2-Fluorocordycepin: Chemoenzymatic Synthesis and Study of Anticancer Activities In Vitro

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Two methods for obtaining 2-fluorocordycepin were proposed and implemented: chemical synthesis from 2-fluoroadenosine with a yield of 34% and chemical-enzymatic synthesis with a yield of 66%, including the production of 3-deoxyerythropentofuranose-1-phosphate and subsequent transglycosylation using E. coli purine nucleoside phosphorylase. The cytotoxic activity of 2-fluorocordycepin in vitro was assessed. It was shown that 2-fluorocordycepin exhibits an anti-metabolic effect on a number of tumor cell lines (Jurkat, Raji, MCF-7, THP-1, U937, A549, LS174T), which allows us to consider this compound as a promising candidate for the development of antitumor drugs.

About the authors

A. O. Arnautova

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS; Engelhardt Institute of Molecular Biology RAS

Email: arnautova_ibch@mail.ru
Moscow, 117997 Russia; Moscow, 119991 Russia

K. V. Antonov

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

E. A. Zorina

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

M. A. Simonova

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

A. S. Paramonov

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

O. C. Zhukova

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Moscow, 119334, Russia

M. V. Kiselevskiy

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Moscow, 119334, Russia

A. L. Kayushin

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

I. V. Fateev

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

E. V. Dorofeeva

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

B. Z. Eletskaya

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

M. Ya. Berzina

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

O. S. Smirnova

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

T. V. Egorova

Moscow Pedagogical State University

Moscow, 119991 Russia

R. S. Esipov

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

A. I. Miroshnikov

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

I. D. Konstantinova

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RAS

Moscow, 117997 Russia

References

  1. Cunningham K., Manson, W., Spring F., Hutchinson S. // Nature. 1950. V. 949. P. 166.
  2. Chen Y. J. // Life Sci. 1997. V. 60. P. 2349-2359. https://doi.org/10.1016/S0024-3205(97)00291-9
  3. Ng T.B., Wang H.X. // J. Pharm. Pharmacol. 2005. V. 57. P. 1509-1519. https://doi.org/10.1211/jpp.57.12.0001
  4. Chu C. K., Baker D. C. // Nucleosides and Nucleotides as Antitumor and Antiviral Agents / Eds. Plenum Press: New York, 1993.
  5. Herdewijn, P. // Modified Nucleosides in Biochemistry, Biotechnology and Medicine / Ed. Wiley-VCH: Weinheim, 2008.
  6. Thomadaki H., Scorilas A., Tsiapalis C.M., Havredaki M. // Cancer Chemother Pharmacol. 2008. V. 61. P. 251-265. https://doi.org/10.1007/s00280-007-0533-5
  7. Shao L.W., Huang L.H., Yan S., Jin J.D., Ren S.Y. // Oncol. Lett. 2016. V. 12. P. 995-1000. https://doi.org/10.3892/ol.2016.4706
  8. Zhou Y., Guo Z., Meng, Q., Lu J., Wang N., Liu H., Liang Q., Quan Y., Wang D., Xie J. // Anti-Cancer Agents Med. Chem. 2017. V. 17. P. 143-149. https://doi.org/10.2174/1871520616666160526114555
  9. Lee H.H., Jeong J.-W., Lee J.H., Kim G.-Y., Cheong J., Jeong Y.K., Yoo Y.H., Choi Y.H. // Oncol. Rep. 2013. V. 30. P. 1257-1264. https://doi.org/10.3892/or.2013.2589
  10. Yamamoto K., Shichiri H., Uda A., Yamashita K., Nishioka T., Kume M., Makimoto H., Nakagawa T., Hirano T., Hirai M // Phytother. Res. 2015. V. 29. P. 707- 713. https://doi.org/10.1002/ptr.5305
  11. Hwang J.-H., Joo J.C., Kim D.J., Jo E., Yoo H.-S., Lee K.-B., Park S.J., Jang I.-S. // Am. J. Cancer Res. 2016. V. 6. P. 1758. https://doi.org/2156-6976/ajcr0035711
  12. Joo J.C., Hwang J.H., Jo E., Kim Y.-R., Kim D.J., Lee K.-B., Park S.J., Jang I.-S. // Oncotarget 2017. V. 8. P. 12211-12224. https://doi.org/10.18632/oncotarget.14661
  13. Hwang J.H., Park S.J., Ko W.G., Kang S.-M., Lee D.B., Bang J., Park B.-J., Wee C.-B., Kim D.J., Jang I.-S. // Am. J. Cancer Res. 2017. V. 7. P. 417. https://doi.org/2156-6976/ajcr005071
  14. Tao X., Ning Y., Zhao X., Pan T. // J. Pharm. Pharmacol. 2016. V. 68. P. 901-911. https://doi.org/10.1111/jphp.12544
  15. Zhang C., Zhong Q., Zhang X., Hu D., He X., Li Q., Feng T. // J. Chin. Med. Mater. 2015. V. 38. P. 786-789.
  16. Lee D., Lee W.-Y., Jung K., Kwon Y.S., Kim D., Hwang G.S., Kim C.-E., Lee S., Kang K.S. // Biomolecules 2019. V. 9. P. 414. https://doi.org/10.3390/biom9090414
  17. Tian T., Song L., Zheng Q., Hu X., Yu R. // Pharm. Mag. 2014. V. 10. P. 325-331. https://doi.org/10.4103/0973-1296.137374
  18. Ko B.-S., Lu Y.-J., Yao W.-L., Liu T.-A., Tzean S.-S., Shen T.-L., Liou J.-Y. // PLoS ONE. 2013. V. 8. e76320. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0076320
  19. Liao Y., Ling J., Zhang G., Liu F., Tao S., Han Z., Chen S., Chen Z., Le H. // Cell Cycle 2015. V. 14. P. 761-771. https://doi.org/10.1080/15384101.2014.1000097
  20. Baik J.-S., Mun S.-W., Kim K.-S., Park S.-J., Yoon H.-K., Kim D.-H., Park M.-K., Kim C.-H., Lee Y.-C. // J. Microbiol. Biotechnol. 2016. V. 26. P. 309-314. https://doi.org/10.4014/jmb.1507.07090
  21. Li Y., Li R., Zhu S., Zhou R., Wang L., Du J., Wang Y., Zhou B., Ma, L. // Oncol. Lett. 2015. V. 9. P. 2541-2547. https://doi.org/10.3892/ol.2015.3066
  22. Lee S.-J., Moon G.-S., Jung K.-H., Kim W.-J., Moon S.-K. // Food Chem. Toxicol. 2010. V. 48. P. 277- 283. https://doi.org/10.1016/j.fct.2009.09.042
  23. Lee S.-J., Kim S.-K., Choi W.-S., Kim W.-J., Moon S.-K. // Arch. Biochem. Biophys. 2009. V. 490. P. 103-109. https://doi.org/10.1016/j.abb.2009.09.001
  24. Kuchta R.D. // Curr. Protocols Chem. Biol. 2010. V. 2. P. 111-124. https://doi.org/10.1002/9780470559277.ch090203
  25. Klenow H. // Biochim. Biophys. Acta 1963. V. 76. P. 347-353.
  26. Rottman F., Guarino A.J. // Biochim. Biophys. Acta. 1964. V. 89. P. 465-472.
  27. Holbein S., Wengi A., Decourty L., Freimoser F.M., Jacquier A., Dichtl B. // RNA. 2009. V. 15. P. 837-849. https://doi.org/10.1261/rna.1458909
  28. Horowitz B., Goldfinger B.A., Marmur J. // Arch. Biochem. Biophys. 1976. V. 172. P. 143-148. https://doi.org/10.1016/0003-9861(76)90059-x
  29. Müller W.E., Seibert G., Beyer R., Breter H.J., Maidhof A., Zahn R.K. // Cancer Res. 1977. V. 37. P. 3824-3833.
  30. Müller W.E., Weiler B.E., Charubala R., Pfleiderer W., Leserman L., Sobol R.W., Suhadolnik R.J., Schröder // Biochemistry. 1991. V. 30. P. 2027-2033. https://doi.org/10.1021/bi00222a004
  31. Rose R. // N Engl J Med. 1999. V. 340. P. 115-126. https://doi.org/10.1056/NEJM199901143400207
  32. Kim H.G., Shrestha B., Lim S.Y., Yoon D.H., Chang W.C., Shin D.J., Han S.K., Park S.M., Park J.H., Park H.I., Sung J.M., Jang Y., Chung N., Hwang K.C., Kim T.W. // Eur J Pharmacol. 2006. V. 545. P. 192-199. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2006.06.047
  33. Nair C.N., Panicali D.L. // J Virol. 1976. V. 20. P. 170-176. https://doi.org/10.1128/JVI.20.1.170-176.1976
  34. Richardson L.S., Ting R.C., Gallo R.C., Wu A.M. // Int. J. Cancer. 1975. V. 15. P. 451-456. https://doi.org/10.1002/ijc.2910150311
  35. Hashimoto K., Simizu B. // Arch Virol. 1976. V. 52. P. 341-345. https://doi.org/10.1007/BF01315623
  36. Leinwand, L., Ruddle, F.H. // Science. 1977. V. 197. P. 381-383. https://doi.org/10.1126/science.17919
  37. Person A., Ben-Hamida F., Beaud G. // Nature 1980. V. 287. P. 355-357. 0.1038/287355a0
  38. Amgad M. Rabie // ACS Omega. 2022. V. 7. P. 2960- 2969. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c05998
  39. Ramesh T., Yoo S.-K., Kim S.-W., Hwang S.-Y., Sohn S.H., Kim I. W., Kim S.-K. // Exp. Gerontol. 2012. V. 47. P. 979-987. https://doi.org/10.1016/j.exger.2012.09.003
  40. Niida A., Hiroko,T., Kasai M., Furukawa Y., Nakamura Y., Suzuki Y., Sugano S., Akiyama T. // Oncogene. 2004. V. 23. P. 8520-8526. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1207892
  41. Qin P., Li X.-K., Yang H., Wang Z.-Y., Lu D.-X. // Molecules. 2019. V. 24. P. 2231. https://doi.org/10.3390/molecules24122231
  42. Li B., Hou Y., Zhu M., Bao H., Nie J., Zhang G.Y., Shan L., Yao Y., Du K., Yang H., Li M., Zheng B., Xu X., Xiao C., Du J. // Int. J. Neuropsychopharmacol. 2016. V. 19. P. 1-11. https://doi.org/10.1093/ijnp/pyv112
  43. Ahn Y.J., Park S.J., Lee S.G., Shi S.C., Choi D.H. // J. Agric. Food Chem. 2000. V. 48. P. 2744-2748. https://doi.org/10.1021/jf990862n
  44. Dong Y., Jing T., Meng Q., Liu C., Hu S., Ma Y., Liu Y., Lu J., Cheng Y., Wang D., Teng L. // Biomed. Res. Int. 2014, V. 2014. 160980. https://doi.org/10.1155/2014/160980
  45. Shin S., Lee S., Kwon J., Moon S., Lee C.K., Cho K., Ha N.J., Kim K. // Immune Netw. 2009. V. 9. P. 98-105. https://doi.org/10.4110/in.2009.9.3.98
  46. Yun Y.H., Han S.H., Lee S.J., Ko S.K., Lee C.K., Ha N.J., Kim K.J. // Nat. Prod. Sci. 2003. V. 9. P. 291-298.
  47. Lee H.J., Burger P., Vogel M., Friese K., Bruning A. // Investig. New Drugs. 2012. V. 30. P. 1917-1925. https://doi.org/10.1007/s10637-012-9859-x
  48. Lui J.C., Wong J.W., Suen Y.K., Kwok T.T., Fung K.P., Kong S.K. // Arch. Toxicol. 2007. V. 81. P. 859-865. https://doi.org/10.1007/s00204-007-0214-5
  49. Dalla Rosa, L. da Silva A.S., Gressler L.T., Oliveira C.B., Dambros M.G., Miletti L.C., Franca R.T., Lopes S.T., Samara Y.N., da Veiga M.L., Monteiro S. G. // Parasitology. 2013. V. 140. P. 663-671. https://doi.org/10.1017/S0031182012001990
  50. Hassan S. El Khadem, El Sayed H. El Ashry // Carbohydr. Research, 1973. V. 29, Issue 2. P. 525-527. https://doi.org/10.1016/S0008-6215(00)83043-8
  51. Tsai Y.J., Lin L.C., Tsai T.H. // J. Agric. Food Chem. 2010. V. 58. P. 4638-4643. https://doi.org/10.1021/jf100269g
  52. Dickinson M., Holly F. // J. Med. Chem. 1967. V. 275. P. 1165-1167. https://doi.org/10.1021/jm00318a042
  53. Gillerman I., Fischer B. // J. Med. Chem. 2011. V. 54. P. 107-121. https://doi.org/10.1021/jm101286g
  54. Vodnala S.K., Lundback T., Yeheskieli E., Sjoberg B., Gustavsson A.L., Svensson R., Olivera G.C., Eze A.A., de Koning H.P., Hammarstrom L.G., Rottenberg M.E. // J. Med. Chem. 2013. V. 56. P. 9861-9873. https://doi.org/10.1021/jm401530a
  55. Denisova A.O., Tokunova Y.A., Fateev I.V., Breslav A.A., Leonov V.N., Dorofeeva E.V., Lutonina O.I., Muzyka I. S., Esipov R.S., Kayushin A.L., Konstantinova I.D., Miroshnikov I.A., Stepchenko V.A., Mikhailopulo I.A. // Synthesis. 2017. V. 49. P. 4853-4860. https://doi.org/10.1055/s-0036-1590804
  56. Robins M.J., Wilson J.S., Madej D., Low N.H., Hansske F., Wnuk S.F. // J. Org. Chem. 1995. V. 60. P. 7902-7908. https://doi.org/10.1021/jo00129a034
  57. Berzin V. B., Dorofeeva E. V., Leonov V. N., Miroshnikov A. I. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2009. P. 193- 196. https://doi.org/10.1134/s1068162009020071
  58. Hori N., Watanabe M., Sunagawa K., Uehara K., Mikami Y. // J. Biotechnol., 1991. V. 17. P. 121-131. https://doi.org/10.1016/0168-1656(91)90003-E
  59. Bzowska A., Kulikowska E., Shugar D. // Pharmacol. Ther., 2000. V. 88. P. 349-425. https://doi.org/10.1016/s0163-7258(00)00097-8
  60. Taran S.A., Verevkina K.N., Feofanov S.A., Miroshnikov A.I. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2009. V. 35. P. 739-745. https://doi.org/10.1134/S1068162009060107
  61. Del Arco J., Fernández-Lucas J. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018. V. 102. P. 7805-7820. https://doi.org/10.1007/s00253-018-9242-8
  62. Xu L., Li H.M., Lin J. // World J. Microbiol. Biotechnol. 2023. V. 39. P. 286. https://doi.org/10.1007/s11274-023-03721-1
  63. Zlatev I., Vasseur J.-J., Morvan F. // Tetrahedron Lett. 2008. V. 49. P. 3288-3290. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2008.03.079
  64. Fathi R., Jordan F. // J. Org. Chem. 1986. V. 51. P. 4143-4146. https://doi.org/10.1021/jo00372a008
  65. Esipov R.S., Gurevich A.I., Chuvikovsky D.V., Chupova L.A., Muravyova T.I., Miroshnikov A.I // Protein Expr. Purif. 2002. V. 24. P. 56-60. https://doi.org/10.1006/prep.2001.1524

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».