Уникальная структура лиганд-связывающих участков семикратно пересекающих мембрану рецепторов позволяет связывать лиганды различной природы и молекулярной массы в широком диапазоне от 32 для Ca2+ до более чем 102 кДа для гликопротеинов.

Большинство обычных низкомолекулярных гормонов (типа адреналина и ацетилхолина) связывается с участками внутри гидрофобного ядра (a). Пептидные и белковые лиганды присоединяются к внешней поверхности рецептора (b, c). Некоторые лиганды низкого молекулярного веса, Ca2+ и аминокислоты (глутамат, ГАМК) связываются с длинными участками на N-конце, индуцируя их переход в новую конформацию, в которой длинный участок взаимодействует с рецептором (d). В случае рецепторов, активируемых отрезающей протеазой (e), новый N-конец действует как автолиганд. Отрезанный пептид может также взаимодействовать с другим рецептором.

1.3. Биологическая активность производных адамантана

Производные адамантана как физиологически активные вещества находят широкое применение с 70-х годов XX века [20]. Сам адамантан (трицикло[3.3.1.1.]декан, С10Н16) принадлежит к числу трициклических нафтенов мостикового типа (рис. 6).

Рис. 6. Структура молекулы адамантана.

Молекула его состоит из трёх конденсированных циклогексановых колец в конформации кресла. Пространственная модель молекулы адамантана – высокосимметричная конструкция с малой поверхностью и незначительными силами межмолекулярного взаимодействия в кристаллической решётке [23]. Из всех трициклических углеводородов адамантан наиболее устойчив, что объясняется тетраэдрической направленностью связей всех атомов углерода и их фиксированным положением.

Биологическая активность производных адамантана обусловлена симметрией и объёмностью пространственного строения, значительной липофильностью жёсткого углеводородного каркаса адамантана, что позволяет им легко проникать через биологические мембраны [3]. Поэтому модификация органических соединений с помощью адамантильного радикала значительно изменяет их биологическую активность, нередко усиливая её. С помощью метода спиновых меток было показано, что адамантан, попадая в липидный бислой, способен разрушать гексагональную упаковку метиленовых группировок, характерную для двойного слоя фосфолипидов, и нарушать осевое расположение алкильных цепей фосфолипидов, модифицируя тем самым функциональные свойства клеточных мембран [18]. Принимая во внимание важность порядка расположения метиленовых групп липидов биологических мембран как фактора функционирования связанных с мембранами ферментов, можно отметить косвенное влияние адамантана на их активность.

На данный момент синтезировано более 1000 новых производных адамантана. Фармакологическое изучение показало наличие среди них веществ, обладающих выраженной психотропной, иммунотропной, противовирусной, курареподобной, антикаталептической, противоаллергической активностями, а также соединений, влияющих на ферментативную систему печени [37]. Амиды адамантанкарбоновых кислот проявляют антибактериальную активность [30].

Есть данные о результатах модификации молекулы энкефалина аминокислотами ряда адамантана. Введённый в положение 5 молекулы энкефалина (S)-адамантилаланин придаёт опиоидному пептиду резистентность по отношению к ферментам, легко разрушающим немодифицированный энкефалин (химотрипсин, проназа, нейтральная протеаза, термолизин) [24].

Показано, что физиологической активностью обладают азотсодержащие производные. Первым в медицинскую практику в 1966 г. вошёл гидрохлорид 1-аминоадамантана, обладающий противовирусной активностью в отношении штаммов вирусов типа А2, его фирменные названия: мидантан, симметрел, амантадин. Эти препараты используются для профилактики респираторных заболеваний, т. к. обладают способностью блокировать проникновение вируса в клетку. Предполагают, что данные препараты способны работать на начальных этапах репродукции вируса, блокируя синтез вирусоспецифичных РНК [3]. Противовирусная активность некоторых аминопроизводных адамантана связана с их способностью ингибировать ПК С [39]. Ремантадин (полирем, флумадин), как липофильное слабое основание способен повышать рН эндосомального содержимого и препятствовать депротеинизации вируса [1].

В клинической практике для лечения вирусных заболеваний применяются также такие препараты, как ацикловир (виролекс, герпесин, зовиракс, лизавир, суправиран), диданозин, фоскарнет (триаптен), ганцикловир (цимевен), ламивудин, рибавирин (виразол, рибамидил), ставудин, трифлуридин, видарабин, зальцитабин (хивид), зидовудин (азидотимидин, ретровир) [9]. Однако, у большинства этих препаратов относительно узкий спектр противовирусного действия, их недостатком является наличие разнообразных побочных реакций, появление резистентных штаммов вирусов и др. [25, 35].

Противовирусной активностью в отношении штаммов вирусов типа А2 обладают и производные алкиладамантанов: 1-гидрокси-3,5диметил-7-этиладамантан, 1-метокси-3,5диметиладамантан, которые, в отличие от мидантана, показали высокую противовирусную активность и в отношении штаммов strains of rhino viruses и herpes simplex [3]. Ряд гидрокси-, галоген- и меркаптопроизводных амидов адамантана тоже обладают противовирусной активностью [7, 19].

Показано, что амантадин способен препятствовать развитию очагов саркомы на зародышевой культуре, другие производные адамантана могут служить снотворными средствами, антималярийными препаратами, инсектицидами [37]. В экспериментах с использованием ВИЧ-инфицированных человеческих лимфобластоидных клеток показано, что некоторые производные адамантана обладают анти-ВИЧ-активностью [21]. Мидантан используется в неврологической клинике для лечения болезни Паркинсона и паркинсонического синдрома. Подобную активность проявляют хлорангидриды 3,5,7-алкилзамещённых 1-аминоадамантанов, некоторые из которых обладают антагонистическими дофамину свойствами. Некоторые четвертичные аммониевые основания с 2-адамантильным радикалом способны действовать как миорелаксанты периферического действия (курареподобная активность). Производные 1-аминоадамантана и 3,3-диамино-1,1-диадамантила противокаталептически активны, бактериостатическое влияние оказывают адамантанкарбоновые кислоты и фосфаты адамантантиолов и их производных. Диалкиламиновые эфиры адамантантиокарбоновой кислоты проявляют бактерицидную, фунгицидную, гербицидную активность [12]. Натриевая соль β-(1-адамантан)-пропионовой кислоты обладает желчегонным действием. 1-адамантиламмоний-β-хлорэтилоксаминоат и некоторые другие производные адамантана типа 1-AdCH2OCH2CH(OH)CH2NRR΄ обладают анестезирующим действием [3].

Антибактериальное действие, сравнимое с антибактериальным препаратом 5-нитро-8-гидроксихинолином, оказывают N-(нитрофенил)-адамантил-карбоксамиды и адамантилзамещённые N-(1-метилпиридиний)йодиды [13].

Перфторированный адамантан применяется в качестве компонента искусственной крови [28]. Есть данные об антиагрегационной способности производных адамантана по отношению к различным путям агрегации тромбоцитов [55].