sayılarının yıllar bazında sürekli artan bir yönelim içerisinde olduğu görülmüştür. Söz konusu alanın multidisipliner kimya başlığı altında, sentez-biyolojik aktivite ilişkilendirmesi

sonucu da sınıflandırıldığı düşünüldüğünde karbohidratlar ile yapılan çalışmaların önemi çok daha iyi kavranarak bilim dünyası tarafından yadsınamaz bir ilgi odağı haline geldiği anlaşılmaktadır (Lahann, 2009).

Ferreira ve arkadaşları (2010), D-ksiloz, D-galaktoz, D-alloz ve D-riboz şekerlerinin farklı türevleri ile çeşitli alkin gruplarından sentezledikleri klik reaksiyonu bileşiklerini (20, 21), maltaz enzimine karşı -glukozidaz inhibisyon aktivite testlerine tabi tutmuş ve ribofuranozid türevlerinin kayda değer bir aktivite gösterdiğini (500 μM) belirtmişlerdir (Şekil 1.25).

Şekil 1.25. Ferreira ve arkadaşları tarafından sentezlenen biyolojik aktif bileşikler

Silva ve grubu (2009), çeşitli karbohidrat gruplarının azit türevleri ile benzil grubu içeren alkin grupları arasındaki klik reaksiyonu sonucu elde ettikleri 1,2,3-triazol bileşiklerini (22, 23)

in vitro olarak HIV virüsüne karşı aktivitesini denemişler ve kullandıkları referanslar karşısında

kayda değer bir sonuç almışlardır (Şekil 1.26).

Şekil 1.26. Silva ve grubu tarafından sentezlenen biyolojik aktif triazol bileşikleri

Carvalho ve arkadaşları (2010), galaktozun 1 numaralı ve 6 numaralı karbonlarına ayrı ayrı azit grupları takmışlar ve farklı alkin grupları kullanarak çok sayıda triazol türevi (24, 25)

elde etmişlerdir. Bu bileşiklerin aktivite testlerinde yüksek tripanosidal aktivite gösterdikleri sonucuna varmışlardır (Şekil 1.27).

Şekil 1.27. Carvalho ve arkadaşları tarafından sentezlenen biyolojik aktif triazol bileşikleri

Campo ve arkadaşları (2012), azido -galaktoz, -glukoz ve -guloz şekerlerini ve alkin esaslı 2-propinil-sialik asit türevlerini kullanarak klik reaksiyonu gerçekleştirmişler ve elde ettikleri triazol bileşiklerinin (26, 27), Trypanosoma cruzi parazitine karşı ileride yapılacak modifikasyonlar için temel oluşturacak inhibitör aktiviteye (IC50 260 μM) sahip olduğunu tespit etmişlerdir (Şekil 1.28).

Şekil 1.28. Campo ve arkadaşları tarafından sentezlenen biyolojik aktif bileşikler

Rocha ve arkadaşları, 2011 yılında yayımladıkları makalede, D-glukoz'dan yola çıkarak çok basamaklı reaksiyon dizisi sonucu 1,2-O-izopropiliden-3-C-phenyl-5-azido--D-ribofuranoz bileşiğini elde etmişler ve bir seri aromatik, alifatik alkin bileşiği ile kombinasyonlarını yaparak on adet 1,4-disübstitüe 1,2,3-triazol bileşiği elde etmişlerdir. Söz konusu bileşikleri (28, 29), -glukozidaz inhibisyon testine tabi tutan çalışma grubu, dokuz bileşiğin akarboz standartına göre düşük aktivite gösterdiğini, ancak alkin grubu olarak fenilasetilen'in kullanılarak sentezlenen triazol ürününün ise standart ile eşdeğer aktivite gösterdiğini rapor etmişlerdir (Şekil 1.29).

Şekil 1.29. Rocha ve grubunun sentezlediği biyolojik aktif triazol-riboz türleri

Xavier ve grubu (2011), karboksimetil lakton glikozitlerden yola çıkarak çok basamaklı bir reaksiyon serisi sonucunda glukozun ,β-konjugasyona sahip uloz türevlerini sentezlemişler

ve alkin türevi grubunu oluşturmuşlardır. Azit grubu olarak da alifatik ve aromatik azitler kullanan çalışma grubu, farklı kombinasyonlar ile in vitro sentezledikleri triazol bileşiklerini (30, 31) altı adet mikroorganizma ve iki adet fungi'ye karşı antimikrobiyel ve antifungal aktivite testlerini uygulamışlar ve glukozun  anomerine ait triazol ürünlerinin Bacillus cereus ve Bacillus subtilis mikroorganizmalarına karşı çok yüksek inhibisyon etki göstediğini, β anomerin ise iki fungal patojene karşı çok yüksek inhibisyon etki gösterdiğini tespit etmişlerdir (Şekil 1.30).

Şekil 1.30. Xavier ve grubu tarafından sentezlenen, antimikrobiyel aktif triazol-uloz bileşikleri

Yukarıda literatürden örneklerle desteklenen bilgilere göre, sentezlenen triazol türevlerinde, azit ve alkin türevlerinin bir arada bulunma kombinasyonları ve buna bağlı olarak aktiviteleri değişmekle birlikte, biyolojik aktivite açısından diğer bir önemli yapı da nükleobaz ve şeker yapılarının triazol halkasında bir arada bulunduğu türevlerdir.

1.2.5.3. 1,2,3-Triazol Halkası İçeren Nükleozitler

Nükleobazlar, tek halkalı (pirimidin) veya kaynaşık iki halkalı (pürin) yapıdaki, azot içerikli heterosiklik bileşikler olmakla beraber DNA ve RNA yapısını oluşturan nükleotitlerin en temel yapı birimi olan biyolojik moleküllerdir. Nükleotit; bir nükleobaz molekülü ile bir şeker ve

bir ya da daha fazla fosfat gruplarının birarada bulunması sonucu oluşan yapıya verilen isimdir (Şekil 1.31). Bu sebepten ötürü nükleotit bazları olarak da anılan nükleobazlar; modifiye

edilmeye uygun fonksiyonellikte olmaları, modifikasyon için kısa sentez basamakları gerektirmeleri ve kendilerinden türevlendirilmiş ürünlerin de fonksiyonel çok yönlülüğe sahip olması gibi avantajları nedeniyle nükleik asitlerin en çok modifiye edilen bölümlerini oluşturmaktadırlar (Peacock et al, 2010).

Şekil 1.31. Nükleobaz, nükleozit ve nükleotit birimleri

Bir nükleobaz molekülü ile bir şeker molekülünün birarada bulunması sonucu oluşan nükleozit yapısındaki bileşikler, çeşitli viral hastalıkların ve kanserin tedavisinde önemli bir rol üstlenmektedirler. Yeni biyolojik aktif nükleozit türevleri araştırılırken, nükleobaz ya da şeker molekülü üzerinde modifikasyonlar planlanabilmektedir. CuAAC reaksiyonlarının keşfinden sonra bu modifikasyon planları tamamıyla nükleobaz heterohalkaları üzerinde düşünülmeye başlanmıştır. Pürin halkalarında başlıca N9

-pozisyonu ve yapılardaki -NH2 fonksiyonelitesi üzerinden yapılan türevler üzerinden gidilirken, pirimidin halkalarında ise başlıca N1

-pozisyonu ile halkalardaki konjuge doymamışlığa ait  pozisyonu ve amin grupları üzerinden türevlendirilmeler tercih edilmekte ve bu doğrultudaki sentezler sonucunda biyolojik aktif bileşikler elde edilmektedir (Efthymiou et al, 2012). Bu doğrultuda sentezi gerçekleştirilmiş ilk bileşik, antiviral aktiviteye sahip bir triazol nükleozit olan Ribavirin bileşiğidir (Sidwell et al, 1972) (Şekil 1.32). O zamandan bu yana çeşitli nükleozit esaslı ilaçlar, geliştirilerek çeşitli viral

enfeksiyonlar ve kanser türleri için klinik testlerden geçirilerek onaylanmıştır (Hardewijn, 2008; Claire, 2001; De Clercq, 2007; Galmarini et al, 2008). Söz konusu ilaç aktif bileşiklerden antiviral özellikte olarak; Zidovudin (AZT) ve Vidarabin (Ara-A) kullanılmakta iken antikanser özellikte olarak ise Floksuridin, Gemsitabin, Kapesitabin, Kladribin, Fludarabin ve Klofarabin bileşikleri sentezlenmiş olup yaygın olarak kullanılmaktadır (Şekil 1.32). İlgili nükleozit ilaçlar,

virüslerin çoğalmasını ve kontrolsüz kanser hücresi çoğalımını hızla engelleyerek güçlü ve etkili bir antiviral ve antikanser aktivite göstermektedirler.

Şekil 1.32. Yaygın olarak kullanılan antiviral ve antikanser özellikteki bileşikler

Yukarıda bahsedilen tüm biyolojik aktif nükleozit bileşiklerinin yanı sıra, literatürde nükleozit gruplarından türevlendirilen biyolojik aktif 1,2,3-triazol bileşikleri de yer almaktadır. İlgili sentezlerde, çeşitli asetilen/azit molekülleri ile şeker molekülüne bağlı azido/alkin grubu içeren yapılar etkileştirilerek biyolojik aktiviteye sahip triazol nükleozitlerinin sentezlenmesi amaçlanmıştır.

Sun ve arkadaşları (2014) gerçekleştirdikleri çalışmada, urasil esaslı nükleozit olan 5'-tritilüridin bileşiğinden yola çıkarak çok basamaklı sentezler gerçekleştirmişler ve elde ettikleri bir seri türevden 32 ve 33 no'lu bileşikleri seçerek hücre toksisitesi ve anti-HIV aktivite testleri uygulamışlardır (Şekil 1.33). İnsan hücre kültüründe gerçekleştirilen toksisite testinden, toksisitelerinin bulunmadığı belirlenen bileşiklerin enfeksiyon inhibisyonu bakımından ise AZT standartının altında, orta düzeyde aktivite gösterdikleri tespit edilmiştir.

Şekil 1.33. Sun ve arkadaşlarının sentezledikleri anti-HIV aktif triazol bileşikleri

Montagu ve grubu (2011) ise, üridin nükleozitinden yola çıkarak, urasilin C-5 pozisyonundan alkin türevi sentezlemek ve ardından bir seri aminobenzen sübstitüe bileşik ile klik reaksiyonuna sokarak nüklozit esaslı triazol kütüphanelerini oluşturmuşlardır. Mevcut

kütüphanenin DNA ve RNA virüslerine karşı aktivite testlerine tabi tutulması sonucu

p-fenoksiazidobenzen ile elde edilen klik ürününün (34), ilgili virüsleri inhibe edici özellik göstermesinin yanında tümör hücrelerine karşı 5-florourasil referansına eşdeğer yüksek seviyede antiproliferatif aktivite gösterdiğini gözlemlemişlerdir (Şekil 1.34).

Wang ve arkadaşlarının (2010) gerçekleştirdikleri çalışmada, floro sübstitüe arabinofuranoz şekeri ile ayrı ayrı Timidin ve Sitidin nükleozitlerini elde etmişler ve bunlar üzerinden de farklı alkin grupları aracılığıyla çeşitli triazol türevlerini (35, 36) sentezlemişlerdir. Sitotoksite çalışmalarında, bileşiklerin toksisite göstermedikleri belirlenmekle beraber anti-HIV aktivite testleri sonucunda, standart olarak kullanılan AZT bileşiği ile aynı değerde potansiyel aktivite gösterdikleri rapor edilmektedir (Şekil 1.35).

Şekil 1.35. Wang ve arkadaşlarının sentezlediği anti-HIV aktif bileşikler

Park ve grubu (2010) ise perfloro alkin grupları ile oluşturdukları triazol türevlerinde, urasil nükleobazının C-5 pozisyonundaki sübstitüsyon üzerinde yoğunlaşarak bir seri floro sübstitüe azit kullanmış ve farklı floroalkil zincirine sahip triazol bileşikleri elde etmişlerdir. Oluşturdukları sentez kütüphanesini tümüyle antikanser aktivite testlerine tabi tutan çalışma grubu, 37 no'lu bileşiğin kanser hücresi büyümesini durdurduğunu ve Floksuridin referans ilacı ile eşdeğer aktivite gösterdiği tespitini rapor etmişlerdir (Şekil 1.36).

Lakshman ve arkadaşları (2010) çalışmalarında, hücre yapısında doğal olarak bulunan hipoksantin nükleobazından türevlendirilen inosin nükleozitinden yola çıkmışlar, hipoksantinin 6 no'lu karbonil grubunu 2 basamaklı bir sentezle azit türevine çevirerek triazol halkası için bağlantı noktası oluşturmuşlardır. Ardından çeşitli sübstitüe fenilasetilen grupları ile reaksiyona sokarak nükleozit içerikli triazol bileşikleri serisini (38) elde etmişlerdir. Elde edilen bileşiklerin sitotoksisite testleri sonucu düşük sitotoksisiteye sahip oldukları ve kalp, beyin, sinir sistemi gibi biyolojik olaylarda rol oynayan adenozin reseptörlerinin aktivasyonu ya da inhibisyonunu sağlayıcı aktivite gösterebilecek yapıda oldukları belirtilmiştir (Şekil 1.37).

Şekil 1.37. Lakshman ve grubu tarafından sentezlenen biyolojik aktif triazol türevleri

Gupte ve çalışma grubunun (2008) yayımladıkları makalede ise, riboz şekeri ve adenin nükleobazının birlikte oluşturduğu adenozin nükleozitinden yola çıkarak, ilgili bileşiği farklı alkin yapıları ile eşleştirmeleri sonucunda çok iyi seviyede antitüberküloz aktivite gösteren bir seri triazol türevi (39) elde etmişlerdir (Şekil 1.38).

Tong ve grubu (1990) raporladıkları çalışmalarında, 2',3'-en-3'-phenylselenon bileşiğinin urasil ile oluşturduğu nükleozit türevine (40) ait olefinik yapının Michael katılma verme ve selenoil grubunun ayrılma potansiyelinden yola çıkarak bir seri sentez basamağı sonucu, karbohidrat yapısına kaynaşık durumda triazol halkası içeren bir türev (41) elde etmişlerdir (Şekil 1.39). İlgili bileşiğin anti-HIV aktivite testleri sonucunda azımsanmayacak bir biyolojik

aktiviteye sahip olduğu rapor edilmektedir (Carvalho da Silva et al, 2014).