Kinetika receptor-ligand komplexov

Mgr. Juraj DobiašKOCH PRIF UK

Yuya, O.; Douglas, R. C.; Naoki, M.; Michiko, T.; Hidehisa, I.; Hiroshi, M.; Akira, Hori; Shinichi, I. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2013, 4714-4729.Pan, A. C.; Borhani, D. W.; Dror, R. O.; Shaw, D. E. Drug Discovery Today 2013, 667-673.

Kinetické parametre

Prečo kinetika

• Resident time tR = 1/koff často lepšie koreluje s biologickým efektom ako afinita.

• Pomalá kinetika môže spôsobiť nižšiu toxicitu a vyššiu metabolickú stabilitu.

• Pri pomalej kinetike nemusí dôjsť k ustáleniu chemickej rovnováhy

• Rýchla kinetika je nutná pri krátko žijúcich receptoroch.• Selektivita môže byť aj kinetická.• Racionáne predpovedanie kinetických parametrov je

problematické – nestabilné tranzitné stavy, molekulová dynamika.

Parametre ovplyvňujúce kinetiku

• Dostupnosť väzbového miesta – open vs buried.• Veľkosť inhibítora – molekulová hmotnosť –

neortogonálnosť KD a koff.• Konformačné preusporiadanie – typ I a II,

rotovateľné väzby.• Elektrostatické interakcie – kon, case sensitive.• Hydrofobicita a voda – vodíkové väzby, suché a

mokré aktívne miesto.

Induced fit – príklad enoyl-ACP reduktáza

• Rigidifikácia slučky = pomalá kinetika• Interakcia pridaného metylu so slučkou spomalila kinetiku.

O OH

7.8 nM

Rigidita – kinetická selektivita

• Molekulová dynamika• Takmer rovnaká afinita k M2 a M3 muskarínovému receptoru• M3 menej flexibilná slučka – potrebný 10 krát dlhší čas k opusteniu väzbového

miesta

Zelená – M2Červená – M2 slučkaŠedá – M3

VEGFR-2 inhibítory s pomalou disociačnou kinetikou

Mechanizmus cyklizácie na triazolpyrdidín

N

NH

NH

S

EtO

O

NH2HO

N

NH

NH

NH

EtO

O SHHO

N

NH

NO

NH

SHO

H

N

NH

NO

NH

ONN

NH

HNO

O

NN

NH2N

H

NN

NH2N

+ proton transfer

-SH2

-EtOH

-CO2

+H+

-H+

Príprava imidazolpyridínov

Príprava tiazolpyridinovych skeletov

SAR acylov v back pocket

Príprava benzotiazolového skeletu

Efekt modifikácie základného skeletu

• Nepatrné zmeny = zachovaný väzbový mód.• Rozpustnosť!

Kinázová selektivita

• Korelácia – konzervovanosť závesného regiónu.• Ťažko dosiahnuteľná selektivita zmenou v ATP väzbovom

mieste.

Modifikácia acylovej skupiny v alosterickom mieste

• Minimálne zmeny pri enzymatických testoch – neinteraguje• Prečo zmeny pri HUVEC?

Pomalá kinetika - selektivita

• 60 min preinkubácia = 2.2 –> 0.26 nM.• Lepšia korelácia s HUVEC testom pri pomalej kinetike – 29f.• Acyly priamo neinteragujú, ale ovplynňujú kinetiku. • Pomalá kinetika – pseudoreverzibilné naviazanie – vyššia in

vivo selektivita, metabolicka stabilita – predĺžený účinok...

HN

O

N

NN O

HN

O

NN

F

13d

3VO3 – východisková štruktúra

Selektivita

• Selektívna inhibícia rodiny VEGF a PDGF receptorov – synergický efekt.

• Pri testoch na zvieratách neboli pozorované žiadne zrejmé znaky toxicity.