Acta biomedica scientifica Acta biomedica scientifica Acta biomedica scientifica 2541-9420 2587-9596 16547 10.12737/article_590823a3efe379.56505609 обзоры Review обзоры POLYFUNCTIONAL HYDROPHILIC ANTIOXIDANTS – FROM MOLECULAR DESIGN TO PRACTICAL APPLICATION ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГИДРОФИЛЬНЫЕ АНТИОКСИДАНТЫ – ОТ МОЛЕКУЛЯРНОГО ДИЗАЙНА ДО ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Кандалинцева Н. В. Kandalintseva Natalya Valeryevna aquaphenol@mail.ru

кандидат химических наук;

candidate of chemical sciences;

 Новосибирский государственный педагогический университет Novosibirsk State Pedagogical University 1 3 150 154 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/16547/view

В обзоре обоснована перспективность создания водорастворимых антиоксидантов, обладающих одновременно антирадикальной и противопероксидной активностями. Показано, что представители таких соединений – S-(3-(4-гидроксиарил)пропил)тиосульфаты – обладают биоантиоксидантными, кардиопротекторными, противовоспалительными и противоопухолевыми свойствами и могут быть использованы для коррекции патологических состояний, связанных с развитием окислительного стресса.

В обзоре обоснована перспективность создания водорастворимых антиоксидантов, обладающих одновременно антирадикальной и противопероксидной активностями. Показано, что представители таких соединений – S-(3-(4-гидроксиарил)пропил)тиосульфаты – обладают биоантиоксидантными, кардиопротекторными, противовоспалительными и противоопухолевыми свойствами и могут быть использованы для коррекции патологических состояний, связанных с развитием окислительного стресса.

 фенольные антиоксиданты водорастворимые антиоксиданты полифункциональные антиоксиданты биоантиоксиданты свободнорадикальные патологии

Бахтина И.А., Антипьева Е.В., Просенко А.Е., Стрельцова Г.П., Душкин М.И., Зенков Н.К., Меньщикова Е.Б., Рагино Ю.И. Влияние антиоксиданта «тиофан» на параметры окислительного стресса при ишемической болезни сердца // Сибирский научный медицинский журнал. - 2000. - Т. 20, № 3-4. - С. 24-29. Bakhtina IA, Antipyeva EV, Prosenko AE, Streltsova GP, Dushkin MI, Zenkov NK, Menshchikova EB, Ragino YI (2000). Effect of antioxidant «thiophane» on the parameters of oxidative stress in patients with coronary heart disease [Vliyanie antioksidanta «tiofan» na parametry okislitel’nogo stressa pri ishemicheskoy bolezni serdtsa]. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal, 20 (3-4), 24-29. Коваль Ю.И., Бокова Т.И., Медяков Е.Г., Носенко Д.Л. Детоксикация свинца и кадмия в организме цыплят-бройлеров антиоксидантом тиофаном // Вестн. КрасГАУ. - 2013. - № 4. - С. 154-159. Koval YI, Bokova TI, Medyakov EG, Nosenko DL (2013). Lead and cadmium detoxication in the broiler organism by antioxidant thiophane [Detoksikatsiya svintsa i kadmiya v organizme tsyplyat-broylerov antioksidantom tiofanom]. Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, (4), 154-159. Kолесникова О.П., Кандалинцева Н.В., Просенко А.Е. Гидрофильный антиоксидант тиосульфан как потенциальный иммуностимулятор // Биоантиоксидант: Тез. докл. VII междунар. конф. - М., 2006. - С. 156-157. Kolesnikova OP, Kandalintseva NV, Prosenko AE (2006). The hydrophilic antioxidant tiosulfan as a potential immunostimulant [Gidrofil’nyj antioksidant tiosul’fan kak potencialnyj immunostimulyator]. Bioantioksidant: tezisy dokladov VII mezhdunarodnoy konferentsii, 156-157. Колпаков А.Р., Зенков Н.К., Меньщикова Е.Б., Просенко А.Е., Кандалинцева Н.В. Влияние антиоксиданта тиосульфана на работу изолированного сердца крысы // Биоантиоксидант: Тез. докл. VI междунар. конф. - М., 2002. - С. 278-280. Kolpakov AR, Zenkov NK, Menshchikova EB, Prosenko AE, Kandalintseva NV (2002). Effect of antioxidant thiosulfane on the work of isolated rat heart [Vliyanie antioksidanta tiosul’fana na rabotu izolirovannogo serdca krysy]. Bioantioksidant: tezisy dokladov VI mezhdunarodnoy konferentsii, 278-280. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З., Бондарь И.А., Труфакин В.А. Окислительный стресс: Патологические состояния и заболевания. - Новосибирск: АРТА, 2008. - 284 с. Menshchikova EB, Zenkov NK, Lankin VZ, Bondar IA, Trufakin VA (2008). Oxidative stress: Pathological states and diseases [Okislitel’nyy stress: Patologicheskie sostoyaniya i zabolevaniya], 284. Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Кандалинцева Н.В. Фенольные биоантиоксиданты в биологии и медицине. - Saarbruсken: LAP LAMBERT Acad. Publishing, 2012. - 496 с. Menshchikova EB, Lankin VZ, Kandalintseva NV. (2012). Phenolic antioxidants in biology and medicine [Fenol’nye bioantioksidanty v biologii i meditsine], 496. Попова О.А., Сахаров А.В., Макеев А.А., Просенко А.Е., Кандалинцева Н.В. Сравнительная характеристика хондропротекторных свойств водорастворимых антиоксидантов мексидол и ТС-13 // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 10-1. - С. 119-124. Popova OA, Sakharov AV, Makeyev AA, Prosenko AE, Kandalintseva NV (2013). The comparative characteristic of chondroprotective properties of water-soluble antioxidants Mexidol and TC-13 [Sravnitel’naya kharakteristika khondroprotektornykh svoystv vodorastvorimykh antioksidantov meksidol i TS-13]. Fundamental’nye issledovaniya, (10-1), 119-124. Смольякова В.И., Плотников М.Б., Чернышева Г.А., Иванов И.С., Просенко А.Е., Кандалинцева Н.В. Гемореологические эффекты тиофана при поражении печени тетрахлорметаном // Экспер. клин. фармакол. - 2010. - Т. 73, № 8. - С. 32-34. Smolyakova VI, Plotnikov MB, Chernysheva GA, Ivanov IC, Prosenko AE, Kandalintseva NV (2010). Haemorheologic effects of thiophane when liver is damaged by carbon tetrachloride [Gemoreologicheskie effekty tiofana pri porazhenii pecheni tetrahlormetanom]. Eksperimental’naya klinicheskaya farmakologiya, 73 (8), 32-34. Смольякова В.И., Плотников М.Б., Чернышёва Г.А., Иванов И.С., Просенко А.Е., Кандалинцева Н.В. Антиоксидантные эффекты тиофана при экспериментальном поражении печени тетрахлорметаном // Бюлл. сибир. медицины. - 2010. - Т. 9, № 5. - С. 32-34. Smolyakova VI, Plotnikov MB, Chernysheva GA, Ivanov IC, Prosenko AE, Kandalintseva NV (2010). Antioxidant effects of thiophan in experimental tetrachlorolmethane-induced hepatitis [Antioksidantnye effekty tiofana pri eksperimental’nom porazhenii pecheni tetrakhlormetanom]. Byulleten’ sibirskoy meditsiny, 9 (5), 98-101. Средство для коррекции нарушений женской репродуктивной функции, вызванных цитостатическим воздействием: Патент № 2367420 Рос. Федерация; МПК A61K31/10, A61P15/00 от 20.09.2009 / Боровская Т.Г., Гольдберг Е.Д., Щемерова Ю.А., Пахомова А.В., Перова А.В., Просенко А.Е., Дюбченко О.И.; заявитель и патентообладатель ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, НП «Новосибирский институт антиоксидантов»; № 2008104276/15, заявл. 04.02.2008, опубл. 20.09.2009. Borovskaya TG, Goldberg ED, Shchemerova YA, Pakhomova AV, Perova AV, Prosenko AE, Dyubchenko OI (2009). Correction means for female reproductive dysfunction caused by cytostatic exposure: Patent N 2367420 of the Russian Federation [Sredstvo dlya korrektsii narusheniy zhenskoy reproduktivnoy funktsii, vyzvannykh tsitostaticheskim vozdeystviem: Patent № 2367420 Ros. Federatsiya]. Средство для коррекции цитостатических эффектов паранеопластических процессов и химиотерапии, обладающее противоопухолевой активностью: патент № 2447888 Рос. Федерация; МПК A61K31/095, A61P35/00, A61P39/00 / Просенко А.Е., Гросс М.А., Кандалинцева Н.В., Толстикова Т.Г., Сорокина И.В.; заявитель и патентообладатель НП «Новосибирский институт антиоксидантов», Толстикова Татьяна Генриховна, Сорокина Ирина Васильевна; № 2011114190/15, заявл. 11.04.2011, опубл. 20.04.2012; Бюл. № 11. Prosenko AE, Gross MA, Kandalintseva NV, Tolstikova TG, Sorokina IV (2012). Means for correction of cytotoxic effects of paraneoplastic processes and chemotherapy, having anticancer activity: Patent N 2447888 of the Russian Federation [Sredstvo dlya korrektsii tsitostaticheskikh effektov paraneoplasticheskikh protsessov i khimioterapii, obladayushchee protivoopukholevoy aktivnost’yu: patent № 2447888 Ros. Federatsiya]. Средство, обладающее антиагрегантной, уменьшающей повышенную вязкость крови и антитромбогенной активностью: патент № 2368376 Рос. Федерация; МПК A61K 31/095, A61P 7/02, A61P 7/06 / Плотников М.Б., Смольякова В.И., Иванов И.С., Чернышева Г.А., Просенко А.Е., Гросс М.А., Бойко М.А.; заявитель и патентообладатель ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, НП «Новосибирский институт антиоксидантов», Плотников М.Б., Просенко А.Е.; № 2008108613/15, заявл. 04.03.2008, опубл. 27.09.2009, Бюл. № 27. Plotnikov MB, Smolyakova VI, Ivanov IS, Chernysheva GA, Prosenko AE, Gross MA, Boyko MA (2009). Remedy with antiaggregant, decreasing blood hyperviscosity and antithrombogenic activities: Patent N 2368376 of the Russian Federation [Sredstvo, obladayushchee antiagregantnoy, umen’shayushchey povyshennuyu vyazkost’ krovi i antitrombogennoy aktivnost’yu: patent № 2368376 Ros. Federatsiya]. Coulter CV, Kelso GF, Lin T-K, Smith RAJ, Murphy MP (2000). Mitochondrially targeted antioxidants and thiol reagents. Free Radic. Biol. Med., 28 (10), 1547-1554. Coulter CV, Kelso GF, Lin T-K, Smith RAJ, Murphy MP (2000). Mitochondrially targeted antioxidants and thiol reagents. Free Radic. Biol. Med., 28 (10), 1547-1554. Denisov ET, Denisova TG (2000). Handbook of antioxidants: bond dissociation energies, rate constants, activation energies and enthalpies of reactions, 289. Denisov ET, Denisova TG (2000). Handbook of antioxidants: bond dissociation energies, rate constants, activation energies and enthalpies of reactions, 289. Dinis-Oliveira RJ, Duarte JA, Sánchez-Navarro A, Remião F, Bastos ML, Carvalho F (2008). Paraquat poisonings: mechanisms of lung toxicity, clinical features, and treatment. Crit. Rev. Toxicol., 38 (1), 13-71. Dinis-Oliveira RJ, Duarte JA, Sánchez-Navarro A, Remião F, Bastos ML, Carvalho F (2008). Paraquat poisonings: mechanisms of lung toxicity, clinical features, and treatment. Crit. Rev. Toxicol., 38 (1), 13-71. Grisar JM, Petty MA, Bolkenius FN, Dow J, Wagner J, Wagner ER, Haegele KD, De Jong W (1991). A cardioselective, hydrophilic N,N,N-trimethylethanaminium α-tocopherol analogue that reduces myocardial infarct size. J. Med. Chem., 34 (1), 257-260. Grisar JM, Petty MA, Bolkenius FN, Dow J, Wagner J, Wagner ER, Haegele KD, De Jong W (1991). A cardioselective, hydrophilic N,N,N-trimethylethanaminium α-tocopherol analogue that reduces myocardial infarct size. J. Med. Chem., 34 (1), 257-260. Jimenez-Del-Rio M, Guzman-Martinez C, Velez-Pardo C (2010). The effects of polyphenols on survival and locomotor activity in Drosophila melanogaster exposed to iron and paraquat. Neurochem. Res., 35 (2), 227-238. Jimenez-Del-Rio M, Guzman-Martinez C, Velez-Pardo C (2010). The effects of polyphenols on survival and locomotor activity in Drosophila melanogaster exposed to iron and paraquat. Neurochem. Res., 35 (2), 227-238. Kandalintseva NV, Trubnikova YN, Prosenko AE (2011). New approaches to the development of biologically active water-soluble antioxidants. Chemistry for Sustainable Development, 19 (6), 545-555. Kandalintseva NV, Trubnikova YN, Prosenko AE (2011). New approaches to the development of biologically active water-soluble antioxidants. Chemistry for Sustainable Development, 19 (6), 545-555. Kemeleva EA, Vasyunina EA, Sinitsina OI, Nevinskii GA, Khomchenko AS, Gross MA, Kandalintseva NV, Prosenko AE (2008). New promising antioxidants based on 2,6-dimethylphenol. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 34 (4), 499-509. Kemeleva EA, Vasyunina EA, Sinitsina OI, Nevinskii GA, Khomchenko AS, Gross MA, Kandalintseva NV, Prosenko AE (2008). New promising antioxidants based on 2,6-dimethylphenol. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 34 (4), 499-509. Lyakhovich VV, Vavilin VA, Zenkov NK, Menshchikova EB (2006). Active defense under oxidative stress. The antioxidant responsive element. Biochemistry (Moscow), 71 (9), 962-974. Lyakhovich VV, Vavilin VA, Zenkov NK, Menshchikova EB (2006). Active defense under oxidative stress. The antioxidant responsive element. Biochemistry (Moscow), 71 (9), 962-974. Martinovich GG, Martinovich IV, Cherenkevich SN, Zenkov NK, Menshchikova EB, Kandalintseva NV (2015). Phenolic antioxidant TS-13 regulating are-driven genes induces tumor cell death by a mitochondria-dependent pathway. Biophysics, 60 (1), 94-100. Martinovich GG, Martinovich IV, Cherenkevich SN, Zenkov NK, Menshchikova EB, Kandalintseva NV (2015). Phenolic antioxidant TS-13 regulating are-driven genes induces tumor cell death by a mitochondria-dependent pathway. Biophysics, 60 (1), 94-100. Meier H, Kuenzi H, Knobloch G, Rist G, Szelagiewicz M (1999). Reactions of Sulfur Containing Phenolic Antioxidants for Elastomers. Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem., 153 (1), 275-300. Meier H, Kuenzi H, Knobloch G, Rist G, Szelagiewicz M (1999). Reactions of Sulfur Containing Phenolic Antioxidants for Elastomers. Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem., 153 (1), 275-300. Menshchikova EB, Zenkov NK, Weisman NY, Kandalintseva NV, Prosenko AE (2010). Effect of phenol inducing the antioxidant responsive element on drosophila melanogaster lifespan. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 150 (1), 65-67. Menshchikova EB, Zenkov NK, Weisman NY, Kandalintseva NV, Prosenko AE (2010). Effect of phenol inducing the antioxidant responsive element on drosophila melanogaster lifespan. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 150 (1), 65-67. Menshchikova EB, Tkachev VO, Zenkov NK, Lemza AE, Sharkova TV, Kandalintseva NV (2013). Anti-inflammatory activity of TS-13, ARE-inducing phenol antioxidant. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 155 (3), 366-369. Menshchikova EB, Tkachev VO, Zenkov NK, Lemza AE, Sharkova TV, Kandalintseva NV (2013). Anti-inflammatory activity of TS-13, ARE-inducing phenol antioxidant. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 155 (3), 366-369. Menshchikova EB, Zenkov NK, Tkachev VO, Lemza AE, Kandalintseva NV (2013). Protective effect of are-inducing phenol antioxidant TS-13 in chronic inflammation. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 155 (3), 330-334. Menshchikova EB, Zenkov NK, Tkachev VO, Lemza AE, Kandalintseva NV (2013). Protective effect of are-inducing phenol antioxidant TS-13 in chronic inflammation. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 155 (3), 330-334. Menshchikova EB, Zenkov NK, Tkachev VO, Wisman NY, Kandalintseva NV (2012). Are-inducing phenol antioxidant TC-13 improves survival of drosophila melanogaster in oxidative stress. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 154 (2), 260-264. Menshchikova EB, Zenkov NK, Tkachev VO, Wisman NY, Kandalintseva NV (2012). Are-inducing phenol antioxidant TC-13 improves survival of drosophila melanogaster in oxidative stress. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 154 (2), 260-264. Ovchinnikova LP, Rotskaya UN, Vasyunina EA, Sinitsina OI, Nevinskii GA, Kandalintseva NV, Prosenko AE (2009). Antioxidative activity of thiophane [bis(3-(3,5-di-tret-butyl-4- hydroxyphenyl)propyl)sulfide]. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 35 (3), 379-384. Ovchinnikova LP, Rotskaya UN, Vasyunina EA, Sinitsina OI, Nevinskii GA, Kandalintseva NV, Prosenko AE (2009). Antioxidative activity of thiophane [bis(3-(3,5-di-tret-butyl-4- hydroxyphenyl)propyl)sulfide]. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 35 (3), 379-384. Petty MA, Grisar JM, De Jong W (1992). Protective effects of an α-tocopherol analogue against myocardial reperfusion injury in rats. Eur. J. Pharmacol., 210 (1), 85-90. Petty MA, Grisar JM, De Jong W (1992). Protective effects of an α-tocopherol analogue against myocardial reperfusion injury in rats. Eur. J. Pharmacol., 210 (1), 85-90. Plotnikov MB, Smol’yakova VI, Ivanov IS, Chernysheva GA, Prosenko AE, Kandalintseva NV (2010). Synthesis and antioxidant activity of 3,5-dimethyl-4-hydroxybenzylthiododecane. Pharmaceutical Chemistry Journal, 44 (4), 189-191. Plotnikov MB, Smol’yakova VI, Ivanov IS, Chernysheva GA, Prosenko AE, Kandalintseva NV (2010). Synthesis and antioxidant activity of 3,5-dimethyl-4-hydroxybenzylthiododecane. Pharmaceutical Chemistry Journal, 44 (4), 189-191. Prosenko AE, Terakh EI, Gorokh EA, Nikulina VV, Grigorev IA (2003). Synthesis and research of antioxidant properties of bis-(ω-(3,5-dialkyl-4-hydroxyphenyl)alkyl) sulfides). Russian Journal of Applied Chemistry, 76 (2), 248-252. Prosenko AE, Terakh EI, Gorokh EA, Nikulina VV, Grigorev IA (2003). Synthesis and research of antioxidant properties of bis-(ω-(3,5-dialkyl-4-hydroxyphenyl)alkyl) sulfides). Russian Journal of Applied Chemistry, 76 (2), 248-252. Smith RAJ, Porteous CM, Gane AM, Murphy MP (2003). Delivery of bioactive molecules to mitochondria in vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 100 (9), 5407-5412. Smith RAJ, Porteous CM, Gane AM, Murphy MP (2003). Delivery of bioactive molecules to mitochondria in vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 100 (9), 5407-5412. Takabe W, Matsukawa N, Kodama T, Tanaka K, Noguchi N (2006). Chemical structure-dependent gene expression of proteasome subunits via regulation of the antioxidant response element. Free Radic. Res., 40 (1), 21-30. Takabe W, Matsukawa N, Kodama T, Tanaka K, Noguchi N (2006). Chemical structure-dependent gene expression of proteasome subunits via regulation of the antioxidant response element. Free Radic. Res., 40 (1), 21-30. Weisman NY, Men’shchikova EB, Zenkov NK, Kandalintseva NV, Golubovsky MD (2012). Effect of phenol inducing antioxidant responsive element on D. melanogaster lifespan. Advances in Gerontology, 2 (3), 221-229. Weisman NY, Men’shchikova EB, Zenkov NK, Kandalintseva NV, Golubovsky MD (2012). Effect of phenol inducing antioxidant responsive element on D. melanogaster lifespan. Advances in Gerontology, 2 (3), 221-229. Zenkov NK, Menshchikova EB, Kandalintseva NV, Oleynik AS, Prosenko AE, Gusachenko ON, Shklyaeva OA, Vavilin VA, Lyakhovich VV (2007). Antioxidant and antiinflammatory activity of new water-soluble sulfur-containing phenolic compounds. Biochemistry (Moscow), 72 (6), 644-651. Zenkov NK, Menshchikova EB, Kandalintseva NV, Oleynik AS, Prosenko AE, Gusachenko ON, Shklyaeva OA, Vavilin VA, Lyakhovich VV (2007). Antioxidant and antiinflammatory activity of new water-soluble sulfur-containing phenolic compounds. Biochemistry (Moscow), 72 (6), 644-651.