Современное состояние и перспективы использования двойных лекарств в качестве лекарственных средств

курсовая работа

4.1.1 Ингибиторы ацетилхолинэстеразы

Трехмерная структура АХЭ из электрического органа ската (Torpedo californica) показала, что активный центр расположен у основания глубокого и узкого ущелья (20 Е), выровненный кольцами нескольких ароматических аминокислот. На “анионном подместе” активного центра, моделированием было предположено, что четвертичная аминогруппа ацетилхолина связывается с индольной боковой цепью сохраненного остатка, Trp84, как было продемонстрировано в дальнейшем для нескольких комплексов с АХЭ. Комплексы АХЭ с дичетвертичными лигандами (дэкаментоний и BW284C51) привели к назначению Trp279 как основного элемента второго сайта связывания, в верхней части ущелья активного центра, названное “периферическим сайтом связывания, в 14 Е от активного центра.

Эти структурные назначения были подтверждены большим числом биохимических исследований, включая сайт направленный мутагенез, которые подтвердил важность остатков ароматических аминокислот в АХЭ. Чтобы улучшить силу и селективность препарата, была применена стратегия двойных лекарств к созданию ингибитора двойного действия на центр АХЭ. Несколько идентичных димеров такрина, например ди(5)-такрин и ди(7)-такрин, были синтезированы и оценены после того, как вычислительные исследования показали слабое сродство такрина к остаткам периферического сайта связывания (Trp279 и Tyr70) в сочетании с высоким сродством такрина к анионному каталитическому сайту (Trp84 и Phe330).

Увеличенная ингибирующая активность двухвалентных молекул такрина была пояснена закреплением к двойному центру. Определение кристаллических структур ди(5) - такрина и ди(7)-такрина (рисунок 4.1) дало структурное основание для наблюдения, что ди(7)-такрин - оптимальный ингибитор. Он формирует благоприятные взаимодействия укладки типа сэндвича в обоих центрах с Trp84 (анионный центр) и Trp279 (периферический сайт связывания) с минимальной перестройкой белка. Ди(5)-такрин, который является менее мощным, имеет только одностороннее благоприятное взаимодействие в периферическом сайте и вызывает конформационные изменения в белковой цепи возле ацил-связывающего кармана. Структурные изменения в ферменте, наблюдаемые в комплексе ди(5)-такрин/АХЭ показали, что выбор оптимальной длины связывающей цепи оказывает существенное влияние на ингибирующую активность.

Рисунок 4.1 - Молекулярные структуры сокристаллизующихся ингибиторов АХЭ

Эти результаты подчеркивают проблему текущих, основанных на структуре, подходов дизайна препарата, где не приняты во внимание представления о структуре белка и конформационные изменения. Помимо такрина, также известны другие ингибиторы “анионного центра” АХЭ, которые используются в разработке двойных лекарств АХЭ. Развитие идентичных и неидентичных двойных лекарств контролируется, состыковывая исследования, которые указали на сродство гуперзина и такрина к каталитическим и периферическим сайтам связывания АХЭ.

Исследования моделирования также показали полезные гидрофобные эффекты, переданные алкиленовой связывающей цепью периферическому центру лиганда. Дальнейшее биохимическое исследование АХЭ показало, что периферический сайт связывания в устье ущелья, участвовал в образовании в-амилоидного пептида, отвечающего за нейродегенеративный процесс в наше время. Эта особенность АХЭ инициировала разработку двойного ингибитора сайта связывания, в надежде на увеличение силы ингибирования АХЭ и защиту нейронов от Ав (amyloid beta) токсичности. Увеличение сродства к АХЭ двойных (-)-галантамина, такрина, гипиридона, производных гуперзина, и гетеродимерных лигандов такрин/пропидиум стало стимулом в разработке ингибиторов, связывающих двойной сайт (рисунок 4.2). (-)-ди(10)-гупиридон проявляет ингибирующую активность 2.4 нМ (Torpedo californica АХЭ), которая является более чем в 200 раз выше по сравнению с мономерным ингибитором АХЭ гуперзином A [27].

Рисунок 4.2 - Молекулярные структуры последовательно кристаллизующихся ингибиторов АХЭ

Делись добром ;)