Sintesi di ibridi indolo-cumarina quali potenziali inibitori di colinesterasi

Abstract

La malattia di Alzheimer è una patologia multifattoriale progressiva che porta ad una perdita di capacità cognitive, disorientamento spazio-temporale e perdita di autonomia del paziente. La patogenesi è sconosciuta ma alcune evidenze hanno dimostrato segni patologici comuni. Per il mio progetto di tesi è basato sull’ipotesi colinergica che indica una carenza di acetilcolina a livello di ippocampo e neocorteccia come causa della degenerazione dei neuroni colinergici. Ho quindi sintetizzato una library di dieci ibridi indolo-cumarinici uniti da un ponte acil-idrazonico come potenziali inibitori di colinesterasi. Per la sintesi ho dapprima preparato alcuni acilidrazoni indolici intermedi e nel passaggio finale ho ottenuto la chiusura dell’anello cumarinico tramite reazione con opportuna 2-idrossibenzaldeide sostituita. Le molecole, caratterizzate tramite 1H- e 13C-NMR, sono state saggiate sull’AChE e sulla BuChE ed hanno mostrato un’attività modesta (a livello micromolare) e una selettività di substrato in funzione della sostituzione sull’N indolico con un metile. Queste differenze sono state approfondite mediante studi di docking sulla AChE (PDB: 1EVE) e sulla BuChE (PDB: 6R6V). I risultati del docking hanno mostrato come nell’AChE l’NH indolico libero può interagire maggiormente rispetto alla forma N-metilata. Nella BuChE l’indolo N-metilato ha una conformazione più stabile all’interno della tasca enzimatica permettendo una maggiore interazione con l’enzima.

Alzheimer’s disease is a progressive, multifactorial pathology that leads to a loss of cognitive ability, spatiotemporal disorientation, and loss of patient autonomy. The pathogenesis is unknown, but some evidence has shown common pathological signs. My thesis project is based on the cholinergic hypothesis, which indicates a deficiency of acetylcholine in the hippocampus and neocortex as the cause of cholinergic neuron degeneration. I therefore synthesized a library of ten indole-coumarin hybrids linked by an acyl-hydrazone bridge as potential cholinesterase inhibitors. For the synthesis, I first prepared some indolic acylhydrazone intermediates and, in the final step, I achieved the closure of the coumarin ring by reaction with the appropriate substituted 2-hydroxybenzaldehyde. The molecules, characterized by 1H- and 13C-NMR were tested on AChE and BuChE and showed modest activity (at the micromolar level) and a substrate selectivity dependent on the substitution on the indolic nitrogen atom with a methyl group. These differences were investigated further through docking studies on AChE (PDB: 1EVE) and BuChE (PDB: 6R6V). The docking results showed that in AChE, the free indolic NH can interact more strongly than the N-methylated form. In BuChE, the N-methylated indole has a more stable conformation within the enzymatic pocket, allowing for greater interaction with the enzyme.