RU2399612C2 - Method of detecting compounds reducing functional activity of human immunodeficiency virus protease and method of inhibiting dimerisation of hiv protease subunits - Google Patents
Method of detecting compounds reducing functional activity of human immunodeficiency virus protease and method of inhibiting dimerisation of hiv protease subunits Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399612C2 RU2399612C2 RU2007134022/04A RU2007134022A RU2399612C2 RU 2399612 C2 RU2399612 C2 RU 2399612C2 RU 2007134022/04 A RU2007134022/04 A RU 2007134022/04A RU 2007134022 A RU2007134022 A RU 2007134022A RU 2399612 C2 RU2399612 C2 RU 2399612C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protease
- subunits
- hiv
- energy
- alanine
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 31
- 239000004365 Protease Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 title claims abstract description 21
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 title claims abstract description 20
- 241000725303 Human immunodeficiency virus Species 0.000 title claims abstract description 10
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 title description 9
- 230000005714 functional activity Effects 0.000 title description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 claims abstract description 12
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 claims abstract description 10
- 101100109397 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) arg-8 gene Proteins 0.000 claims abstract description 5
- 238000012867 alanine scanning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000036963 noncompetitive effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 13
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 12
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims description 11
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000000329 molecular dynamics simulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 108010010369 HIV Protease Proteins 0.000 description 28
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 8
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 7
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 7
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 7
- 108010016183 Human immunodeficiency virus 1 p16 protease Proteins 0.000 description 6
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 5
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- -1 2-chloro-4- (2-phenylvinyl) quinoline Chemical compound 0.000 description 4
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 4
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 4
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000003593 chromogenic compound Substances 0.000 description 3
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 3
- 239000004030 hiv protease inhibitor Substances 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 3
- 239000000816 peptidomimetic Substances 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 208000030507 AIDS Diseases 0.000 description 2
- CDGLBYSAZFIIJO-RCOVLWMOSA-N Ile-Gly-Gly Chemical compound CC[C@H](C)[C@H]([NH3+])C(=O)NCC(=O)NCC([O-])=O CDGLBYSAZFIIJO-RCOVLWMOSA-N 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 2
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 2
- 230000006918 subunit interaction Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NAKWNXRTBDMGTM-UHFFFAOYSA-N 1,3,6,8-tetrachlorophenanthridine Chemical compound ClC1=CC(Cl)=C2C3=CC=C(Cl)C=C3C(Cl)=NC2=C1 NAKWNXRTBDMGTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQAQDPFUALRTAP-UHFFFAOYSA-N 2,3,6,8-tetrachlorophenanthridine Chemical compound ClC1=C(Cl)C=C2C3=CC=C(Cl)C=C3C(Cl)=NC2=C1 GQAQDPFUALRTAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLMGKKNZLLTOGT-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-methylbenzo[h]quinoline Chemical compound C1=CC2=CC=CC=C2C2=C1C(C)=CC(Cl)=N2 VLMGKKNZLLTOGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDDKZWMUHYHVNQ-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-(2,5-dimethylphenyl)-7-methylpurin-6-amine Chemical compound CC1=CC=C(C)C(NC=2C=3N(C)C=NC=3N=C(Cl)N=2)=C1 FDDKZWMUHYHVNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UJQGPWINWXPXCU-UHFFFAOYSA-N 3,6,8-trichlorophenanthridine Chemical compound ClC1=CC=C2C3=CC=C(Cl)C=C3N=C(Cl)C2=C1 UJQGPWINWXPXCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMCMPZBLKLEWAF-BCTGSCMUSA-N 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]propane-1-sulfonate Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(=O)NCCC[N+](C)(C)CCCS([O-])(=O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 UMCMPZBLKLEWAF-BCTGSCMUSA-N 0.000 description 1
- GLVDSTVYOFXBKT-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-2-phenylquinoline Chemical compound N=1C2=CC=CC=C2C(Cl)=CC=1C1=CC=CC=C1 GLVDSTVYOFXBKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGMNWQOPSFBBBG-XUXIUFHCSA-N Ala-Leu-Leu-Asp Chemical compound C[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(O)=O VGMNWQOPSFBBBG-XUXIUFHCSA-N 0.000 description 1
- JBQORRNSZGTLCV-WDSOQIARSA-N Arg-Trp-Lys Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@@H](C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CCCN=C(N)N)=CNC2=C1 JBQORRNSZGTLCV-WDSOQIARSA-N 0.000 description 1
- GLWFAWNYGWBMOC-SRVKXCTJSA-N Asn-Leu-Leu Chemical compound [H]N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O GLWFAWNYGWBMOC-SRVKXCTJSA-N 0.000 description 1
- BFOYULZBKYOKAN-OLHMAJIHSA-N Asp-Asp-Thr Chemical compound [H]N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O BFOYULZBKYOKAN-OLHMAJIHSA-N 0.000 description 1
- RWAZRMXTVSIVJR-YUMQZZPRSA-N Cys-Gly-His Chemical compound [H]N[C@@H](CS)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC1=CNC=N1)C(O)=O RWAZRMXTVSIVJR-YUMQZZPRSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGAOLBZBLOJUTP-GRLWGSQLSA-N Gln-Ile-Ile Chemical compound CC[C@H](C)[C@@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)O)NC(=O)[C@H](CCC(=O)N)N RGAOLBZBLOJUTP-GRLWGSQLSA-N 0.000 description 1
- OACQOWPRWGNKTP-AVGNSLFASA-N Gln-Tyr-Asp Chemical compound [H]N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC1=CC=C(O)C=C1)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(O)=O OACQOWPRWGNKTP-AVGNSLFASA-N 0.000 description 1
- VNBNZUAPOYGRDB-ZDLURKLDSA-N Gly-Cys-Thr Chemical compound C[C@H]([C@@H](C(=O)O)NC(=O)[C@H](CS)NC(=O)CN)O VNBNZUAPOYGRDB-ZDLURKLDSA-N 0.000 description 1
- QPTNELDXWKRIFX-YFKPBYRVSA-N Gly-Gly-Gln Chemical compound NCC(=O)NCC(=O)N[C@H](C(O)=O)CCC(N)=O QPTNELDXWKRIFX-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- CUVBTVWFVIIDOC-YEPSODPASA-N Gly-Thr-Val Chemical compound CC(C)[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)CN CUVBTVWFVIIDOC-YEPSODPASA-N 0.000 description 1
- 229940122440 HIV protease inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 108700020129 Human immunodeficiency virus 1 p31 integrase Proteins 0.000 description 1
- 101900297506 Human immunodeficiency virus type 1 group M subtype B Reverse transcriptase/ribonuclease H Proteins 0.000 description 1
- UBHUJPVCJHPSEU-GRLWGSQLSA-N Ile-Glu-Ile Chemical compound CC[C@H](C)[C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(=O)O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)O)N UBHUJPVCJHPSEU-GRLWGSQLSA-N 0.000 description 1
- NHJKZMDIMMTVCK-QXEWZRGKSA-N Ile-Gly-Arg Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(=O)NCC(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCN=C(N)N NHJKZMDIMMTVCK-QXEWZRGKSA-N 0.000 description 1
- FFAUOCITXBMRBT-YTFOTSKYSA-N Ile-Lys-Ile Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(O)=O FFAUOCITXBMRBT-YTFOTSKYSA-N 0.000 description 1
- UDBPXJNOEWDBDF-XUXIUFHCSA-N Ile-Lys-Val Chemical compound CC[C@H](C)[C@@H](C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)O)N UDBPXJNOEWDBDF-XUXIUFHCSA-N 0.000 description 1
- 238000012404 In vitro experiment Methods 0.000 description 1
- 108010065920 Insulin Lispro Proteins 0.000 description 1
- 102100034343 Integrase Human genes 0.000 description 1
- HVHRPWQEQHIQJF-AVGNSLFASA-N Leu-Lys-Glu Chemical compound [H]N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O HVHRPWQEQHIQJF-AVGNSLFASA-N 0.000 description 1
- AAKRWBIIGKPOKQ-ONGXEEELSA-N Leu-Val-Gly Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(O)=O AAKRWBIIGKPOKQ-ONGXEEELSA-N 0.000 description 1
- QESXLSQLQHHTIX-RHYQMDGZSA-N Leu-Val-Thr Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O QESXLSQLQHHTIX-RHYQMDGZSA-N 0.000 description 1
- 241000408529 Libra Species 0.000 description 1
- NFLFJGGKOHYZJF-BJDJZHNGSA-N Lys-Ala-Ile Chemical compound CC[C@H](C)[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](N)CCCCN NFLFJGGKOHYZJF-BJDJZHNGSA-N 0.000 description 1
- FUKDBQGFSJUXGX-RWMBFGLXSA-N Lys-Arg-Pro Chemical compound C1C[C@@H](N(C1)C(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@H](CCCCN)N)C(=O)O FUKDBQGFSJUXGX-RWMBFGLXSA-N 0.000 description 1
- KZNQNBZMBZJQJO-UHFFFAOYSA-N N-glycyl-L-proline Natural products NCC(=O)N1CCCC1C(O)=O KZNQNBZMBZJQJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGAQWMRJUFQXMF-ZPFDUUQYSA-N Pro-Gln-Ile Chemical compound [H]N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(O)=O WGAQWMRJUFQXMF-ZPFDUUQYSA-N 0.000 description 1
- PUQRDHNIOONJJN-AVGNSLFASA-N Pro-Lys-Met Chemical compound [H]N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(O)=O PUQRDHNIOONJJN-AVGNSLFASA-N 0.000 description 1
- AIOWVDNPESPXRB-YTWAJWBKSA-N Pro-Thr-Pro Chemical compound C[C@H]([C@@H](C(=O)N1CCC[C@@H]1C(=O)O)NC(=O)[C@@H]2CCCN2)O AIOWVDNPESPXRB-YTWAJWBKSA-N 0.000 description 1
- 101001093830 Salmonella typhimurium (strain LT2 / SGSC1412 / ATCC 700720) Virulence transcriptional regulatory protein PhoP Proteins 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GARULAKWZGFIKC-RWRJDSDZSA-N Thr-Gln-Ile Chemical compound [H]N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(O)=O GARULAKWZGFIKC-RWRJDSDZSA-N 0.000 description 1
- SLUWOCTZVGMURC-BFHQHQDPSA-N Thr-Gly-Ala Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C)C(O)=O SLUWOCTZVGMURC-BFHQHQDPSA-N 0.000 description 1
- ISLDRLHVPXABBC-IEGACIPQSA-N Thr-Leu-Trp Chemical compound [H]N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC1=CNC2=C1C=CC=C2)C(O)=O ISLDRLHVPXABBC-IEGACIPQSA-N 0.000 description 1
- LIQJSDDOULTANC-QSFUFRPTSA-N Val-Asn-Ile Chemical compound CC[C@H](C)[C@@H](C(=O)O)NC(=O)[C@H](CC(=O)N)NC(=O)[C@H](C(C)C)N LIQJSDDOULTANC-QSFUFRPTSA-N 0.000 description 1
- 108700010756 Viral Polyproteins Proteins 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 125000003295 alanine group Chemical group N[C@@H](C)C(=O)* 0.000 description 1
- 108010041407 alanylaspartic acid Proteins 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- HWTVXZFFWYDNBU-UHFFFAOYSA-N chembl1334935 Chemical compound C1=CC=C2C(C3=CC(=NO3)C=3C=C(ON=3)C=3C4=CC=CC=C4NC=3C)=C(C)NC2=C1 HWTVXZFFWYDNBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229940042399 direct acting antivirals protease inhibitors Drugs 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 108010049041 glutamylalanine Proteins 0.000 description 1
- 108010038983 glycyl-histidyl-lysine Proteins 0.000 description 1
- 108010077515 glycylproline Proteins 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 108010027338 isoleucylcysteine Proteins 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 108091005601 modified peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000009456 molecular mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000004898 n-terminal fragment Anatomy 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 239000000137 peptide hydrolase inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004850 protein–protein interaction Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области медицинской фармакологии, более конкретно к поиску соединений, снижающих функциональную активность протеазы вируса иммунодефицита человека (протеазы ВИЧ) путем ингибирования ассоциации ее субъединиц. Изобретение ориентировано на разработку новых лекарственных средств.The invention relates to the field of medical pharmacology, and more particularly to the search for compounds that reduce the functional activity of the human immunodeficiency virus protease (HIV protease) by inhibiting the association of its subunits. The invention is focused on the development of new drugs.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Терапия, основанная на применении ингибиторов протеазы ВИЧ, продляет жизнь пациентов с синдромом приобретенного иммунодефицита (Sepkowitz К.A. AIDS - the first 20 years. N. Engl. J. Med. 2001, 344, 1764-1772). Протеаза ВИЧ - фермент, расщепляющий вирусный полипротеин на функционально активные зрелые белки, необходимые для воспроизводства и сборки ВИЧ. Обычно используют конкурентные ингибиторы протеазы, непосредственно связывающиеся активным центром фермента. Эффективность применения таких ингибиторов в ходе лечения быстро уменьшается из-за точечных мутаций вирусного генома, подавляющих связывание протеазой ингибитора в большей степени, чем ее ферментативную активность. В результате организм поражается возникшими штаммами ВИЧ, которые приобрели резистентность к используемому ингибитору.Therapy based on the use of HIV protease inhibitors prolongs the life of patients with acquired immunodeficiency syndrome (Sepkowitz, K. A. AIDS - the first 20 years. N. Engl. J. Med. 2001, 344, 1764-1772). HIV protease is an enzyme that breaks down a viral polyprotein into functionally active mature proteins necessary for the reproduction and assembly of HIV. Typically, competitive protease inhibitors are used that directly bind the active site of the enzyme. The effectiveness of the use of such inhibitors during treatment is rapidly decreasing due to point mutations in the viral genome, which inhibit the protease binding of the inhibitor to a greater extent than its enzymatic activity. As a result, the body is affected by the emerging strains of HIV that have become resistant to the inhibitor used.
Альтернативой служит ингибирование протеазы путем блокирования образования функционально-активной формы фермента (Bannwarth L., Reboud-Ravanx М. An alternative strategy for inhibiting multidrug-resistant mutants of the dimeric HIV-1 protease by targeting the subunit interface. Biochem. Soc. Trans. 2007 Jun; 35(Pt 3):551-4), которая представляет собой димер гомологичных субъединиц. Главный участок их контакта представляет собой бета-структуру, тяжи которой являются С- и N-концевыми фрагментами субъединиц. Показано, что пептиды и пептидомиметики, имитирующие эти фрагменты, препятствуют сборке субъединиц, действуя в качестве неконкурентных ингибиторов протеазы ВИЧ (Zutshi R., Brickner М., Chmielewski J. Inhibiting the assembly of protein-protein interfaces. Current Opinion in Chemical Biology, 1998, 2(1): 62-66(5)). Такого рода ингибиторы предпочтительнее в качестве лекарственных средств, поскольку для возникновения резистентности необходимы сочетанные мутации в заведомо консервативных терминальных участках полипептидной цепи протеазы (Archakov A.I., Govorun V.M., Dubanov A.V., Ivanov Y.D., Veselovsky A.V., Lewi P., Janssen P. Protein-protein interactions as a target for drugs in proteomics. Proteomics. 2003 Apr; 3(4):380-91).An alternative is protease inhibition by blocking the formation of a functionally active form of the enzyme (Bannwarth L., Reboud-Ravanx M. An alternative strategy for inhibiting multidrug-resistant mutants of the dimeric HIV-1 protease by targeting the subunit interface. Biochem. Soc. Trans. 2007 Jun; 35 (Pt 3): 551-4), which is a dimer of homologous subunits. The main site of their contact is a beta structure, the cords of which are C- and N-terminal fragments of subunits. Peptides and peptidomimetics mimicking these fragments have been shown to interfere with subunit assembly by acting as non-competitive HIV protease inhibitors (Zutshi R., Brickner M., Chmielewski J. Inhibiting the assembly of protein-protein interfaces. Current Opinion in Chemical Biology, 1998 , 2 (1): 62-66 (5)). Inhibitors of this kind are preferable as drugs, since resistance mutations require combined mutations in obviously conservative terminal regions of the protease polypeptide chain (Archakov AI, Govorun VM, Dubanov AV, Ivanov YD, Veselovsky AV, Lewi P., Janssen P. Protein-protein interactions as a target for drugs in proteomics. Proteomics. 2003 Apr; 3 (4): 380-91).
Изученные в настоящее время ингибиторы димеризации представляют собой модифицированные пептиды или пептидомиметики, а также вещества синтетического и естественного происхождения (Camarasa M.J., Velázquez S., San-Félix A., Pérez-Pérez M.J., Gago F. Dimerization inhibitors of HIV-1 reverse transcriptase, protease and integrase: a single mode of inhibition for the three HIV enzymes? Antiviral Res. 2006 Sep; 71(2-3):260-7). Co структурной точки зрения указанные вещества имитируют протяженные участки бета-структуры.Currently studied dimerization inhibitors are modified peptides or peptidomimetics, as well as substances of synthetic and natural origin (Camarasa MJ, Velázquez S., San-Félix A., Pérez-Pérez MJ, Gago F. Dimerization inhibitors of HIV-1 reverse transcriptase , protease and integrase: a single mode of inhibition for the three HIV enzymes? Antiviral Res. 2006 Sep; 71 (2-3): 260-7). From a structural point of view, these substances mimic extended sections of the beta structure.
Раскрытие настоящего изобретенияDisclosure of the present invention
Изобретение относится к способу поиска новых химических соединений - ингибиторов димеризации (ИД) - способных воздействовать на сборку субъединиц протеазы ВИЧ путем конкурентного взаимодействия с контактной площадкой субъединиц претеазы а также влияющих на конформацию субъединиц, снижая их сродство друг к другу.The invention relates to a method for searching for new chemical compounds - dimerization inhibitors (IDs) - capable of affecting the assembly of HIV protease subunits by competitive interaction with the contact area of the protease subunits and also affecting the conformation of subunits, reducing their affinity for each other.
Для выявления новых ИД использовался способ, основанный на вычислительной методике подбора соединений по компьютерной модели структуры протеазы. С использованием подхода, известного как «аланиновый скрининг», выявлялись аминокислотные остатки, определяющие силу взаимодействия между субъединицами протеазы. Было установлено, что замена на остаток аланииа в структуре протеазы аминокислотных остатков, перечисленных в таблице 1 (далее - контактные точки), приводит к резкому снижению энергии взаимодействия субъединиц. Для каждой контактной точки методом молекулярного докинга проводился скрининг базы данных низкомолекулярных соединений и ряда сконструированных пептидомиметиков на предмет выявления кандидатов, обладающих высокими значениями энергии связи с субъединицей. С использованием известных ИД было установлено пороговое значение для функции оценки эффективности взаимодействия соединения с контактной точкой. В результате были отобраны соединения, характеризующиеся значениями энергии связи выше установленного порога, а также те из них, которые характеризовались высоким сродством к участкам поверхности молекулы протеазы ВИЧ. Последнее оценивалось методом молекулярной динамики, в ходе которой регистрировалось влияние связывания соединения с поверхностными элементами белковой молекулы на конформационные свойства контактных участков. В таблице 1 приведены номера аминокислотных остатков в составе субъединицы протеазы, которые являются определяющими для молекулярного механизма действия ИД. Таким образом, примененная вычислительная методика позволила отобрать структуры как избирательно связывающиеся с участками взаимодействия субъединиц протеазы ВИЧ, так и влияющие на пространственную конформацию субъединицы. Отобранные указанным способом ИД приведены в таблице 3.To identify new IDs, a method was used based on a computational technique for selecting compounds according to a computer model of the protease structure. Using an approach known as “alanine screening,” amino acid residues were identified that determined the strength of the interaction between the protease subunits. It was found that substitution of the amino acid residue listed in Table 1 (hereinafter referred to as contact points) for the alanine residue in the protease structure leads to a sharp decrease in the interaction energy of subunits. For each contact point, a molecular docking method was used to screen a database of low molecular weight compounds and a series of designed peptidomimetics to identify candidates with high binding energies with the subunit. Using known IDs, a threshold value was established for the function of evaluating the effectiveness of the interaction of the compound with the contact point. As a result, compounds were selected that were characterized by binding energies above the established threshold, as well as those that were characterized by high affinity for the surface areas of the HIV protease molecule. The latter was evaluated by the molecular dynamics method, during which the effect of the binding of the compound to the surface elements of the protein molecule on the conformational properties of the contact areas was recorded. Table 1 shows the numbers of amino acid residues in the protease subunit, which are crucial for the molecular mechanism of action of ID. Thus, the applied computational technique made it possible to select structures that selectively bind to HIV protease subunit interaction sites and affect the spatial conformation of the subunit. The IDs selected by this method are shown in Table 3.
Для подтверждения механизма действия отобранные соединения выборочно тестировались согласно измерительной схеме, основанной на высокоточной регистрации межмолекулярных взаимодействий на оптическом биосенсоре модели Biacore-3000. В измерительной и контрольной кювете прибора были ковалентно иммобилизованы молекулы протеаза ВИЧ в димерной форме. Затем в контрольной кювете субъединицы димеров протеаза ВИЧ необратимо связывались друг с другом путем дополнительных ковалентных связей, тогда как в измерительной кювете осуществлялась диссоциация димеров до мономеров путем промывки потоком буферной смеси.To confirm the mechanism of action, the selected compounds were selectively tested according to a measuring scheme based on high-precision registration of intermolecular interactions on an optical biosensor of the Biacore-3000 model. HIV protease molecules in dimeric form were covalently immobilized in the measuring and control cuvette of the device. Then, in the control cuvette, the HIV protease dimer subunits irreversibly bind to each other by additional covalent bonds, while in the measuring cuvette, dimers were dissociated to monomers by washing with a stream of buffer mixture.
Указанная экспериментальная схема позволяла регистрировать взаимодействие ингибитора с отдельными субъединицами (мономерами) протеазы, помещавшимися в измерительном канале, за вычетом взаимодействия с комплексом из двух субъединиц (димерами) в контрольном канале. Обнаружено, что найденные ингибиторы влияют на характеристики взаимодействия субъединиц и при этом не затрагивают характеристики целого (собравшегося) димера протеазы.The indicated experimental scheme made it possible to record the interaction of the inhibitor with individual subunits (monomers) of the protease located in the measuring channel, minus the interaction with the complex of two subunits (dimers) in the control channel. It was found that the inhibitors found affect the characteristics of the interaction of subunits and do not affect the characteristics of the whole (assembled) protease dimer.
Для проверки влияния найденных ИД на ферментативную активность протеазы использовалась стандартная методика, в основе которой лежит спектрофотометрическое измерение процесса ферментативного гидролиза тестового субстрата. В измерительной кювете находился объем буферного раствора, содержащего протеазу, в который вносили ИД в различных концентрациях и в течение 20 мин измеряли поглощение при длине волны 300 нм. На основе полученных данных рассчитывали значения константы ингибирования. Полученные значения для 4-х из 15 выборочно протестированных соединений варьировали с диапазоне от 1,5 до 0,01 мкМ, что сравнимо с эффективностью известных на настоящее время ингибиторов димеризации протеазы ВИЧ-1.To check the effect of the IDs found on the enzymatic activity of the protease, a standard technique was used, which is based on spectrophotometric measurement of the process of enzymatic hydrolysis of the test substrate. The measuring cell contained the volume of a buffer solution containing a protease into which ID was added in various concentrations and the absorbance at a wavelength of 300 nm was measured for 20 min. Based on the data obtained, the values of the inhibition constant were calculated. The values obtained for 4 out of 15 selectively tested compounds varied from 1.5 to 0.01 μM, which is comparable to the effectiveness of currently known HIV-1 protease dimerization inhibitors.
Таким образом, настоящее изобретение также относится к способу ингибирования димеризации субъединиц протеазы ВИЧ, предусматривающему контактирование, по меньшей мере, одного соединения-ингибитора протеазы ВИЧ, выявленного в соответствии с описанным выше способом, со средой, содержащей протеазу ВИЧ. Эффективность ингибирования димеризации субъединиц протеазы ВИЧ указанными соединениями наглядно подтверждена представленными ниже экспериментальными данными.Thus, the present invention also relates to a method for inhibiting the dimerization of HIV protease subunits, comprising contacting at least one HIV protease inhibitor compound identified in accordance with the above method with an HIV protease containing medium. The effectiveness of inhibiting the dimerization of HIV protease subunits by these compounds is clearly confirmed by the experimental data presented below.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 в качестве примера приведены кинетические записи изменения поглощения при 300 нм во времени в присутствии ИД (препарат №10).Figure 1 shows, as an example, kinetic records of changes in absorbance at 300 nm over time in the presence of ID (preparation No. 10).
На фиг.2 приведена зависимость активности пВИЧ в присутствии различных концентраций ИД (препарат №10). Из зависимости активности пВИЧ в присутствии различных концентраций ИД было рассчитаны значения IC50.Figure 2 shows the dependence of the activity of HIV in the presence of different concentrations of ID (drug No. 10). From the dependence of the HIVp activity in the presence of various ID concentrations, IC 50 values were calculated.
Пример осуществления настоящего изобретенияAn example implementation of the present invention
Пример 1. Подбор соединений (а) и тестирование с использованием виртуальной протеазы ВИЧ (б)Example 1. The selection of compounds (a) and testing using a virtual HIV protease (b)
(а)(but)
1. Материалы1. Materials
1.1. Структура протеазы ВИЧ1.1. HIV protease structure
В качестве координат исходной структуры протеазы ВИЧ-1 использовались координаты, полученные рентгеноструктурным способом, депонированные в Protein Data Bank под кодом 1А30. Дата депонирования 27/12/1998. Код фермента по ЕС: 3.4.23.16. Разрешение РСМ 2,0 ангстрем.The coordinates obtained by the X-ray diffraction method deposited in Protein Data Bank under the code 1A30 were used as the coordinates of the initial HIV-1 protease structure. Date of deposit: 27/12/1998. The enzyme code for the EU: 3.4.23.16. Resolution PCM 2.0 angstroms.
Состав структуры:Structure Composition:
1. Симметричный димер следующего аминокислотного состава (по 99 аминокислотных остатков в каждой цепи)1. The symmetric dimer of the following amino acid composition (99 amino acid residues in each chain)
2. Трипептидный конкурентный ингибитор2. Tripeptide competitive inhibitor
GLU ASP LEUGLU ASP LEU
3. 216 молекул воды.3.26 water molecules.
1.2. Базы данных низкомолекулярных соединений1.2. Databases of low molecular weight compounds
1. База данных NCI Diversity Set, включающая информацию о 1990 химических соединениях, отобранных из базы данных NCI (140000 соединений доступных в Национальном институте рака США), с учетом исключения структурно подобных соединений.1. The NCI Diversity Set database, which includes information on 1990 chemical compounds selected from the NCI database (140,000 compounds available at the US National Cancer Institute), with the exception of structurally similar compounds.
2. База данных NCI, включающая информацию о более чем 250000 химических соединений.2. NCI database, including information on more than 250,000 chemical compounds.
2. Методы2. Methods
2.1. Оптимизация структуры2.1. Structure optimization
Из исходной структуры были удалены: молекулы ингибитора, молекулы воды. Координаты атомов водорода восстановлены с использование программы Reduce (Word, J.M.; Lovell, S.C.; LaBean, Т.Н.; Taylor, H.C.; Zalis, M.E.; Presley, B.K.; Richardson, J.S.; Richardson, D.C. J. Mol. Biol. 1999, 285, 1711-1733). Структура димера была подвергнута процедуре симуляции молекулярной динамики в вакууме. Использовалась программа CHARMM (Brooks, B.R.; Bruccoleri, R.; Olafson, В.; States, D.; Swaninathan, S.; Karplus, M. J. Comp. Chem. 1983, 4, 187-217), выбранное молекулярно-механическое силовое поле Merck (Halgren, T.A. J. Сотр. Chem. 1996, 17, 490-519). Время уравновешивания системы 50 нс с шагом 1 фс.From the original structure were removed: inhibitor molecules, water molecules. The coordinates of the hydrogen atoms were restored using the Reduce program (Word, JM; Lovell, SC; LaBean, T.N .; Taylor, HC; Zalis, ME; Presley, BK; Richardson, JS; Richardson, DCJ Mol. Biol. 1999, 285 , 1711-1733). The structure of the dimer was subjected to the simulation of molecular dynamics in vacuum. The CHARMM program was used (Brooks, BR; Bruccoleri, R .; Olafson, B .; States, D .; Swaninathan, S .; Karplus, MJ Comp. Chem. 1983, 4, 187-217), the selected molecular-mechanical force field Merck (Halgren, TAJ Comp. Chem. 1996, 17, 490-519). The system balancing time is 50 ns in increments of 1 fs.
2.2. Аланиновый скрининг2.2. Alanine Screening
Симуляция процедуры аланинового сканирования был выполнена также средствами программы CHARMM с использованием процедуры молекулярной динамики. Собственное время симуляции после уравновешивания составляет 10 пс (шаг 1 фс) с записью промежуточных состояний через каждые 10 шагов. Для каждого промежуточного состояния проводилась последовательная виртуальная замена каждого аминокислотного остатка субъединицы протеазы на аланин, в ходе каждой из них проводилась оценка изменений внутренней энергии комплекса субъединиц (в ккал/моль) по формулеSimulation of the alanine scanning procedure was also performed using the CHARMM software using the molecular dynamics procedure. The proper simulation time after balancing is 10 ps (1 fs step) with the recording of intermediate states every 10 steps. For each intermediate state, a sequential virtual replacement of each amino acid residue of the protease subunit with alanine was carried out, during each of them the changes in the internal energy of the complex of subunits (in kcal / mol) were estimated using the formula
, ,
где Eint - энергия взаимодействия между субъединицами, ЕАВ - энергия димера EA, EB - энергия каждой из цепей.where E int is the energy of interaction between subunits, E AB is the energy of the dimer E A , E B is the energy of each of the chains.
2.3. Молекулярный докинг2.3. Molecular docking
Отбор структур низкомолекулярных соединений из баз данных для тестирования производился методом молекулярного докинга с использование программы Autodock (Morris, G.M.; Goodsell, D.S.; Halliday, R.S,; Huey, R.; Hart, W.E.; Belew, R.K.; Olson, A.J. J. Comp. Chem. 1998, 19, 1639-1662). В качестве посадочного места в процедуре докинга использовались зоны на поверхности одной из субъединиц димера, определенные в результате аланинового сканирования. Вторая субъединица была удалена, конформация рабочей субъединицы соответствовала полученной после процедуры оптимизации структуры. Процедура локирования выполнялась в две стадии. Первая стадия включала в себя локирование всех молекул базы данных NCI Diversity Set no 10 попыток на каждую. Использовалась процедура поиска с использованием генетического алгоритма, параметры поиска по умолчанию. Вторая стадия - уточнение положения отобранных на первом шаге молекул. Использовались тот же алгоритм и набор параметров, однако число попыток было увеличено до 50 и изменена точка входа в генератор псевдослучайных чисел. Для каждого полученного в результате последней процедуры варианта комплекса проводилась независимая от оценочной функции Autodock оценка энергии связывания соединений с субъединицей протеазы ВИЧ, с использованием программы DS. Для тестирования предлагались соединения с энергией связывания ниже 6 ккал/моль.Structures of low molecular weight compounds were selected from testing databases using the molecular docking method using the Autodock software (Morris, GM; Goodsell, DS; Halliday, RS ;; Huey, R .; Hart, WE; Belew, RK; Olson, AJJ Comp. Chem . 1998, 19, 1639-1662). As a seat in the docking procedure, we used the zones on the surface of one of the dimer subunits determined as a result of the alanine scan. The second subunit was deleted, the conformation of the working subunit corresponded to that obtained after the structure optimization procedure. The locking procedure was carried out in two stages. The first stage included locking all the molecules of the NCI Diversity Set database no 10 attempts for each. The search procedure using the genetic algorithm was used, default search parameters. The second stage is the refinement of the position of the molecules selected in the first step. The same algorithm and set of parameters were used, however, the number of attempts was increased to 50 and the entry point to the pseudo-random number generator was changed. For each variant of the complex obtained as a result of the last procedure, the binding energy of the compounds to the HIV protease subunit, independent of the Autodock evaluation function, was estimated using the DS program. For testing, compounds with binding energies below 6 kcal / mol were proposed.
2.4. Дополнительный поиск структур по подобию2.4. Additional search for similar structures
Для отобранных по результатам локирования молекул был проведен поиск структурно подобных соединений по полной базе данных NCI. Для найденных подобных соединений процедура молекулярного докинга повторялась полностью и отбирались соединения с энергией связывания ниже 6 ккал/моль.For molecules selected based on the results of locking, a search for structurally similar compounds was carried out using the complete NCI database. For similar compounds found, the molecular docking procedure was repeated completely and compounds with binding energies below 6 kcal / mol were selected.
3. Полученные результаты3. The results obtained
3.1. Аланиновый скрининг3.1. Alanine Screening
Результаты процедуры симуляции аланинового сканирования представлены в таблице 2.The results of the alanine scan simulation procedure are presented in table 2.
Из результатов аланинового скрининга отобраны те, в которых разность между стандартным отклонением и энергией субъединиц (D=S-Eint) отрицательна. В таблице 2 приведены первые 15 строк, полученных после сортировки по параметру D. Из отобранных аминокислотных остатков были выбраны только те, которые находятся на поверхности белка. Ниже приведены номера и названия аминокислотных остатков, которые по результатам аланинового скринига определяют контакты ИД с субъединицей протеазы ВИЧ.From the results of alanine screening, those were selected in which the difference between the standard deviation and the energy of the subunits (D = SE int ) is negative. Table 2 shows the first 15 lines obtained after sorting by parameter D. Of the selected amino acid residues, only those that are on the surface of the protein were selected. Below are the numbers and names of amino acid residues, which according to the results of the alanine screening determine the contacts of the ID with the HIV protease subunit.
1) Asn98, Phe99. Декартовы координаты прямоугольной области локирования относительно приложенного файла (см. приложение I):1) Asn98, Phe99. Cartesian coordinates of the rectangular locking region relative to the attached file (see Appendix I):
- минимальные значения по осям X, Y, Z - 15,290, 30,630, -4,210;- the minimum values along the axes X, Y, Z - 15.290, 30.630, -4.210;
- максимальные значения по осям X, Y, Z - 37,790, 53,130, 18,290.- the maximum values along the X, Y, Z axes are 37.790, 53.130, 18.290.
2) Asp29, Asp30 (взаимодействие с областью 3 на противоположной субъединице).2) Asp29, Asp30 (interaction with
3) Arg8 (взаимодействие с областью 2 на противоположной субъединице).3) Arg8 (interaction with
4) Gly49, Gly51, Gly52.4) Gly49, Gly51, Gly52.
3.2. Молекулярный докинг3.2. Molecular docking
По результатам первой стадии локирования было отобрано 300 соединений с лучшей энергией связывания.According to the results of the first locking step, 300 compounds with the best binding energy were selected.
По результатам второго локирования и независимой от Autodock оценки энергии взаимодействия лигандов с субъединицей протеазы ВИЧ (пороговое значение -6 ккал/моль) было отобрано 20 соединений.According to the results of the second locking and independent of Autodock evaluation of the energy of interaction of the ligands with the HIV protease subunit (threshold value of -6 kcal / mol), 20 compounds were selected.
3.3. Дополнительный поиск структур по подобию3.3. Additional search for similar structures
По результатам поиска по подобию, прохождению полного цикла локирования и отбора по энергии (пороговое значение -7 ккал/моль) было отобрано 14 соединений (см. таблицу 3).According to the similarity search results, the complete cycle of locking and energy selection (threshold value of -7 kcal / mol), 14 compounds were selected (see table 3).
(6)(6)
Измерение ферментативной активности протеазы ВИЧ в присутствии ингибиторов.Measurement of the enzymatic activity of HIV protease in the presence of inhibitors.
1. Материалы1. Materials
1.1. Препарат протеазы ВИЧ-11.1. HIV-1 protease preparation
В работе была использована рекомбинантная протеаза ВИЧ-1 фирмы Bachem AG (Швейцария) (препарат Н-9040).A recombinant HIV-1 protease from Bachem AG (Switzerland) (preparation N-9040) was used in the work.
1.2. Хромогенный субстрат для протеазы ВИЧ1.2. Chromogenic substrate for HIV protease
Для анализа ферментативной активности протеазы ВИЧ был использован специальный хромогенный субстрат VII: H-Lys-Ala-Arg-Val-Tyr-п-нитро-Phe-Glu-Ala-Nle-NH2 производства фирмы Bachem AG (Швейцария) (препарат Н-1286).To analyze the enzymatic activity of HIV protease, a special chromogenic substrate VII was used: H-Lys-Ala-Arg-Val-Tyr-p-nitro-Phe-Glu-Ala-Nle-NH 2 manufactured by Bachem AG (Switzerland) (drug H- 1286).
1.3. Контрольный ингибитор димеризации (ИД) протеазы ВИЧ1.3. HIV protease dimerization control inhibitor (ID)
Для позитивного контроля в работе был использован известный пептидных ИД (ингибитор Шрама) (пальмитоил-TVSYEL).For positive control, a well-known peptide ID (Scar inhibitor) (palmitoyl-TVSYEL) was used in the work.
1.4. Образцы низкомолекулярных соединений1.4. Samples of low molecular weight compounds
Для экспериментальной проверки действия потенциальны ингибиторов димеризации на ферментативную активность протеазы ВИЧ были взяты 3 образца соединений, отобранных в ходе in vitro скрининга с помощью ОБ.For experimental verification of the action of potential dimerization inhibitors on the enzymatic activity of HIV protease, 3 samples of compounds taken during in vitro screening using OB were taken.
1.5. Другие реактивы и препараты1.5. Other reagents and preparations
Другие реактивы и препараты, использованные в работе, были аналитической чистоты.Other reagents and preparations used in the work were of analytical purity.
2. Методы.2. Methods.
2.1. Кинетические спектральные измерения2.1. Kinetic spectral measurements
Для регистрации кинетики ферментативной реакции был использован спектрофотометр Libra S32PC (Biochrom, Англия) в режиме «Кинетика». Измерение производили при 25°С по снижению поглощения при 300 нм (пик поглощения субстрата VII).To register the kinetics of the enzymatic reaction, a Libra S32PC spectrophotometer (Biochrom, England) in the “Kinetics” mode was used. The measurement was carried out at 25 ° C to reduce the absorption at 300 nm (peak absorption of the substrate VII).
2.2. Анализ ферментативной активности протеазы ВИЧ2.2. Analysis of the enzymatic activity of HIV protease
Для измерения ферментативной активности протеазы ВИЧ был использован хромогенный субстрат VII, имеющий максимум поглощения в УФ при 300 нм.To measure the enzymatic activity of HIV protease, a chromogenic substrate VII was used, which has a maximum absorption in UV at 300 nm.
Препарат протеазы ВИЧ (100 нг) инкубировали 35 мин при 25°С в 240 мкл буфера (1 М NaCl, 1 мМ ЭДТА, 0,1% CHAPS, 8% ДМСО, 0,1 М ацетат натрия, рН 5,0) в присутствии (опыт) или отсутствии (контроль) разных концентраций потенциального ИД. Конечная концентрация протеазы ВИЧ была примерно 18 нМ. Затем смесь переносили в кварцевую полумикрокювету и запускали реакцию добавлением 10 мкл раствора субстрата VII до конечной концентрации 25 мкМ.HIV protease preparation (100 ng) was incubated for 35 min at 25 ° C in 240 μl of buffer (1 M NaCl, 1 mm EDTA, 0.1% CHAPS, 8% DMSO, 0.1 M sodium acetate, pH 5.0) in the presence (experience) or absence (control) of different concentrations of potential ID. The final HIV protease concentration was approximately 18 nM. The mixture was then transferred to a quartz semi-microcuvette and the reaction was started by adding 10 μl of substrate VII solution to a final concentration of 25 μM.
Смесь быстро перемешивали и активность протеазы ВИЧ регистрировали при 25°С по снижению поглощения при 300 нм в течение 35 мин. Активность протеазы ВИЧ (мкмоль субстрата/(мин·мг фермента)) вычисляли по формулеThe mixture was stirred rapidly and HIV protease activity was recorded at 25 ° C to reduce absorbance at 300 nm for 35 minutes. HIV protease activity (μmol substrate / (min · mg enzyme)) was calculated by the formula
где ΔА300 - изменение оптической плотности,where ΔA 300 is the change in optical density,
V - общий объем смеси (л),V is the total volume of the mixture (l),
Е - коэффициент молярной экстинкции субстрата (М-1см-1),E is the coefficient of molar extinction of the substrate (M -1 cm -1 ),
m - масса протеазы (мг),m is the mass of the protease (mg),
t - время измерения (мин),t is the measurement time (min),
l - толщина измерительной кюветы (см).l is the thickness of the measuring cell (cm).
Ингибирующее действие потенциальных ИД и КИД выражалось величиной IC50 (концентрация ингибитора, подавляющая 50% активности фермента).The inhibitory effect of potential ID and KID was expressed by the value of IC 50 (inhibitor concentration, inhibiting 50% of the enzyme activity).
3. Результаты.3. Results.
На фиг.1 в качестве примера приведены кинетические записи изменения поглощения при 300 нм во времени в присутствии ИД. Можно видеть, что ИД тормозит ферментативную реакцию. Из зависимостей активности протеазы ВИЧ в присутствии различных концентраций ИД (в качестве примера см. фиг.2) были рассчитаны значения IC50. Полученные результаты приведены в таблице 4.Figure 1 shows, as an example, kinetic records of the change in absorbance at 300 nm over time in the presence of an ID. You can see that ID inhibits the enzymatic reaction. From the dependences of HIV protease activity in the presence of various ID concentrations (as an example, see FIG. 2), IC 50 values were calculated. The results are shown in table 4.
Таким образом, все три потенциальных ИД, отобранных в эксперименте in vitro с помощью тест-системы на ОБ, показали достаточную ингибирующую активность, сравнимую с контрольным пептидным ИД (ингибитор Шрама).Thus, all three potential IDs selected in an in vitro experiment using the OB test system showed sufficient inhibitory activity comparable to the control peptide ID (Scar inhibitor).
Claims (4)
,
где Eint - энергия взаимодействия между субъединицами, EAB - энергия димера ЕА, ЕВ - энергия каждой из цепей.3. The method according to claim 1, according to which the proper simulation time after balancing is 10 ps (1 fs step) with the recording of intermediate states every 10 steps, and for each intermediate state a sequential virtual replacement of each amino acid residue of the protease subunit with alanine is performed , during each of which an assessment is made of changes in the internal energy of the complex of subunits (in kcal / mol) according to the formula:
,
wherein E int - the energy of interaction between the subunits, E AB - dimer energy E A, E B - the energy of each of the chains.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007134022/04A RU2399612C2 (en) | 2007-09-12 | 2007-09-12 | Method of detecting compounds reducing functional activity of human immunodeficiency virus protease and method of inhibiting dimerisation of hiv protease subunits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007134022/04A RU2399612C2 (en) | 2007-09-12 | 2007-09-12 | Method of detecting compounds reducing functional activity of human immunodeficiency virus protease and method of inhibiting dimerisation of hiv protease subunits |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007134022A RU2007134022A (en) | 2009-03-20 |
| RU2399612C2 true RU2399612C2 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=40544851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007134022/04A RU2399612C2 (en) | 2007-09-12 | 2007-09-12 | Method of detecting compounds reducing functional activity of human immunodeficiency virus protease and method of inhibiting dimerisation of hiv protease subunits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2399612C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014271A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-02-21 | Mitsubishi Pharma Corporation | Proline derivatives and use thereof as drugs |
| WO2005097800A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Osi Pharmaceuticals, Inc. | 6,6-bicyclic ring substituted heterobicyclic protein kinase inhibitors |
| RU2005139393A (en) * | 2003-05-16 | 2006-07-27 | Уайт (Us) | Phenylquinolines and Their Use as Modulators of Estrogen Receptors |
-
2007
- 2007-09-12 RU RU2007134022/04A patent/RU2399612C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014271A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-02-21 | Mitsubishi Pharma Corporation | Proline derivatives and use thereof as drugs |
| RU2005139393A (en) * | 2003-05-16 | 2006-07-27 | Уайт (Us) | Phenylquinolines and Their Use as Modulators of Estrogen Receptors |
| WO2005097800A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Osi Pharmaceuticals, Inc. | 6,6-bicyclic ring substituted heterobicyclic protein kinase inhibitors |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Fakhfakh MA, Fournet A, Prina E, Mouscadet JF, Franck X, Hocqueniiller R, Figadere B. Synthesis and biological evaluation of substituted quinolines: potential treatment of protozoal and retroviral co-infections. Bioorganic and Medicinal Chemistry. 2003 Nov 17; 11(23):5013-23. Deprez E, Barbe S, Kolaski M, Leh H, Zouhiri F, Auclair C, Brochon JC, Le Bret M, Mouscadet JF. Mechanism of HIV-1 integrase inhibition by styrylquinoline derivatives in vitro. Mol Pharmacol. 2004 Jan; 65(1):85-98. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007134022A (en) | 2009-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yamashiro et al. | Phosphorylation of non-muscle caldesmon by p34 cdc2 kinase during mitosis | |
| Morellet et al. | Conformational behaviour of the active and inactive forms of the nucleocapsid NCp7 of HIV-1 studied by 1H NMR | |
| Wallqvist et al. | A preference‐based free‐energy parameterization of enzyme‐inhibitor binding. Applications to HIV‐1‐protease inhibitor design | |
| Mayer et al. | Mapping the active site of angiotensin-converting enzyme by transferred NOE spectroscopy | |
| CN111732637A (en) | Polypeptides that inhibit the infection of host cells by novel coronavirus SARS-CoV-2 and their applications | |
| JP2005517227A (en) | Cytokine receptor | |
| US8765686B2 (en) | Polypeptides for treating and/or limiting influenza infection | |
| Rea et al. | Crystal structure of Porphyromonas gingivalis dipeptidyl peptidase 4 and structure-activity relationships based on inhibitor profiling | |
| KR20030009450A (en) | Thrombopoietin Receptor Modulating Peptide | |
| Siegel et al. | Structure-based design of α-amido aldehyde containing gluten peptide analogues as modulators of HLA-DQ2 and transglutaminase 2 | |
| Qiao et al. | Tissue transglutaminase-mediated formation and cleavage of histamine-gliadin complexes: biological effects and implications for celiac disease | |
| US20050221285A1 (en) | Method for identifying or screening anti-viral agents | |
| Stoddard et al. | Molecular recognition analyzed by docking simulations: the aspartate receptor and isocitrate dehydrogenase from Escherichia coli. | |
| Pender et al. | Toward a rational design of peptide inhibitors of ribonucleotide reductase: structure− function and modeling studies | |
| Fewtrell et al. | Unexpected findings from target analysis of immunoglobulin E and its receptor | |
| Tomasselli et al. | Calcium‐free calmodulin is a substrate of proteases from human immunodeficiency viruses 1 and 2 | |
| RU2399612C2 (en) | Method of detecting compounds reducing functional activity of human immunodeficiency virus protease and method of inhibiting dimerisation of hiv protease subunits | |
| US20150038408A1 (en) | Polypeptides for treating and/or limiting influenza infection | |
| US8258127B2 (en) | Methods for treating latent tuberculosis | |
| Wu et al. | Binding of the nucleocapsid protein of type 1 human immunodeficiency virus to nucleic acids studied using phosphorescence and optically detected magnetic resonance | |
| US20040197893A1 (en) | HDM2-inhibitor complexes and uses thereof | |
| US20020064770A1 (en) | Binding compounds and methods for identifying binding compounds | |
| US20080206264A1 (en) | Constrained Hiv V3 Loop Peptides as Novel Immunogens and Receptor Antagonists | |
| Chang et al. | Biophysical evidence of two docking sites of the carboxyl heptad repeat region within the amino heptad repeat region of gp41 of human immunodeficiency virus type 1 | |
| JP2005536717A (en) | Antiviral inhibition of capsid protein |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110506 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161115 |