Synthéses et activité antimicrobienne de Bis-N-Nucléosides Dérivée de L- Acide Tartrique

INTRODUCTION

Les chercheurs, et plus particulièrement les chimistes, s'intéressent depuis longtemps

aux nucléotides. Durant les années 50, la découverte de la structure de l'acide

désoxyribonucléique (ADN) et la compréhension du rôle des acides nucléiques au coeur des

cellules, ont suscité un vif intérêt au sein du corps scientifique. L'inhibition du

fonctionnement des acides nucléiques a fait l'objet de nombreux travaux en particulier il a

clairement été démontré que les analogues de nucléosides interfèrent avec les nucléosides

naturels, modifiant ainsi le métabolisme cellulaire. Les propriétés thérapeutiques de ces

composés sont très variables : anti tumorales ou antivirales. Ces dernières années, une grande variété de composés hétérocycliques soutenant l'anneau 1H-1,2,4-triazole Ont été due synthétisés à leurs activités biologiques de large spectre comprenant activities^5-7 : anti-inflammatoire, insecticide, antiviral et anti tumoral, dont certaines ont été développées en agents commercialement antifongiques tels que le triadimefon, le triadimenol et le diniconazole ils ont précédemment synthétisé beaucoup de genres de composés hétérocycliques tels que les dérivés 1,3,4-oxadiazole, 1,2,4-triazole, 1,3,4-thiadiazole et

1,2,3-triazole qui ont montré la croissance ^8-10de normalisation :antibactérienne, antituberculose et de plantes. Il est bien connu que la synthèse des nucléosides tende à contenir la multi-structure dans une molécule. L'activité biologique d'un Nucléoside

peut être améliorée par la promotion de sa combinaison avec la microstructure des cellules et de l'accumulation de diverses activités biologiques résultant de l'incorporation de différents noyaux hétérocycliques et non-hétérocycliques dans elle. Incité par les faits mentionnés ci-dessus et en vue de obtenez nouveau et améliorez les agents biologiquement actifs.

Dans ce chapitre introductif, nous nous proposons de décrire la structure des

nucléosides ainsi que leurs rôles dans les traitements de l'herpès. Cela passera par

une nécessaire présentation d'autres notions que sont les nucléotides, les polynucléotides ainsi

que les acides nucléiques.

A- 2-1- LES NUCLEOSIDES ET NUCLEOTIDES : DEFINITION, STRUCTURE

Comme nous l'avons mentionné dans l'introduction générale, les nucléosides sont des

molécules naturelles d'une importance capitale car ils jouent un rôle essentiel dans de très

nombreux processus biologiques. Ce sont des précurseurs de l'acide désoxyribonucléique

(ADN) et de l'acide ribonucléique (ARN) .

Les nucléosides sont des glycosylamines⁸ faits en attachant un nucléobase (souvent désigné simplement sous le nom de la base) à un ribose ou à un anneau de deoxyribose. Les exemples de ces derniers incluent la cytidine, l'uridine, l'adénosine, la guanosine, la thymidine et l'inosine. En bref, un nucléoside est une base liée pour sucrer. Les nucléosides peuvent être phosphorylés par les kinases spécifiques dans la cellule, produisant les nucléotides, qui sont les modules moléculaires de l'ADN et de l'ARN.

Des nucléosides sont produits pendant que la deuxième étape dans la digestion d'acide nucléique, par lequel les nucleotidases décomposent des nucléotides (tels que le nucléotide de thymine) en nucléosides (tels que la thymidine) et phosphate. Les nucléosides, à leur tour, sont plus tard décomposés en lumen du système digestif par des nucleosidases en bases et ribose (ou deoxyribose) azoté, et intérieur la cellule par des phosphorylases de nucléoside en bases azotées, et ribose-1-phosphate (ou deoxyribose-1-phosphate).

Des nucléosides peuvent être produits en combinant des nucléobases avec des anneaux de deoxyribose aussi bien (Figure A-4). Les nucléosides diffèrent des nucléotides en ayant un groupe d'hydroxyle attaché au carbone le numéro 5 (celui qui ne sont pas dans l'anneau) du ribose, plutôt que d'un ou plusieurs des groupes de phosphate.

Ces acides sont constitués de sous unités appelées nucléotides, qui renferment le patrimoine

héréditaire de chaque individu et le code génétique permettant à chaque cellule de reproduire

deux cellules filles en tous points identiques aux modèles parentaux.

Du point de vue structural, les nucléosides résultent de l'assemblage d'une base azotée

(purique ou pyrimidique) et d'une partie glucidique (ribose pour l'ARN et désoxyribose pour

l'ADN), reliées entre elles par une liaison carbone-azote (Figure A-4)

Fig A-4- Structure générale d'un nucléoside

Les nucléotides résultent de la phosphorylation des nucléosides. Ainsi on appelle nucléotide, tout motif complet qui comporte un groupe phosphate, un sucre et une base azotée

(Figure A-5).

La liaison entre les différents nucléosides d'un nucléotide est assurée par de l'acide

phosphorique qui estérifie les fonctions alcool en position 3' et 5' du sucre.

Fig A-5 : Structure général de ribo- et désoxyribonucléotide

On appelle oligonucléotides et polynucléotides , des macromolécules constituées par

L'enchaînement de plusieurs nucléotides reliés entre eux par une liaison 3',5'-phosphodiester.

Un seul groupement phosphoryle réunit les deux nucléotides contigus en estérifiant d'une part

L'hydroxyle en position 3' d'un premier nucléotide et d'autre part l'hydroxyle en position 5'

de l'autre nucléotide (Figure A-6).

Fig A-6 : Schéma d'un binucléotide

A- 2-2- STRUCTURE ET FONCTION DE L'ADN

J.D. Watson et F.H.C. Crick.1 ont proposé en 1953, une structure de l'ADN. Elle

Comprend deux chaînes de poly nucléotides présentant dans l'espace une configuration

hélicoïdale : elles s'enroulent autour d'un axe central imaginaire en formant une double hélice

(Figure A-7).

Fig A-7 : Structure de l'ADN

Ces deux brins de nucléotides sont antiparallèles, les deux squelettes pentose-phosphate se

trouvent sur les bordures extérieurs de l'hélice, alors que les bases azotées se font face à

l'intérieur et s'apparient par des liaisons hydrogène qui maintiennent ensemble les deux brins.

Dans cette double hélice, chacune des bases azotées a un complément exclusif : l'adénine est

toujours appariée avec la thymine et la guanine avec la cytosine (ces bases sont

respectivement représentées par les lettres A, T, G et C). (Figure A-8).

Fig A-8 : Appariement des bases par liaisons hydrogène

A-2-3- Naturels Nucléosides

Dans la dernière partie du 20ème siècle l'industrie pharmaceutique a développé un intérêt croissant pour les analogues des nucléotides et des nucléosides.

Les nucléotides sont des esters de phosphate des nucléosides, se composant d'une partie de sucre, d'un ribose (â--D-ribofuranose) et d'un désoxyribose 2 (2-deoxy- â -D-ribofuranose), respectivement ; ceux-ci sont liés à une base de purine ou de pyrimidine par une obligation â -N-glycosidique par N9 de la purine et du N1 de la base hétérocyclique de pyrimidine.

L'adénine de bases de purine (6-aminopurine) et la guanine (2-amino-6-oxypurine) sont communes à l'ARN et à l'ADN, de même que la cytosine de base de pyrimidine (aminopyrimidine 2-oxy-4-). Cependant, le uracile de base de pyrimidine (2,4-dioxy-pyrimidine) est seulement trouvé en ARN tandis que thymine, (pyrimidine 2,4-dioxy-5-méthyle) l'appareillement bas l'équivalent, est trouvé en ADN. Invariablement, en tous les nucléosides naturels, la configuration au centre anomérique (C-1 ') est â. Tableau A-2-1

En 1909, on a proposé le terme "nucléoside" par Levene et Jacobs pour décrire les dérivés d'hydrate de carbone des purines et du pyrimidines¹¹.(adenine ou la guanine) ou la base hétérocyclique de pyrimidine (cytosine, thymine ou uracile) par l'intermédiaire d'une obligation glycosidique, par le N-9 de la purine ou le N-1 de la base de pyrimidine .

Il n'avait pas lieu jusqu'aux années 60, cette chimie impliquant des nucléosides et des nucléotides a fourni l'infrastructure fondamentale et la méthodologie synthétique nécessaires pour produire de nombreux nucléosides naturels et structurellement modifiés biologiquement actifs. L'activité biologique des agents anticancéreux tels que 5-fluoro-2'-deoxyuridine (FUDR), arabinosylcytidine (ara-C), 8-azainosine, avec la découverte d'un nucléoside antiviral efficace :arabinosyladenosine (ara-A) et l'agent antitumoral , toyocamycin a indiqué

la valeur potentielle des analogues modifiés de nucléoside en tant qu'agents chimio- thérapeutiques^12 ;13

Fig A-9- Nucléosides Agents chimiothérapie

Plus tard ; l'importance de ces analogues de nucléoside a été réaffirmée avec l'apparition d'HIV comme agent étiologique principal d'AIDS.¹⁴ que la première drogue approuvée pour le traitement d'HIV était le nucléoside modifié AZT qui empêche HIV-1 transcriptase.¹⁵ renversé en outre, plusieurs autres analogues de nucléoside impliqués dans l'inhibition du transcriptase HIV-1 renversé, à savoir le ddC, le ddI, les d4T et les 3TC, ont fourni bien plus de signification à l'utilisation des analogues de nucléoside en tant qu'agents chimiothérapeutiques biologiquement efficaces (le figure A-10).^{14,16 ,17}

Fig A-10- Nucléoside efficaces de HIV

D'autres approches aux modifications des purines ont impliqué l'incorporation d'autres hétéroatomes tels que le soufre ou l'oxygène, qui permettent à la partie hétérocyclique de maintenir son aromaticité¹⁸. Les modifications impliquant d'autres bases hétéro aromatique telles que le démuni de pyrimidines aussi intensivement étudié que des purines, cependant, leurs modifications ont principalement eu comme conséquence les nucléosides pyrimidine-basés par aza/deaza et les systèmes¹⁹ prolongés d'anneau de pyrimidine. 5-Azacytidine, avec son analogue 2'-deoxy, a montré l'activité biologique significative contre des cellules de la leucémie L1210 et est actuellement employé dans la médicine.

Fig A-11- Nucléosides pyrimidine modifiés biologiquement efficaces

Une autre modification structurale qui a été intensivement employée est le remplacement isosteric de l'oxygène de furanose de la partie de sucre avec une sous-unité de méthylène (où X = CH₂) ayant pour résultat un nucléoside carbocyclique (Figure A-12).

Fig A-12- Quelques modifications de la partie de ribose

Tableau A-2-1. Nucléoside et deoxynucleoside naturale

Base azotée	Nucléoside	Deoxynucléoside
Adenine	Adenosine A	Deoxyadenosine dA
Guanine	Guanosine G	Deoxyguanosine dG
Thymine	5-Methyluridine m^5U	Deoxythymidine dT
Uracil	Uridine U	Deoxyuridine dU
Cytosine	Cytidine C	Deoxycytidine dC

A-2-4- Description et Classification des Analogues de Nucléosides:

Dans la médecine plusieurs analogues de nucléoside sont employés en tant qu'agents antiviraux ou anticancéreux. La polymérase virale incorpore ces composés avec des bases de non-canon. Ces composés sont activés dans les cellules en étant converti en nucléotides, ils sont administrés comme nucléosides puisque les nucléotides chargés ne peuvent pas facilement croiser des membranes de cellules⁵. Dans la biologie moléculaire plusieurs analogues de sucre de l'épine dorsal existent. En raison de la basse stabilité de l'ARN, qui est enclin à l'hydrolyse, on emploie plusieurs analogues plus stables de l'alternative nucleoside/nucleotide qui lient correctement à l'ARN¹⁰. Ceci est réalisé en employant un sucre différent d'épine dorsale. Ces analogues incluent LNA, le morpholino, PNA.

Un acide nucléique verrouillé (LNA)⁸ (Figure A-13) souvent désigné sous le nom de l'ARN inaccessible, est un nucléotide modifié d'ARN. La partie de ribose d'un nucléotide de LNA est modifiée avec un pont supplémentaire reliant les carbones 2'et 4'.

L'acide nucléique de peptide (PNA)⁸ :est un polymère artificiellement synthétisé semblable à l'ADN ou à l'ARN et est employé dans la recherche biologique et les traitements médicaux. PNA n'est pas connu pour se produire naturellement sous les formes modernes de la vie.

Fig A-13- Acide nucléique verrouillé LNA

Ces bandes de nucléotides d'un sucre non-canon, dideoxyribose qui manque du groupe de l'hydroxyle 3'(qui accepte le phosphate) et ne peut pas donc obligation avec la prochaine base, terminant la chaîne comme les polymérases d'ADN la confondent avec un deoxyribonucleotide régulier.

Les analogues de nucléosides⁹ constituent des structures aptes à inhiber les virus ;

Les nucléosides sont classifiés dans deux catégories principales :

des N-nucléosides et des C-nucléosides. Les anciens sont des nucléosides ayant une obligation entre le carbone anomérique de la partie de sucre et l'azote de la partie basse tandis que les derniers ont une obligation entre le carbone anomérique et le carbone de la base.

En outre, chaque partie du sucre ou de la base peut être modifiée. Les changements de la partie de sucre de nucléosides incluent des modifications des substituants de sucre et du remplacement de l'oxygène avec un autre atome. Ces changements peuvent produire des variations importantes d'activité et de degré biologiques¹⁰ de toxicité sélective, aussi bien que dans leurs propriétés chimiques et physiques respectives. En particulier, les modifications du 2'- et les 3'- des positions ont produit des composés avec une large gamme d'activité biologique.

La substitution de l'oxygène 4'-d'anneau avec d'autres hétéroatomes affecte la conformation et les propriétés biologiques du nucléoside. Des nucléosides dont X l'oxygène d'anneau du sucre est remplacé par le carbone, l'azote, le soufre, et le phosphore s'appellent généralement les nucléosides carbocycliques, azanucléosides, thionucléosides, et phosphanucléosides, respectivement (Figure A-14). Un exemple d'une utilisation médicale de cette classe des nucléosides a été le 4'-thionucleosides, qui montre un large spectre d'activité biologique et de stabilité chimique et enzymatique augmentée⁶. Les nucléosides cycliques, Ces nucléosides sont des didésoxynucléosides qui, sous leur forme triphosphatée, interfèrent avec la réplication virale de deux manières : soit en inhibant la transcriptase inverse par compétition avec les substrats naturels, soit par incorporation dans la chaîne d'ADN proviral en formation²⁰. Dans ce dernier cas ils agissent en tant que terminateurs de la chaîne du fait qu'ils ne possèdent pas d'hydroxyle en 3'.

Fig A-14- Analogues de Nucléoside

CLASSIFICATIONS DES ANALOGUES DE NUCLEOSIDES

Nucléosides Cycliques

Nucléosides Acycliques

Seco-AcycloNucléoside

Acyclo Nucléoside

X=O,N,S,P,C,Si......ect

X=O: Nucléoside (Normal)

X=N : Azanucleoside

X=S : Thionucleoside

X= P : Phosphanucleoside

X= C : Carboxylique nucleoside

Z=Zero,1,2,3,......ect ; Y= N,O,S,C, ..ect; K= Zero;,N,O,S,C,.ect

X-Cyclique-Y ;K-Nucléoside X-Acyclo-Y ;K-Nucléoside X-Seco-Acyclo-Y ;K-Nucléoside

X= O= Normal Nucléoside

Y,K=N: Cyclo -N-Nucleoside Acyclo-N-Nucleoside Seco-Acyclo-N-Nucleoside

Y,K=O: Cyclo -O-Nucleoside Acyclo-O-Nucleoside Seco-Acyclo-O -Nucleoside

Y,K=S: Cyclo -S-Nucleoside Acyclo-S-Nucleoside Seco-Acyclo-S -Nucleoside

Y,K=C: Cyclo-C- Nucleoside Acyclo-C-nucleoside Seco-Acyclo-C -Nucleoside

X=N= Aza Nucléoside

Y,K= N Aza-Cyclo-N-Nucléoside Aza-Acyclo-N-Nucléoside Aza-Seco-Acyclo-N-Nucléoside

Y,K=O Aza-Cyclo-O-Nucléoside Aza-Acyclo-O-Nucléoside Aza-Seco-Acyclo-O-Nucléoside

Y,K=S Aza-Cyclo-S -Nucléoside Aza-Acyclo-S -Nucléoside Aza-Seco-Acyclo-S -Nucléoside

Y,K=C Aza-Cyclo-C -Nucléoside Aza-Acyclo-C -Nucléoside Aza-Seco-Acyclo-C -Nucléoside

X=S =Thio Nucléoside

Y,K= N Thio-Cyclo-N-Nucléoside Thio-Acyclo-N-Nucléoside Thio-Seco-Acyclo-N-Nucléoside

Y,K=O Thio-Cyclo-O-Nucléoside Thio-Acyclo-O-Nucléoside Thio-Seco-Acyclo-O-Nucléoside

Y,K=S Thio-Cyclo-S -Nucléoside Thio-Acyclo-S -Nucléoside Thio-Seco-Acyclo-S -Nucléoside

Y,K=C Thio-Cyclo-C -Nucléoside Thio-Acyclo-C -Nucléoside Thio-Seco-Acyclo-C -Nucléoside

X=C = Carboxylique Nucléoside

Y,K= N Carbo-Cyclo-N-Nucléoside Carbo-Acyclo-N-Nucléoside Carbo-Seco-Acyclo-N-Nucléoside

Y,K=O Carbo-Cyclo-O-Nucléoside Carbo-Acyclo-O-Nucléoside Carbo-Seco-Acyclo-O-Nucléoside

Y,K=S Carbo-Cyclo-S -Nucléoside Carbo-Acyclo-S -Nucléoside Carbo-Seco-Acyclo-S -Nucléoside

Y,K=C Carbo-Cyclo-C -Nucléoside Carbo-Acyclo-C -Nucléoside Carbo-Seco-Acyclo-C -Nucléoside

Fig A-15-Classification des Nucléosides et des Analogues de Nucléoside

Ø Pour X= O et Y= N : Cyclique-N-Nucléoside, exemple :

est le plus grand groupe ; les membres classiques sont (T), ^21-23 3'-amino-3'-deoxyadenosine ^{24 -25} (Fig A-16) le decoyinine (angustmycin A); psicofuranine (d'angustmycinC) ^{26 -27}; 3'-deoxyadenosine (cordycepin) ^28-29, et arabinofuranosyladenine (Ara A).

Ils sont tous les analogues d'adénosine avec des sucres modifiés. Le triphosphate de Cordycepin a été employé intensivement pour étudier le mécanisme synthèse de ARN. Ara A, d'abord d'isolement dans l'éponge marine et plus tard des filtrats de culture de streptomyces d'antibiotiques^30-31, est employé actuellement comme agent antiviral. 2'-Amino-2'-deoxyadenosine (Fig A-16) a été découvert comme métabolite d'Actinomadura ayant l'activité d'antimycoplasma³².

Fig A-16-Cyclique -N-nucléoside

Avec :l'AZT (Retrovir®),³³ le ddI (Videx®)³⁴, le d4T (Zerit®)³⁵

Ø Pour X=O et Y=C :Cyclique-C-Nucléoside , exemple :

Formycins A (Fig A-17) et B sont des nucléosides de pyrazolopyrimidine. Pyrazomycin (pyrazofurin) est un nucléoside de pyrazole. Showdomycin a un anneau de maleimide et le minimycin (oxazinomyciri) a un anneau d'oxazinedione. La chimie et la biologie de ce groupe ont été intensivement passé en revue^36-39 .que ce groupe de nucléoside a été montré pour avoir un précurseur biosynthétique commun, glutamate et comme montré

dans (Fig A-17), l'anneau de maleimide du showdomycin est formée de carbons-2, 3, 4 et 5 de glutamate^40-41 ,cependant de minimycin utilise les carbones-3, 4 et 5,^{42 -43}et l'anneau de pyrazole de formycin^{44 -45}et de pyrazofurin⁴⁶ est formé de les carbones-1, 2, 3 et 4.

Fig A-17-Cyclique -C -nucléoside

Les C-Nucléosides ont C1 'de leurs parties de sucre liées à différents hétérocycles par une obligation de carbone-carbone. Bien que les N-nucléosides, avec un lien glycosidique de

C1'-N soient naturellement prédominants, il y a également les C-nucléosides normaux, avec un lien glycosidique de C1'-C.

Due à leur obligation glycosidique de c-c, C-nucléosides sont stable à l'hydrolyse enzymatique et montrent souvent les propriétés d'antibactérien, antivirales et antitumorales. En outre, beaucoup de C-nucléosides normaux et artificiels ont été récemment synthétisés et on l'a constaté que la plupart d'entre elles possède des activités biochimiques.

Isonucleosides sont une classe spéciale des nucléosides modifiés en lesquels la partie basse est située le carbone à 2'- ou à 3'- de sucre.

La synthèse des isonucléosides est basée sur le fait que même avec la transposition de la base hétérocyclique au 2'- ou 3'-position, l'arrangement spatial entre la base et le groupe 5'-hydroxy est maintenu, et la "nouvelle" obligation glycosidique est plus stable vers l'hydrolyse enzymatique que la classique⁶.

les L-nucléosides, les énantiomères des D-nucléosides normaux, ne sont pas généralement identifiés par les enzymes mammifères normales, mais sont identifiés par les enzymes virus-codées ou bactériennes. Ceci a comme conséquence la toxicité minimale de centre serveur et la bonne activité d'antiviral/antibacterial. Par conséquent elles sont récemment devenues d'intérêt en raison de leur activité antivirale potentielle contre HIV⁶.

Ø Pour X=O et K=O Cyclique-O -Nucléoside , exemple :

Ø Pour X=O et K=S Cyclique-S -Nucléoside : exemple :

Ø Pour X= N , Y= N :Aza-Cyclique -N-Nucléoside :

Fig A-18- Azanucleoside⁴⁷

Ø Pour X= N , K=O :Aza-Cyclique -O-Nucléoside : Formule Générale :

Ø Pour X= N , K=S :Aza-Cyclique -S-Nucléoside : Formule Générale :

^Ø Pour X= N , K=C :Aza-Cyclique -C-Nucléoside : Formule Générale :

Ø Pour X= S , Y= N : ,Thio-Cyclique-N-Nucléoside

Fig A-19 - Cytidin⁴⁸

Fig A-20- Derivées de 4'-Thiotoyocamycin

en 1972, à des Bobek, Whistler et Bloch⁴⁹ ont réussi les 4'-Thio-Derivées de composé de l'antibiotique Toyocamycin (7-Cyano-7-deazaadenosin,) ^50,51 (Fig A-20) ainsi que les autres dérivés représentés. Le Toyocamycin lui-même est plus significatif un dérivé dans pur importante d'activité anti-Tumeur. Tous le Nucléoside représenté ont montré clairement un effet inhibitrice sur cela dans vitro-Wachstum de L-1210 les cellules. 4'Thiotoyocamycin lui-même se sont avérés dehors plus activement.

Ø Pour X= S , K=O : Thio-Cyclique-O -Nucléoside : exemple:

Biothiopolymére

Ø Pour X= S , K=S : ,Thio-Cyclique-S -Nucléoside: exemple:

Ø Pour X=S, Y= C : Thio-Cyclique -C -Nucléoside : exemple :

Fig A-21-Tiazofurin⁵²

Les nucléosides carboxyliques, en lesquels la partie de D-ribose du nucléoside est remplacée par un système de cyclopentane ⁵³, sont stables vers l'hydrolyse par des phosphorylases et montrent souvent le biostabilité augmenté. Le remplacement d'Isostérique de l'oxygène du furanose avec un groupe de méthylène a été montré pour avoir non seulement comme conséquence la résistance enzymatique améliorée^54;55, mais la toxicité également réduite des nucléosides carbocycliques comparés aux conventionnels⁵⁶.

Cette modification structurale qui a été intensivement employée est le remplacement de l'oxygène de la partie de sucre avec une sous-unité de méthylène (où X = CH₂-) ayant pour résultat un nucléoside carbocyclique.

Ø Pour X= C ,Y= N : Carbocyclique-N -Nucléoside :

Fig A-22- Lobucavir⁵⁷

Fig A-23- Nucléosides Carbocycliques Antiviraux

l'aristeromycin et le neplanocin A Carbocycliques et leur dérivées ont montré l'activité biologique significative contre SAHase et ADN MeTase, une autre cible enzymatique importante pour les agents antiviraux, antiparasitaires et anticancéreux (Fig A-23).^58,59 bien que les nucléosides carbocylique soient synthétiquement provocants, une génération des nucléosides carbocycliques antiviraux extrêmement efficaces tels que le carbovir, l'abacavir et le lobucavir ont été produits.

Ø Pour X= C ,K =O : Carbocyclique-O -Nucléoside : Formule Générale :

Ø Pour X= C , K =S : Carbocyclique-S -Nucléoside : Formule Générale :

Ø Pour X=C , Y= C :Carbocyclique-C -Nucléoside :

Fig A- 24- [3-(4-Amino-5H-pyrrolo[3,2-d]pyrimidin-7-yl)-1-hydroxymethylcyclopentyl]

Methanol⁵²

Les efforts étendus dans la recherche des agents chimiothérapeutiques contre le cancer et la maladie infectieuse virale ont mené à la découverte d'une variété d'analogues biologiquement actifs de nucléoside, y compris nucleosides⁶⁰ carbocyclique abacavir⁶¹ et C-nucléosides⁶². C-nucléoside carbocyclique est une classe unique des nucléosides en lesquels l'hétérocycle est relié à une partie de sucre par une obligation de c-c au lieu de l'obligation de C-N des nucléosides normaux. Les C-Nucléosides ont suscité l'attention considérable due non seulement de la stabilité chimique mais également des activités biologiques intéressantes des composés naturels tels que le : showdomycin, les formycins, l'oxazinomycin, etc.⁶³ en outre, plusieurs C-nucléosides synthétiques biologiquement actifs tels que le pseudoisocytidine⁶⁴ ; thiazufurin⁶⁵.

En outre, les nucléosides contenant des parties de sucre avec deux hétéroatomes dans l'anneau de sucre se sont avérés être les agents antiviraux tout à fait efficaces, particulièrement le dioxo- et les oxothio-nucléosides.

Les nucléosides acycliques, d'autre part, diffèrent des nucléosides conventionnels parce que l'anneau de sucre est remplacé par une partie acyclique⁶⁶. Le premier nucléoside acyclique pour montrer l'inhibition sélective de la réplique de HSV était acyclovir, un nucléoside basé par guanosine dont l'efficacité clinique comme agent antiviral a stimulé un grand intérêt pour les nucléosides acycliques.

Donc Les analogues de nucléosides acycliques : qui contient seco et acyclo nucleosides comprenant les dérivées l'acyclovir, le pencyclovir, le gancyclovir et leur prodrogues (le valacyclovir et le famcyclovir). Ils constituent les traitements de premiers choix contre les infections au VHS¹².

Cependant, ces derniers antiviraux ne sont pas encore approuvés pour le traitement de l'infection au VHS mais ont tout de même démontré une efficacité dans l'inhibition de la réplication du VHS .

En prendre maintenant des exemples sur les nucléosides acycliques le plus courants :

v X-Seco-Acyclo-Y-Nucléoside

Pour la classification des Seco -Acyclo -Nucléoisides⁶⁷il ya 5 groupes principal :

a)-Seco -Acyclo-Nucléoside avec un débranchement :

b)-Diseco -Acyclo-Nucléoside avec deux débranchement :

c)-Triseco -Acyclo-Nucléoside avec Trois débranchement :

d)-Tetraseco -Acyclo-Nucléoside avec Quatre débranchement :

e)-Pentaseco -Acyclo-Nucléoside avec Cinq débranchement :

Avec X= O ; S ; C

Ø Pour X= O ; Y=N : Seco -Acyclo-N-Nucléoside

Fig A-25- Seco -Acyclo-N-Nucléoside anti VHS

L'Acyclovir et ses dérivés : l'Acyclovir est un analogue de la 2'-désoxyguanosine. Sa

découverte a été la plaque tournante du traitement des infections herpétiques et, depuis

plusieurs années, l'Acyclovir et ses dérivés sont considérés comme le traitement de choix des

infections au VHS-1, VHS-2 et au VZV. Il démontre une efficacité remarquable et est très

peu toxique.

Ø Pour X= O ; Y=C : Seco -Acyclo-C -Nucléoside

Fig A-26-Seco-Pseudouridines ⁶⁷

Ø Pour X=C ; Y=N : Seco -Acyclo-N -Nucléoside

Pour acyclonucléoside : la formule en général :

v X-Acyclo-Y,K-Nucléoside

Ø Pour X-Acyclo-N-Nucléoside : Formule générale :

Pour

· X=O : Acyclo-N-Nucléosides

· X=N : Aza-acyclo-N-Nucléoside

· X=S : Thio-acyclo-N-Nucléoside

· X=C :Carbo-acyclo-N-Nucléoside

Ø Pour X-Acyclo-O -Nucléoside : Formule générale :

Pour

· X=O : Acyclo-O -Nucléoside

· X=N : Aza-acyclo-O -Nucléoside

· X=S : Thio-acyclo-O -Nucléoside

· X=C :Carbo-acyclo-O -Nucléoside

Ø Pour X-Acyclo-S -Nucléoside : Formule générale :

Pour

· X=O : Acyclo-S -Nucléoside

· X=N : Aza-acyclo-S -Nucléoside

· X=S : Thio-acyclo-S -Nucléoside

· X=C :Carbo-acyclo-S -Nucléoside

Ø Pour X-Acyclo-C -Nucléoside : Formule générale :

Pour

· X=O : Acyclo-C -Nucléoside

· X=N : Aza-acyclo-C -Nucléoside

· X=S : Thio-acyclo-C -Nucléoside

· X=C :Carbo-acyclo-C -Nucléoside

voici quelques exemples : qui utilisent comme des agents antiviral et anti tumeur : (Fig A-27)

Pyrazole ⁶⁹

Thiadiazole ⁶⁸ Avec R¹= H ; R²= OAc

Hypoxanthine⁷⁰ Oxadiazolines⁷⁰

Imidazole⁷⁰

Fig A-27 -Acyclonucléoside

A-2-5- Synthèse des Nucléosides :

Une des étapes clés de la synthèse des nucléosides est le couplage de la base

Pyrimidine, purine ou autre, avec le glucide comme exemple. Nous nous proposons d'abord de présenter brièvement quelques méthodes de couplage les plus courantes.

A-2-5-1- Méthode de Hilbert et Johnson

Parallèlement à ces méthodes employant des sels de métaux lourds, Hilbert et Johnson⁶ ont développé une procédure de couplage également appelée méthode de quaternisation.

Elle est appliquée principalement pour la synthèse de nucléosides pyrimidiques.

Elle s'effectue par condensation de 2,4-dialcoxypyrimidines sur des halogénures acétylés, selon le mécanisme suivant (schéma A-1) :

Schéma A-1- Méthode de couplage de Hilbert et Johnson

Cette méthode donne des rendements variables qui sont influencés par plusieurs facteurs :

- la facilité de dissolution du sucre halogéné, favorisée par l'utilisation de solvants tels

que l'acétonitrile .

- l'aptitude du groupe alkyle R du sel quaternaire intermédiaire à subir l'attaque nucléophile de l'ion halogénure X- ; il est possible dans certains cas d'utiliser un catalyseur tel que HgBr₂ qui, en se complexant avec le sel quaternaire, favorisera l'élimination du groupe :

R en position 2 .

- l'électronégativité du substituant Y en position 5

A-2-5-2- Méthode de Vorbrüggen

En remarquant que les catalyseurs de Friedel-Crafts permettent la conversion

des 1-acyloxy sucres acétylés en leur dérivés 1-acétylés et 1-halogénés, Vorbrüggen et Coll⁷. ont tenté la réaction avec des pyrimidines et des sucres per-acétylés ou 1-acétylé-2,3,5-

tribenzoylés.

La réaction est réalisée à température ambiante dans un solvant polaire (1,2-dichloroéthane, acétonitrile ou mélange des deux en proportions variables). Après divers essais réalisés avec différents catalyseurs de Friedel et Crafts (ZnCl2, TiCl4, AlCl3, SnCl4 ou BF3-Et2O), il apparaît que la combinaison 1,2-dichloroéthane/SnCl4 donne de bons résultats.

Ce solvant ainsi que l'acétonitrile sont d'utilisation aisée car ils sont facilement purifiables et

permettent un chauffage à plus de 70°C si nécessaire⁷. Cependant l'emploi de l'un ou de

l'autre engendre des modifications du comportement des réactions (temps, proportions des

produits N-1 et N-3 substitués sur les bases pyrimidiques).

La quantité de catalyseur employée dépend de la nature du réactif glucidique utilisé :

0,25 éq. sont suffisants pour réaliser un couplage entre une base silylée et un sucre halogéné

en position anomérique, alors que 0,75 à 1,5 éq. sont nécessaires dans le cas de sucres

1-Ométhyle ou 1-O-acétyle, ces derniers étant moins sensibles mais moins réactifs.

Le mécanisme de la réaction de glycosylation (Schéma A-2) met en jeu la participation

du groupement en position 2 du sucre : le groupement acyloxy (acétyle ou benzoyle)

intervient pour former un intermédiaire «sucre-cation» cyclique qui encombre la face

. L'attaque nucléophile de la base silylée se fait alors préférentiellement sur la face .

Schéma A-2-Mécanisme du couplage de Vorbrüggen appliqué aux bases pyrimidiques

La méthode de Vorbrüggen est devenue la plus fréquemment employée dans la synthèse

des nucléosides en raison de ses nombreux avantages :

- elle peut être appliquée non seulement aux pyrimidines et à leurs dérivés, mais aussi

aux purines, aux thiazoles et à d'autres hétérocycles azotés ;

- la fixation du groupe TMS sur la base est très aisée ;

- le TMS s'élimine facilement en fin de réaction au cours du traitement ;

- les rendements obtenus sont élevés du fait de l'activation par des groupes TMS pour

l'attaque nucléophile ;

- la possibilité d'utiliser des sucres 1-acétylés ou 1-O-méthylés plus stables et facile

d'accès.

A-2-6- Synthése d'Acyclo- N-Nucléosides

Les transformations de la partie base d'hétérocyclique ont eu comme conséquence des analogues de nucléoside avec une variété d'applications thérapeutiques⁷¹. D'ailleurs, l'élaboration de la méthodologie synthétique et, en particulier, le développement en chimie d'accouplement de carbone-carbone a produit des méthodes efficaces pour la génération de beaucoup de composés de roman.

Comme nous l'avons montré au précédent, l'acyclo -Nucléoside est l'un des

composés à présenter une action significative sur les bactéries. A l'heure actuelle, on ne

connaît que très petite nombre de dérivés de l'acyclo-N-Nucléoside possédant un caractère antiviral reconnu.

La recherche de composés, si possible plus actifs que ceux existant⁷², constitue donc une étapeimportante dans le domaine de la chimie fine. De nombreuses équipes de recherche se sontintéressées à la synthèse d'analogues de l'acyclo-N-Nucléoside.

Ces analogues sont synthétisés par modification de la partie glucidique des nucléosides. Les acyclonucléosides peuvent être considérés comme étant de la famille qu'ils possèdent la fonction éther ainsi que le groupement hydroxyle.

Par rapport aux nucléosides⁷³, ils gardent le même squelette carboné et la chiralité du

carbone anomérique, par contre ils perdent la rigidité de la partie glucidique puisqu'il n'y a

plus de liaison entre les carbones 2' et 3'.

Pour notre part, nous présentons: la synthèse, la caractérisation structurale et l'évaluation

antivirale de quelques analogues N-acycliques de nucléosides portant comme partie base,

dérivée de triazol.

Sur la base des considérations ci-dessus, les analogues originaux de N-acyclo nucléoside ont dirigé sur l'intérêt considérable toujours réveillé renversé de transcriptase⁷⁴ Dans l'espoir

d'élucider et/ou de trouver de meilleurs agents thérapeutiques, les analogues du deoxynucléoside 3'-modifie semblent être l'une des cibles recommandées⁷⁵.

Ils agissent en tant qu'inhibiteurs d'enzyme ou en tant que terminateurs à chaînes d'ADN-polymérisation virale dus au manque ou changement du groupe 3'-hydroxyle.

Le N modifié -nucléosides a attaché au hétérocycle original à la partie anomérique de sucre, ont également maintenu l'attention, et ils ont obtenu une nouvelle classe des analogues de nucléoside de hétérocycle.⁷⁶

l'accès à nouveau des N-acyclonucléosides, visant pour présenter l'intérêt biologique en tant qu'agents antiviraux ou anticancéreux, a été également étudiés.

Le nucléoside et leurs analogues ont émergé en tant qu'agents thérapeutiques importants dans le traitement de plusieurs maladies virales⁷⁷, comprenant AIDS.^77-78 Ceux-ci fonctionnent à côté de bloquer le transcriptase renversé virally-codé (RT).⁷⁵ que la majorité d'analogues de nucléoside se composent des modifications des substrats normaux dans la base hétérocyclique ou dans la partie de sucre.⁷⁶  Les analogues azotées de acyclonucléoside ont l'activité efficace anti-HIV et sélective. Dans l'adition, dû au manque de la tringlerie conventionnelle de glycoside, ils sont stables in vivo au fendage par des phosphorylases et des hydrolases^79,80. Ces dernières années, nous sommes devenus intéressés à explorer le potentiel thérapeutique des N-acyclonucléosides^81,82, Les études théoriques structurales employant des méthodes laissent établir que les paramètres principaux structuraux comme distance entre la base et l'hydroxyle groupent ou la position relative entre la base hétérocyclique et le sucre¹⁵, sont très semblables à ceux des nucléosides normaux.

La découverte des isomères structuraux N-acyclonucléosides ^77-84: comme :9-(1,3-dihydroxy-2-propoxymethyl) guanine (DHPG) et 9-(2,3-dihydroxy-1propoxymethyl) guanine(iso-DHPG) (Fig A-28) comme drogues antivirales efficaces et fortement sélectives pour le traitement des infections recto du virus d'herpès (HSV) a stimulé une recherche étendue des nucléosides acycliques qui sont des agents antiviraux plus efficaces. Jusqu'ici⁸⁵,

les études de structure-activité ont prouvé que la chaîne latérale des nucléosides acycliques joue un rôle principal dans l'activité antivirale (phosphorylation). En conséquence, beaucoup de chimistes de nucléoside ont dirigé leurs efforts vers la synthèse des analogues de DHPG ; NDG (iso-DHPG) et d'autres N-acyclonucléosides avec de divers chaînes latérales.

D'autre part, les N-nucléosides sont une grande classe des anti métabolites. Les drogues importantes de cette classe sont le brednin, le pyrazofurin et la ribavirine et ses analogues⁸⁶ qui sont dotées d'activité immunosuppressive, antitumorale et antivirale, respectivement.

DHPG NDG

Fig A-28- Structures de DHPG et NDG

La recherche actuelle présente une voie commode pour la préparation d'une série d'analogues DHPG et NDG dans lesquels les dérivés de triazole remplacent la partie de guanine. Pour mener aux nouveaux acyclonucleosides d'azole, la réaction a été effectuée par l'intermédiaire d'un cycloaddition 1,3-dipolar ^16,18entre les azotures acycliques de sucre à l'avance préparés qui réagissent comme diène avec de l'acétylène (Schéma A-3) ; Ces composés ont été alors examinés par des études in vitro pour des activités antivirales.

Schéma A-3- Préparation Analogue NDG à base Triazol

A-2-7- Nucléoside Antibiotiques

Sur la base des considérations ci-dessus, les analogues originaux de nucléoside ont dirigé sur l'intérêt considérable toujours réveillé renversé de transcriptase ⁸⁷ . Dans l'espoir d'élucider et/ou de trouver de meilleurs agents thérapeutiques, les analogues du N-nucléosides ⁸⁸ . Ils agissent en tant qu'inhibiteurs d'enzyme ou en tant que terminateurs à chaînes d'ADN. les nucléosides a attaché au hétérocycle original à la partie anomèrique de sucre, ont également maintenu l'attention, et ils ont obtenu une nouvelle classe des analogues de nucléoside de hétérocycle,qui se comportent la plupart du temps comme des substrats biologiquement

active ⁸⁹ .

Des Nucléosides Antibiotiques sont trouvés en tant que groupes divers de N-Nucléosides. Ils incluent une variété de modifications structurales des nucléosides, menant souvent aux molécules complexes. Leurs activités biologiques sont également étendues, y compris l'antibactérienne, antifongique, antitrypanosomal, antitumoral, antiviral, herbicide, insecticide. Elle n'étonne pas que les nucléosides antibiotiques montrent de telles activités biologiques diverses, parce que les nucléosides jouent des rôles dans les voies métaboliques cellulaires les plus fondamentales telles que des porteurs de métabolite, des donateurs d'énergie, des messagers secondaires, et des cofacteurs pour différentes enzymes. Ainsi, non seulement la synthèse d'acide nucléique mais également la synthèse de protéine, et la synthèse de glycoprotéine : sont des cibles des nucléosides antibiotiques.

des nucléosides antibiotiques ont été passés en revue par Suhadolnik dans 1970⁹⁰et 1979.^91-93 en 1982, passé en revue leur biochimie et Buchanan et Wightman⁹⁴ passé en revue la chimie. Cependant, des douzaines de nouveaux nucléosides antibiotiques ont été découvertes dans la dernière décennie et leurs rôles biologiques ont été déterminés. En cette partie, des nucléosides antibiotiques de actuellement sont énumérés avec leurs structures ; Leur chimie et biologie ont été brièvement passées en revue, pour éviter de recouvrir avec des revues précédentes. Nucléosides antibiotiques ont été classifiés sur la base de leurs structures, cette classification est conventionnelle ; certains des nucléosides antibiotiques possèdent les dispositifs structuraux couvrant plus de deux groupes dans la classification des nucléosides.

Fig A-29- Nucléoside Antibiotique

Neplanocins A -D et F sont des produits très efficaces ; comme l'aristeromycin ,ils sont des analogues carbocycliques d'adénosine, ayant un anneau époxyde-cyclopentane ou d'anneau Cyclopentane. Neplanocin A : a des activités antitumorales et antivirales fortes. Mais son activité antimicrobienne est limitée. Plusieurs synthèses totales ont été réalisé ^95-97 .le produit n'est pas phosphorylée en cellules et la molécule intacte empêche fortement l'hydrolase en cellules. Seulement un nombre restent de composés sont connus dans ce groupe. Oxanosine⁹⁸ : est unique en structure et dans l'activité biologique. La structure en laquelle N-l de guanosine est remplacé par l'oxygène a été établi par analyse X-ray.⁹⁹ ce nucléoside a montré l'activité faible contre les bactéries gram-négatives se sont avérés pour empêcher Escherichia coli GMP synthétase.¹⁰⁰ que le mécanisme de l'activité antitumorale a été étudié.

PARTIE B (RESULTATS ET DISCUTION)