Doklady ChemistryDoklady ChemistryДоклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах2686-95353034-5111The Russian Academy of Sciences69588010.31857/S2686953525030055PHYSICAL CHEMISTRYФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯResearch ArticlePhotoinduced Electron Transfer in Reactions of 6-Oxofascaplysine with Biomolecules Studied by the Chemically Induced Dynamic Nuclear PolarizationФотоиндуцированный перенос электрона в реакциях 6-оксофаскаплизина с биомолекулами. Исследование методом химической поляризации ядерPolyakovN. E.ПоляковН. Э.UlyanovaM. A.УльяноваМ. А.TimoshnikovV. A.ТимошниковВ. А.KomarovaN. I.КомароваН. И.KrasnovV. I.КрасновВ. И.FomenkoV. V.ФоменкоВ. В.fomenko@nioch.nsc.ruSalakhutdinovN. F.СалахутдиновН. Ф.Voevodsky Institute of Chemical Kinetics and Combustion of Siberian Branch of Russian Academy of SciencesИнститут химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского Сибирского отделения Российской академии наукN.N. Vorozhtsov Novosibirsk Institute of Organic Chemistry of Siberian Branch of Russian Academy of SciencesНовосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук150720255221VOL 522, NO (2025)ТОМ 522, № (2025)354106112025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-9535/article/view/695880

A new approach for the synthesis of the anticancer agent 6-oxofascaplysine has been developed and its photochemical activity has been studied for the first time using the method of chemically induced dynamic nuclear polarization. It was found that 6-oxofascaplysine in triplet excited state enters into electron transfer reaction with biomolecules – aromatic amino acids (tryptophan and tyrosine) and 1,4-dihydropyridine (NADH analogue), as well as into energy transfer reaction with oxygen molecule with formation of singlet oxygen. The structure of the radical intermediate of 6-oxofascaplysine has been established. These data may be useful for evaluating the prospects for the use of 6-oxofascaplysine in photodynamic therapy.

Разработан усовершенствованный подход для синтеза противоопухолевого агента 6-оксофаскаплизина, фотохимическая активность которого впервые исследована методом химической поляризации ядер. Установлено, что молекула 6-оксофаскаплизина в триплетном возбужденном состоянии вступает в реакцию переноса электрона с биомолекулами: ароматическими аминокислотами (триптофан и тирозин) и 1,4-дигидропиридином (аналог NADH), – а также происходит перенос энергии на молекулу кислорода с образованием синглетного кислорода. Установлена структура промежуточного радикального интермедиата 6-оксофаскаплизина. Эти данные могут быть полезны для оценки перспектив использования 6-оксофаскаплизина в фотодинамической терапии.

6-oxofascaplysinesynthesisphotochemical activityelectron transfersinglet oxygenphotodynamic therapychemically induced dynamic nuclear polarization6-оксофаскаплизинсинтезфотохимическая активностьперенос электронасинглетный кислородфотодинамическая терапияхимическая поляризация ядерРабота была выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (FWGF-2021-0003).Zhidkov M.E., Kantemirov A.V., Koisevnikov A.V., Andin A.N., Kuzmich A.S. // Tetrahedr. Lett. 2018. V. 59. P. 708–711. https://doi.org/10.1016/J.TETLET.2018.01.023Luo L., Xu G. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. P. 13774. https://doi.org/10.3390/ijms232213774Khokhar S., Feng Y., Campitelli M.R., Ekins M.G., Hooper J.N.A., Beattie K.D., Sadowski M.C., Nelson C.C., Davis R.A. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2014. V. 24. № 15. P. 3329–3332. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2014.05.104Wang C., Wang S., Li H., Hou Y., Cao H., Hua H., Li D. // Mar. Drugs. 2023. V. 21. P. 226. https://doi.org/10.3390/md21040226Kaptein R. // J. Chem. Soc. D: Chem. Commun. 1971. № 14. P. 732–733. https://doi.org/10.1039/C29710000732Salikhov K.M., Molin Yu.N., Sagdeev R.Z.б Buchachenko A.L. Spin polarization and magnetic effects in radical reactions. Molin Yu.N. (ed.). Budapest, Hungary, Academiai Kiadó,1984. 419 p.Leshina T.V., Kruppa A.I., Taraban M.B. CIDNP Applications. In: Encyclopedia of spectroscopy and spectrometry. Third Edition. 2017. P. 256–262. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-803224-4.00121-7Morozova O.B., Ivanov K.L., Kiryutin A.S., Sagdeev R.Z., Köchling T., Vieth H.-M., Yurkovskaya A.V. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. V. 13. № 14. P. 6619–6627. https://doi.org/10.1039/c0cp02449jMorozova O.B., Ivanov K.L. // Chem. Phys. Chem. 2019. V. 20. № 2. P. 197–215. https://doi.org/10.1002/cphc.201800566Goez M. Elucidating organic reaction mechanisms using photo-CIDNP spectroscopy. In: Hyperpolarization methods in NMR spectroscopy. Kuhn L.T. (ed.). Berlin, Heidelberg, 2013. P. 1–32. https://doi.org/10.1007/128_2012_348Kuhn L.T., Bargon J. Exploiting nuclear spin polarization to investigate free radical reactions via in situ NMR. In: In situ NMR methods in catalysis. Bargon J., Kuhn L.T. (eds.). Berlin, Heidelberg, 2007. P. 125–154. https://doi.org/10.1007/128_2007_119Polyakov N.E., Khan V.K., Taraban M.B., Leshina T.V., Luzina O.A., Salakhutdinov N.F., Tolstikov G.A. // Org. Biomol. Chem. 2005. V. 3. P. 881–885. https://doi.org/10.1039/b416133eTaraban М.В., Kruppa A.I., Polyakov N.E., Leshina T.V., Lūsis V., Muceniece D., Duburs G. // J. Photochem. Photobiol. A Chem. 1993. V. 73. P. 151–156. https://doi.org/10.1016/1010-6030(93)80044-AMastova A.V., Selyutina O.Yu., Polyakov N.E. // Membranes. 2022. V. 12. P. 460. https://doi.org/10.3390/membranes12050460Baram G.I., Grachev M.A., Komarova N.I., Perelroyzen M.P., Bolvanov Y.A., Kuzmin S.V., Kargaltsev V.V., Kuper E.A. // J. Chromatogr. A. 1983. V. 264. № 1. P. 69–90. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(01)95007-1Hermosilla L., Calle P., García de la Vega J.M., Sieiro C. // J. Phys. Chem. A. 2005. V. 109. № 6. P. 1114–1124. https://doi.org/10.1021/jp0466901Weigend F. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2006. V. 8. № 9. P. 1057–1065. https://doi.org/10.1039/b515623hNeese F., Wennmohs F., Hansen A., Becker U. // Chem. Phys. 2009. V. 356. № 1–3. P. 98–109. https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2008.10.036Barone V., Cossi M. // J. Phys. Chem. A. 1998. V. 102. № 11. P. 1995–2001. https://doi.org/10.1021/jp9716997Oberg C., Buthelezi M.T. Binding of Cu2+ ions to indigo derivatives in aqueous media. 2023. Available at SSRN: http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4455433Mao Y., Chen H., Zhu W., Ni S., Luo S., Tang S., Chen Z., Wang Q., Xu J., Tu Q., Chen H., Zhu L. // J. Inflam. Res. 2025. V. 18. P. 883–894. https://doi.org/10.2147/JIR.S498340