Ингибиторы активности mdm2

Взаимодействие р53 и MDM-2
ИНГИБИТОРЫ АКТИВНОСТИ MDM2
Введение: взаимодействие MDM2 и р-53
 Белок р53 выступает в качестве "хранителя генома",
реагируя на стрессовое воздействие на клетку,
спровоцированное гипоксией и повреждением ДНК.
Этот белок активирует транскрипцию ряда генов,
которые управляют клеточным чиклом,
восстановлением ДНК, и запрограммированной
клеточной смертью.
 Активность р53 жестко регулируется при помощи
белка MDM2, который сам по себе транскрипционно
активирован тем же р53. MDM2 связывает и
инактивирует трансактивационный домен р53, а
также убиквитилирует MDM2-p53 комплекс с целью
дальнейшей протеасомальной деградации.
Механизм взаимодействия р53
и MDM2
Домены связывания р53 и MDM2
Связывание р53 с MDM2
Пептид р53 связан
MDM2. Зелёная
поверхность
представляет собой
MDM2. Красным
обозначен пептид р53. А
оранжевым показаны
участки связывания : L26,
W23, F19.
Синим обозначен р-53, MDM2-зелёный,
стрелками показаны три гидрофобных
участка, ответственных за связывание р-53 с
MDM2
Регуляция активности р53 с
помощью MDM2
Регулирование активности р-53 происходит по
трём стадиям:
 Связывание с трансактивационным доменом
р-53, тем самым блокируется
транскрипционная активность белка
 Экспорт комплекса р53/MDM2 из ядра.
 Деградация р53 путём убиквитилирования
белка.
Регуляция активности р53 с
помощью MDM2
Низкомолекулярные ингибиторы
взаимодействия p53-MDM2.










Цис-имидазолины, Nutlins.
Бензодиазепины.
Замещённые пиперазины.
Замещённые пиперидины.
Изоиндолиноны.
Спирооксиндолы (spyro oxindoles).
Халконы
(Бис-) и арилсульфонамиды
Терфенилы
Пептидные ингибиторы и пептоиды.
Цис-имидазолины, Nutlins
Мишень:
Для исследования режима связывания Nutlin, была
определена кристаллическая структура hMDM2-Nutlinсвязанного комплекса (2,3 Å) . На рисунке показано что
Nutlin-аналог связан с MDM2 (PDB 1RV1). его
функциональные группы взаимодействуют с участком
белка являющимся p53-связывающим карманом MDM2,
таким образом имитируется взаимодействие
мотивационной триады p53, то есть боковой цепи F19,
W23 и L26
Цис-имидазолины, Nutlins
Бензодиазепины.
 Мишень:
Взаимодействие функциональных групп с p53-связывающим
карманом MDM2 и имитация боковой цепи F19, W23 и L26.
 В случае с бензодиазепиновыми/бензодиазепиндионами
процесс ингибирования в деталях рассматривался путём
определения кристаллических структур MDM2 связанного
различными пептидами и низкомолекулярными
соединениями, способными «занять» р-53-связывающий
карман. Для этого использовались 9-,12- мерные пептиды.
Образующиеся комплексы при рассмотрении почти
полностью соответствовали комплексам образованным с
бензодиазепинами.
 IC50 в пределах от 0,05 до 100 и более мкмоль.
Бензодиазепины.
Бензодиазепины: связывание
МДМ2
Производные пиперазина.
 Производные пиперазина также проявили себя как
ингибиторы взаимодействия hMDM2 р-53, и
применимы как новые противораковые агенты. Их
активность была определена с помощью
модифицированного ИФА с использованием гистидинпомеченного MDM2, а также GST–p53 связанного белка
и никель-хелаталкалин-фосфатазы (NTA-AP).
 IC50 производных пиперазина в диапазоне 0.03 – 200
мкмоль.
 Пиперазиновые ингибиторы применимы в сочетании с
другими противоопухолевыми препаратами, в случае
опухолей с гиперэкспрессией MDM2.
Производные пиперазина.
Данное соединение,
IC50 которого примерно
4 мкмоль, применимо
для комплексной
терапии раковых
опухолей с избыточным
MDM2
Замещённые пиперидины.
 Эти соединения были заявлены в качестве
низкомолекулярных ингибиторов
взаимодействия р53-MDM2.
3,4-бис (бензилокси) пиперидины
проявляют высокую биологическую
активность.
 Применимы для лечения болезни Гоше,
генетическич расстройств и рака.
 Также некоторые производны могут быть
эффективны в профилактике и лечении
болезни Альцгеймера.
Замещённые пиперидины.
Изоиндолиноны.
 Эффективность изоиндолинонов доказана с помощью
р53-связывающего ELISA-метода с применением
люминометрического определения хода реакции.
 Таким образом были определены соединения, которые
наиболее эффективны в процессе связывания, с
активностями 14, 18, 5.3 и 16 мкмоль.
 Мишень: изоиндолинон фенильным кольцом занимает
Trp-связывающий карман, N-бензилизоиндолинон
контактирует с F19 сайтом, и фенольный гидроксил
образует водородную связь с сайтом Y100
Изоиндолиноны: представители.
Изоиндолиноны: связывание МДМ2
Спирооксиндолы (spyro oxindoles)
 Специфические, непептидные, низкомолекулярные
ингибиторы- спирооксиндолы, разработаны в 2005 году.
 Наиболее активный из всех представителей, т.н. MI63,
Обладает константой ингибирования Ki=3nM к связыванию
MDM2, и также обладает более чем в 10000-кратной мере
селективностью по отношению к Bcl-2/Bcl-xL белкам.
 Эффективен при активации функции р-53, останавливает
рост раковых клеток, со статусом «дикого» р-53.
 Обладает отличной селективностью по отношению к
раковым клеткам с отсутствующим р-53 и малой
цитотоксичностью по отношению к здоровым клеткам.
Спирооксиндолы:
мишень и представители
Халконы.
 Класс халконов также проявил активность по
отношению к комплексу p-53/MDM2
 Определено, что халкон-борные кислоты способны
разрушать комплекс р-53/MDM2 а также и ДНКсвязанный комплекс.
 Также отмечается весьма высокая цитотоксичность по
отношению к здоровым клеткам.
 Особенно эффективны данные соединения по
отношению к раку лёгких человека.
Халконы: представители и
эффективность
Халконы:мишень и представители
(Бис-) и арилсульфонамиды
Арилсульфонамиды, как и бис-арилсульфонамиды
проявляют активность по отношению к р-53. Мишенями
являются транскрипционные и активационные факторы р53 (транскрипционная активность была измерена с
помощью связанных люцифераз-индикаторов и p21WAF1
генетическим продуктом, транскрипционно регулируемым
р-53 )
Далее, при воздействии сульфонамидов на опухолевые
клетки, индуцируется их апоптоз.
(Бис-) и арилсульфонамиды
Терфенильные производные
 Терфенильные производные могут быть рассмотрены как
миметики α цепи, и поэтому, они применимы также к
ингибированию активности MDM2.
 Активность терфенилов была доказана путём
флуоресцентного сравнительного поляризационного анализа
с применением маркированного р-53 для более тонкого
определения хода реакций терфенильных производных с
HDM2
 Как показали опыты, терфенильные производные обладают
достаточно выскоой активностью, что выражено в Ki =2-3
мкмоль, и для производных с нафтильной боковой цепочкой
Ki= 0,2-1 мкмоль
 При воздействии на культуры раковых клеток обладает
антипролиферативным действием, вызывает
транскрипционную реактивацию и накопление р-53 с
последующей индукцией апоптоза
Терфенильные производные
Миметики α-цепи: Хлорофузин
 Хлорофузин является одним из натуральных
пептидомеметиков который активен в отношении
комплекса р53 и MDM2. Выделен из Microdochium
caespitosum.
 Активность лежит в пределе 4,6-4,7 мкмоль.
 Мишенью является N-терминальный уасток MDM2
Хлорофузин
α-пептидные антагонисты
взаимодействия р-53/MDM2
 Компанией Новартис была разработана серия α-
пептидных ингибиторов, которые содержат
аминокислоты способные взаимодействовать со
связывающими полостями MDM2.
 Активные пептиды обладали длиной в 8 аминокислот,
и аоказывали весьма высокую активность и
показатели IC50
 также для увеличения растворимости пептидов, их
модифицировали фосфонатными группами.
α-пептидные антагонисты взаимодействия р53/MDM2
Retroinverso-пептиды
 Для Retroinverso-пептидов мишенью
являются активные полости MDM2. Сутью
взаимодействия является полная имитация
взаимодействия р-53 и заглушение MDM2.
Retroinverso-пептиды
Пептоиды
 мишенью для пептоидов является активная полость
MDM2, они имитируют гидрофобные участки р-53 и
тем самым занимают активную полость, препятствуюя
связыванию р-53
 также для повышения активности, снижения
цитотоксичности и увеличения растворимости,
пептоиды модифицируются различными
функциональными группами
Пептоиды
Пептоиды
Пептоиды
Пептоиды
β-hairpin ингибиторы
 Фенилаланиновый и триптофановый
участки циклического пептида
взаимодействуют с активной полостью
MDM2
 при должной модификации этих участков
достигается эффективное ингибирование,
путём полного «закрывания» гидрофобной,
р-53 связывающей полости
β-hairpin ингибиторы
β-hairpin ингибиторы