Abstract
The review presents the following main trends and the perspectives of application of the transition metal clathrochelates in medicine and biochemistry: encapsulation of radioactive metal ion for diagnostics and therapy; imaging agents for MRI; antidotes and prolonged pharmaceuticals; pharmaceuticals for boron neutron capture therapy; antihelminthic and antiparasitic detergents; antioxidants; membrane transport of the metal ions; interaction of the cage metal complexes with nucleic acids and the potential of their self-assembling reactions in immunology and molecular biology (recognition of antibodies, antigens and DNA sites); design of HIV inhibitors for the therapy.
Similar content being viewed by others
References
Y. Z. Voloshin, N. A. Kostromina, and R. Krämer, Clathrochelates: Synthesis, Structure and Properties, Elsevier, Amsterdam, 2002.
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, T. E. Kron, V. K. Belsky, V. E. Zavodnik, and A. V. Palchik, Inorg. Chem., 2000, 39, 1907.
A. B. Burdukov, E. G. Boguslavskii, V. A. Reznikov, N. V. Pervukhina, M. A. Vershinin, Ya. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, and Yu. N. Bubnov, Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim., 2005, 1097 [Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2005, 54, 1125].
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, S. V. Korobko, V. Y. Chernii, S. V. Volkov, L. A. Tomachynski, V. I. Pehn’o, M. Y. Antipin, and Z. A. Starikova, Inorg. Chem., 2005, 44, 822.
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, S. V. Korobko, M. Y. Antipin, I. I. Vorontsov, K. A. Lyssenko, D. I. Kochubey, S. G. Nikitenko, and N. G. Strizhakova, Inorg. Chim. Acta, 2004, 357, 3187.
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, A. I. Stash, V. K. Belsky, Y. N. Bubnov, I. I. Vorontsov, K. A. Potekhin, M. Y. Antipin, and E. V. Polshin, Polyhedron, 2001, 20, 2721.
Ya. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, I. I. Vorontsov, M. Yu. Antipin, A. Yu. Lebedev, A. S. Belov, and A. V. Pal’chik, Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim., 2003, 1469 [Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2003, 52, 1552].
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, A. V. Palchik, I. I. Vorontsov, M. Y. Antipin, and E. G. Lebed, Inorg. Chim. Acta, 2005, 358, 131.
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, A. V. Palchik, Z. A. Starikova, M. Y. Antipin, E. G. Lebed, and Y. N. Bubnov, Inorg. Chim. Acta, 2006, 359, 553.
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, A. V. Palchik, A. I. Stash, and V. K. Belsky, New J. Chem., 1999, 23, 355.
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, A. V. Palchik, N. G. Strizhakova, I. I. Vorontsov, M. Y. Antipin, D. I. Kochubey, and B. N. Novgorodov, New J. Chem., 2003, 27, 1148.
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, T. E. Kron, V. K. Belsky, V. E. Zavodnik, N. G. Strizhakova, V. A. Nadtochenko, and V. A. Smirnov, Dalton Trans., 2002, 1203.
Ya. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, I. I. Vorontsov, M. Yu. Antipin, A. Yu. Lebedev, A. S. Belov, and N. G. Strizhakova, Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim., 2004, 92 [Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2004, 53, 92].
Y. Z. Voloshin, V. E. Zavodnik, O. A. Varzatskii, V. K. Belsky, A. V. Palchik, N. G. Strizhakova, I. I. Vorontsov, and M. Y. Antipin, Dalton Trans., 2002, 1193.
Ya. Z. Voloshin, A. S. Belov, A. Yu. Lebedev, O. A. Varzatskii, M. Yu. Antipin, Z. A. Starikova, and T. E. Kron, Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim., 2004, 1171 [Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2004, 53, 218].
Y. Z. Voloshin, V. E. Zavodnik, O. A. Varzatskii, V. K. Belsky, I. I. Vorontsov, and M. Y. Antipin, Inorg. Chim. Acta, 2001, 321, 116.
Ya. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, Z. A. Starikova, M. Yu. Antipin, A. Yu. Lebedev, and A. S. Belov, Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim., 2004, 53, 1439 [Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2004, 53, 1496].
N. N. Popova, I. G. Tananaev, S. I. Rovnyi, B. F. Myasoedov, Usp. Khim., 2003, 72, 115 [Russ. Chem. Rev., 2003, 72 (Engl. Transl.)].
E. N. Treher, J. Gougoutas, M. Malley, A. D. Nunn, and S. E. Unger, J. Labelled Compd. Radiopharm., 1986, 23, 1118.
E. N. Treher, L. C. Francesconi, J. Z. Gougoutas, M. M. Maley, and A. D. Nunn, Inorg. Chem., 1989, 28, 3411.
K. E. Linder, M. Malley, J. Gougoutas, S. Unger, and A. D. Nunn, J. Labelled Compd. Radiopharm., 1989, 26, 54.
K. E. Linder, M. F. Malley, J. Z. Gougoutas, S. E. Unger, and A. D. Nunn, Inorg. Chem., 1990, 29, 2428.
D. Farrell, Kar. Gloe, Ker. Gloe, G. Goretzki, V. McKee, J. Nelson, M. Nieuwenhuyzen, I. Pal, H. Stephan, R. M. Town, and K. Wichmann, Dalton Trans., 2003, 1961.
S. V. Smith, J. M. Harrowfield, N. M. Di Bartolo, and A. M. Sargeson, Cryptate Compounds and Methods for Diagnosis and Therapy, PCT Int. Appl. WO 00 40, 585 (Cl. C07D487/08) Publ. 13.07.2000.
T. A. Kaden, Dalton Trans., 2006, 3617.
B. Korybut-Daszkiewicz, R. M. Hartshorn, and A. M. Sargeson, Chem. Commun., 1989, 1375.
A. M. Sargeson, Coord. Chem. Rev., 1996, 151, 89.
Ya. Z. Voloshin and A. Yu. Nazarenko, Dokl. Akad. Nauk Ukr. SSR, Ser. B [Rep. Ukr. Acad. Sci., Ser B], 1985, 34 (in Russian).
Ya. Z. Voloshin, N. A. Kostromina, and A. Yu. Nazarenko, Zh. Obshch. Khim., 1990, 60, 1481 [J. Gen. Chem. USSR, 1990, 60 (Engl. Transl.)].
Ya. Z. Voloshin, Yu. G. Noskov, M. I. Terekhova, and T. E. Kron, Ukr. Khim. Zh. [Ukr. Chem. J.], 1993, 59, 231 (in Russian).
Ya. Z. Voloshin and Yu. G. Noskov, Ukr. Khim. Zh. [Ukr. Chem. J.], 1993, 59, 347 (in Russian).
Y. Z. Voloshin, Y. G. Noskov, M. I. Terekhova, and T. E. Kron, Polish J. Chem., 1996, 70, 1229.
Y. Z. Voloshin, M. I. Terekhova, Y. G. Noskov, V. E. Zavodnik, and V. K. Belsky, Anales de Qunmica Int. Ed., 1998, 94, 142.
M. F. Hawthorne, Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 1993, 32, 950.
Boron-Neutron Capture Therapy for Tumor, Ed. H. Hatanaka, Nisimura, Tokyo, 1986.
A. H. Soloway, W. Tjarks, B. A. Barnum, F.-G. Rong, R. F. Barth, I. M. Codogni, and J. G. Wilson, Chem. Rev., 1998, 98, 1515.
M. F. Hawthorne and A. Maderna, Chem. Rev., 1999, 99, 3421.
J. F. Valliant, K. J. Guenther, and A. S. King, Coord. Chem. Rev., 2002, 232, 173.
Y. Endo, T. Iijima, Y. Yamakoshi, H. Fukasawa, C. Miyaura, M. Inada, A. Kubo, and A. Itai, Chem. Biol., 2001, 8, 341.
R. A. Spryshkova, Dr. Sci. (Med.) Thesis, Blokhin Research Center of Oncology, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, 1999 (in Russian).
K. Yu. Zhizhin, E. A. Malinina, V. N. Mustyatsa, L. V. Goeva, O. O. Vovk, I. N. Polyakova, and N. T. Kuznetsov, Koord. Khim., 2001, 27, 613 [Russ. J. Coord. Chem., 2001, 27 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin, E. A. Malinina, L. V. Goeva, V. N. Mustyatsa, I. N. Polyakova, and N. T. Kuznetsov, Koord. Khim., 2001, 27, 619 [Russ. J. Coord. Chem., 2001, 27 (Engl. Transl.)].
V. N. Mustyatsa, K. Yu. Zhizhin, E. A. Malinina, L. V. Goeva, N. A. Votinova, and N. T. Kuznetsov, Koord. Khim., 2001, 27, 622 [Russ. J. Coord. Chem., 2001, 27 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin, L. V. Goeva, N. A. Votinova, and N. T. Kuznetsov, Koord. Khim., 2001, 27, 625 [Russ. J. Coord. Chem., 2001, 27 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin, L. V. Goeva, and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2002, 47, 396 [Russ. J. Inorg. Chem., 2002, 47 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2002, 47, 401 [Russ. J. Inorg. Chem., 2002, 47 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin, E. A. Malinina, M. V. Lisovskii, I. N. Polyakova, and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2002, 47, 1279 [Russ. J. Inorg. Chem., 2002, 47 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin, V. N. Mustyatsa, E. Yu. Matveev, N. A. Votinova, I. N. Polyakova, and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2003, 48, 671 [Russ. J. Inorg. Chem., 2003, 48 (Engl. Transl.)].
K. Y. Zhizhin, V. N. Mustyatsa, I. V. Polyakova, M. V. Lisovskii, and N. T. Kuznetsov, Abstr. Int. Conf. “Boron Chemistry at the Beginning of XXI Century”, Moscow, 2003, 147.
E. A. Malinina, I. N. Polyakova, K. Y. Zhizhin, V. V. Drozdova, L. V. Goeva, and N. T. Kuznetsov, Abstr. Int. Conf. “Boron Chemistry at the Beginning of XXI Century”, Moscow, 2003, 136.
K. Y. Zhizhin, V. N. Mustyatsa, N. A. Votinova, I. N. Polyakova, E. Y. Matveev, and N. T. Kuznetsov, Abstr. Int. Conf. “Boron Chemistry at the Beginning of XXI Century”, 2003, 151.
K. Yu. Zhizhin, V. N. Mustyatsa, E. A. Malinina, L. V. Goeva, I. N. Polyakova, and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2004, 49, 221 [Russ. J. Inorg. Chem., 2004, 49 (Engl. Transl.)].
L. I. Ochertyanova, V. N. Mustyatsa, O. N. Belousova, K. Yu. Zhizhin, and N. T. Kuznetsov, Neorg. Materialy [Inorg. Materials], 2004, 40, 188 (in Russian).
M. V. Lisovskii, N. V. Plyavnik, G. A. Serebrennikova, E. A. Malinina, K. Yu. Zhizhin, and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2005, 50, 33 [Russ. J. Inorg. Chem., 2005, 50 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin, V. N. Mustyatsa, E. A. Malinina, I. N. Polyakova, and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2005, 50, 243 [Russ. J. Inorg. Chem., 2005, 50 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin, E. A. Malinina, E. Yu. Matveev, and N. T. Kuznetsov, Abstrs. Int. Conf. “ KLASTERY-2006” (“CLUSTERS-2006”), Astrakhan’, 2006, OYS20 (in Russian).
V. V. Drozdova, M. V. Lisovskii, I. N. Polyakova, K. Yu. Zhizhin, and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2006, 51, 1651 [Russ. J. Inorg. Chem., 2006, 51 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin, V. N. Mustyatsa, E. A. Malinina, I. N. Polyakova, and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2005, 50, 33 [Russ. J. Inorg. Chem., 2005, 50 (Engl. Transl.)].
K. Yu. Zhizhin, V. N. Mustyatsa, E. A. Malinina, E. Yu. Matveev, L. V. Goeva, I. N. Polyakova, and N. T. Kuznetsov, Zh. Neorg. Khim., 2005, 50, 243 [Russ. J. Inorg. Chem., 2005, 50 (Engl. Transl.)].
E. Yu. Koldaeva, E. Yu. Grigor’eva, K. Yu. Zhizhin, and N. T. Kuznetsov, Ross. Bioterapevt. Zh. [Russ. Biotherapeut. J.], 2005, 4, 24 (in Russian).
A. S. Mas’ko, E. Yu. Koldaeva, E. Yu. Grigor’eva, S. A. Petrov, K. Yu. Zhizhin, and N. T. Kuznetsov, Ross. Bioterapeut. Zh. [Russ. Biotherapevt. J.], 2005, 4, 95 (in Russian).
E. Yu. Grigor’eva, E. Yu. Koldaeva, M. G. Naidenov, Yu. S. Stukalov, A. S. Mas’ko, M. V. Lisovskii, K. Yu. Zhizhin, N. T. Kuznetsov, and G. I. Borisov, Ross. Bioterap. Zh. [Russ. Biotherap. J.], 2007, 6, 82 (in Russian).
M. V. Lisovskii, A. P. Zhdanov, K. Yu. Zhizhin, and N. T. Kuznetsov, Ross. Bioterap. Zh. [Russ. Biotherap. J.], 2007, 6, 48 (in Russian).
N. T. Kuznetsov, Russ. J. Inorg. Chem., 2002, 47, Suppl. 1, S68.
Ya. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, K. Yu. Zhizhin, N. T. Kuznetsov, and Yu. N. Bubnov, Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim., 2006, 21 [Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2006, 55, 122].
S. Y. Erdyakov, Y. Z. Voloshin, E. G. Lebed, I. G. Makarenko, Y. N. Bubnov, and M. E. Gurskii, Mendeleev. Commun., 2007, No. 5.
C. A. Behm, P. F. L. Boreham, I. I. Greaser, B. Korybut-Daszkiewicz, D. J. Maddalena, A. M. Sargeson, and G. M. Snowdon, Austral. J. Chem., 1995, 48, 1009.
C. A. Behm, I. I. Creaser, B. Korybut-Daskiewicz, R. J. Geue, A. M. Sargeson, and G. W. Walker, Chem. Commun., 1993, 1844.
V. A. Roginskii, Phenol’nye antioxidanty: reaktsionnaya sposobnost’ i effektivnost’ [Phenolic Antioxidants: Reactivity and Efficiency], Nauka, Moscow, 1988 (in Russian).
E. R. Milaeva, Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim., 2001, 549 [Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2001, 50, 573].
E. R. Milaeva, Ross. Khim. Zh., 2004, 20 [Mendeleev Chem. J., 2004 (Engl. Transl.)].
D. B. Shpakovskii, E. R. Milaeva, A. V. Fionov, A. V. Dolganov, T. V. Magdesieva, A. S. Belov, and Ya. Z. Voloshin, Abstrs. Int. Conf. “KLASTERY-2006” (“CLUSTERS-2006”), Astrakhan’, 2006, P90 (in Russian).
N. M. Emanuel’, E. T. Denisov, and Z. K. Maizus, Tsepnye reaktsii okisleniya hydrocarbonov v zhidkoi faze [Chain Oxidation of Hydrocarbons in the Liquid Phase], Nauka, Moscow, 1965 (in Russian).
Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, A. S. Belov, A. Y. Lebedev, I. S. Makarov, M. E. Gurskii, M. Y. Antipin, Z. A. Starikova, and Y. N. Bubnov, Inorg. Chim. Acta, 2007, 360, 1543.
R. J. Geue, B. Korybut-Daszkiewicz, and A. M. Sargeson, Chem. Commun., 1996, 1569.
P. M. Angus, A. M. T. Bygott, R. J. Geue, B. Korybut-Daszkiewicz, A. W. H. Mau, A. M. Sargeson, M. M. Sheil, and A. C. Willis, Chem. Eur. J., 1997, 3, 1283.
K. E. Erkkila, D. T. Odom, and J. K. Barton, Chem. Rev., 1999, 99, 2777.
I. V. Yang and H. H. Thorp, Inorg. Chem., 2000, 39, 4969.
E. D. A. Stemp and J. K. Barton, Inorg. Chem., 2000, 39, 3868.
S. I. Khan, A. E. Beilstein, M. Sykora, G. D. Smith, X. Hu, and M. W. Grinstaff, Inorg. Chem., 1999, 38, 3922.
D. Z. M. Coggan, I. S. Haworth, P. J. Bates, A. Robinson, and A. Rodger, Inorg. Chem., 1999, 38, 4486.
A. Mokhir, R. Krdmer, Y. Z. Voloshin, and O. A. Varzatskii, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2004, 14, 2927.
V. Hornak, A. Okur, R. C. Rizzo, and C. Simmerling, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, 103, 915.
R. F. Schinazi, R. Sijbesma, G. Srdanov, C. L. Hill, and F. Wudl, Antimicrob Agents Chemother., 1993, 37, 1707.
S. H. Friedman, D. L. DeCamp, R. P. Sijbesma, G. Srdanov, F. Wudl, and G. L. Kenyon, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 6506.
R. Sijbesma, G. Srdanov, F. Wudl, J. A. Castoro, C. Wilkins, S. H. Friedman, D. L. DeCamp, and G. L. Kenyon, J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 6510.
S. H. Friedman, P. S. Ganapathi, Y. Rubin, and G. L. Kenyon, J. Med. Chem., 1998, 41, 2424.
S. Marchesan, T. Da Ros, G. Spalluto, J. Balzarini, and M. Prato, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2005, 15, 3615.
S. Bosi, T. Da Ros, G. Spalluto, J. Balzarini, and M. Prato, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2003, 13, 4437.
Z. Zhu, D. I. Schuster, and M. E. Tuckerman, Biochemistry, 2003, 42, 1326.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
Published in Russian in Izvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya, No. 4, pp. 555–582, April, 2007.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Voloshin, Y.Z., Varzatskii, O.A. & Bubnov, Y.N. Cage complexes of transition metals in biochemistry and medicine. Russ Chem Bull 56, 577–605 (2007). https://doi.org/10.1007/s11172-007-0100-6
Received:
Revised:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11172-007-0100-6