文摘
hexapeptide血管紧张素IV (Ang IV)是血管紧张素ⅱ的代谢物(Angⅱ)和大脑中起着核心作用。据报道二十多年前intracerebroventricular注入老鼠和IV改善记忆和学习的。提出了一些假设来解释的积极作用和IV和认知相关的类似物。它提出了调节胰岛素氨基肽酶(IRAP)和静脉的主要目标。论述了抑制剂的发现进步的IRAP潜在的认知功能增强剂。非常有效的蛋白酶抑制剂的合成,但药代动力学问题与穿越血脑屏障)相关(包括问题仍有待解决。文章还简要概述了地位在ACE抑制剂的发现和肾素,AT1R的拮抗剂和AT2R受体激动剂,为了使RAS系统内的其他发现过程比较。本文着重结合亲和力/抑制能力之间的关系和交互的配体的结构与目标蛋白质。
1。介绍
神经肽参与传播或调制信号在中枢神经系统(CNS) [1]。因此,这些肽参与神经系统功能,包括认知和记忆,有关的情绪,痛苦的经验,压力,反应奖励,控制食物的摄入量,neuroendocrinological监管。神经肽的生理作用终止通过蛋白水解降解,这通常是由细胞外蛋白酶固定在细胞膜。在这方面,神经肽不同于经典的发射器。刺激神经组织的有限水解肽可能导致碎片形成类似或不同的生物活性(2]。血管紧张素ⅱ的转换(Angⅱ)血管紧张素IV (Ang IV)是一个很好的例子,后者。这种类型的生物转化结果特定endoproteases或多或少的作用。几种蛋白酶能够释放的生物活性片段从基质已确定在各种中枢神经系统组织(3,4]。
我们讨论在本文中肾素-血管紧张素系统(RAS)和简述两种蛋白酶,血管紧张素转换酶(ACE)和肾素,有服务和继续作为药物靶点。我们简要讨论这两个主要的父肽血管紧张素ⅱ受体,AT1R和AT2R,我们描述这些受体拮抗剂和受体激动剂有关。最后,我们直接焦点hexapeptide Ang IV,大脑中起着重要的作用。有人建议,调节胰岛素的氨肽酶(IRAP)的主要目标和四世在大脑中,因此我们更详细地讨论最新进展在IRAP抑制剂的发现。本文专注于交互的配体的分子结构与目标蛋白质。
2。蛋白水解处理
血管紧张素ⅱ(Angⅱ)是由血管紧张素我(和我),这是一个本质上活性肽来自循环和组织血管紧张肽原(图1)。血管紧张肽原的天门冬氨酰蛋白酶肾素释放和我。血管紧张素的蛋白水解乳沟我生产Angⅱ介导主要由金属蛋白酶的王牌,一个既定的目标药物治疗。酶由chymase乳沟,羧肽酶,catepsin G或tonin替代路线的Angⅱ可以生产5]。的情况下速激肽、阿片肽,Angⅱ代谢导致几个碎片的形成与生物活动,不同于父肽。蛋白水解的乳沟,谷酰基氨基肽酶(AP-A)和膜丙氨酰氨肽酶N (AP-N),例如,导致单一的氨基酸残基的顺序删除氨基肽,形成盎III (Angⅱ(2 - 8))和Ang IV (Angⅱ(3 - 8)),分别为(6]。这些缩氨酸是重要的神经肽碎片在中枢神经系统7- - - - - -10]。Ang IV中起着特别重要的作用,其作用机理是不同的11- - - - - -14]。值得注意的是《四世可以由氨肽酶的作用在和我之前转换成Angⅱ(15]。人类未知的Ang II-related肽,Ang,加一个最近被发现(16]。这种肽,(阿拉巴马州1)和二世,不是蛋白质水解的产物,而是来自脱酸天冬氨酸残基的Angⅱ(16]。它作为一个完整的受体激动剂与属性类似于Angⅱ(17]。
胰凝乳蛋白酶和dipeptidyl羧肽酶可以进一步过程和IV与片段和(3 - 7)形成的碎片和氨基酸残基(18- - - - - -23]。和(3 - 7)是由盎羧肽酶IV的P (Carb-P)和丙oligopeptidase (PO)解理。胰凝乳蛋白酶水解债券Val,酪氨酸,Ile,这是一个重要的属性在设计时要考虑新陈代谢稳定和IV类似物和Ang四肽模拟。此外,Angⅱ可以转化为生物活性和蛋白水解切除(1 - 7)的c端由Carb-P(苯丙氨酸12],monopeptidase ACE2的作用[24),ACE的乳沟Phe-His Ang (1 - 9)25]。
图1显示选定的降解产物和五个主要的药物靶点。有几个其他潜在目标药物在RAS,如盎(1 - 7)/ Mas受体(26,27)和氨基肽酶(AP-A),但这些在这里不讨论(最近的一篇论文,请参阅[28])。既不将对手AT2R讨论未来潜在的药物。本文将重点讨论IRAP抑制剂的发现。
3所示。血管紧张素转换酶抑制剂和肾素
血管紧张素ⅱ(Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe)是一种重要的心血管功能和调制器产生明显的高血压的效果。四十年前,发现小修改的氨基酸残基序列和二世,如替代c端残留的苯丙氨酸残基的脂肪族侧链,创建了肽,块Angⅱ的作用。两个这样的肽,沙拉新((Sar1阿拉巴马州8)和II)和sarile ((Sar1,微笑8)和II),氨基端肌氨酸残基增强了效果,在临床试验中进行评估(29日,30.]。然而,由于peptidic字符没有沙拉新,FDA批准对于有限的应用程序,也没有更强有力的sarile发现长期使用在诊所31日- - - - - -33]。然而,他们成为重要的研究工具和这两个肽治疗的临床观察证实,RAS是一个非常相关的药物干预的目标。因此,两个主要的蛋白酶,肾素和血管,负责退化效应的前体蛋白血管紧张肽原肽和二世,成为有吸引力的药物靶标(图1)。
血管紧张素转换酶抑制剂随后披露(34,35]。第一个ACE抑制剂的设计利用了相似的王牌金属蛋白酶羧肽酶A,由2-benzyl抑制琥珀酸。它也知道,从提取分离出肽巴西响尾蛇的毒液具窍蝮蛇属jararaca有降压作用,抑制和我和二世的转换。这两种见解允许的优雅和快速发现锌结合硫醇化合物卡托普利,于1978年进入市场。nanopeptide (Pyr-Trp-Pro-Arg-Pro-Gln-Ile-Pro-Pro),被称为“teprotide,”最高在活的有机体内毒液肽之间的效力。它包含一个脯氨酸残基的c端保留在卡托普利(图2)[36]。试图改善代谢稳定性和卡托普利的主要副作用降到最低,皮疹和损失的味道,这是假设硫醇基负责,导致了每天一次前体药物卡托普利(图2),1985年进入市场37,38]。卡托普利的硫醇基已经取代了zinc-coordinating羧基。卡托普利的高分辨率x射线晶体结构(解放后从药物前体自由羧基)现在可以(39]和表明,氨基羧基与催化活性部位的锌离子的王牌。的3 d结构包围的王牌,然而,不知道当第一个ACE抑制剂的设计。随后有一个大量的血管紧张素转换酶抑制剂,例如,雷米普利,quinapril,培,赖诺普利,今天和贝那普利,广泛应用在诊所40]。
试图抑制其他主要参与蛋白水解蛋白酶处理,天门冬氨酰蛋白酶肾素,持续了几十年,但直到2007年,第一个这样的抑制剂,aliskiren(图3),达到市场(41- - - - - -43]。肾素抑制剂的发展经常受到peptidic人物潜在的抑制剂的研究,主要是有限的代谢稳定性、吸收差,和,因此,口服生物利用度低。此外,很难预测结果的影响人类的动物模型。的化合物是过渡态类似物,肽键的裂解被一群代替模拟过渡态。过渡态的设计模拟aliskiren是借助于造型和x射线结构的可用性44]。经验在肾素抑制剂项目计划大大受益,发现HIV蛋白酶抑制剂,这是,事实上,市场上aliskiren前十年。最近已经取得显著进展确定新的强有力的non-peptide“直接肾素抑制剂”,但没有这样的抑制剂发展到后期阶段发展。
4所示。血管紧张素ⅱAT1受体拮抗剂和at₂受体受体激动剂
第一个血管紧张素受体阻滞剂(ARB)应用于临床,肽沙拉新,不是口头行动活跃及其持续时间很短。临床与沙拉新结果,然而,显然证明Angⅱ受体是一个合适的药物的目标。第一个non-peptide ARB,洛沙坦(图4),1995年被介绍到市场。洛沙坦的特点是四唑啉,作为羧酸盐bioisostere,联苯部门和容易氧化羟甲基组。洛沙坦被转换在活的有机体内通过氧化羟甲基组的羧酸代谢物更有效。审查发现血管紧张素受体阻滞剂,看到45]。其他几个AT1R拮抗剂现在在临床使用,例如,eprosartan, olmesartan,替米沙坦、缬沙坦、坎地沙坦。后者是管理作为一个前药,坎地沙坦cilexetil(图4)。这个解放坎地沙坦,结合强烈AT1受体(46,47]。相信这些药物的最佳临床效果,统称为“sartans”,需要高水平的目标入住率(48,49]。应该提到在这种背景下,越来越多的文献表明,例子在活的有机体内AT1R阻断剂药物作用持续时间,例如,不仅取决于宏观动力学特性,如血浆半衰期和平衡所需的时间隔间和等离子体之间的影响,也对长期目标绑定和重新绑定(50- - - - - -52]。的药物前体azilsartan medoxomil(图4),它有一个不太常见的羧酸bioisostere附着在联苯支架,于2011年批准,是最新的ARB组的成员,53- - - - - -55]。完善,AT1R拮抗剂至少有效的血管紧张素转换酶抑制剂,β受体阻滞剂和钙通道拮抗剂减少心血管发病率和死亡率(56,57]。此外,据报道,洛沙坦(58和坎地沙坦59- - - - - -61年)在老年患者的认知有积极的影响。有趣的是,TRV120023代表β-arrestin-biased AT1R配体有心血管和功能性质在活的有机体内这是不同于洛沙坦。这部小说已经表明,G蛋白独立但类药物β-arrestin选择性可以提供优于传统ARBs药物通过支持心脏功能,减少细胞损伤在急性心肌损伤(62年,63年]。总之,努力开发新的和更好的化学实体块AT1受体是有限的。在这个研究领域的激烈竞争,这可以部分解释这一决定,但努力开发单一化合物,可以阻止AT1R和受体的非常有效的血管收缩剂内皮素正在进行中(64年]。此外,双拮抗AT1R和中性肽链内切酶抑制最近兴趣。临床结果的双重抑制剂LCZ696,现在阶段ii iii,是有前途的65年]。
最近,at₂受体已成为药物治疗的新目标(66年- - - - - -68年]。at₂受体在胎儿组织丰富,但在成人这个G protein-coupled受体仍然丰富只有在特定的组织,如血管内皮细胞(69年和大脑区域70年,71年]。at₂受体存在于更高的密度不同的大脑区域,有人建议,参与成长发展和探索行为72年,73年]。表示在蓝斑、腹侧和背侧隔,上丘,和丘脑核,丘脑,许多的细胞核的和下橄榄核的细胞。at₂和AT1受体表达的扣带皮层、小脑皮质分子层的,上丘和室旁核(70年,74年- - - - - -76年]。AT2R RNA和蛋白质受体最近被确定在黑质致密部(77年)和海马体(78年,79年]。因此,受体存在于成人电机与控制和相关领域的学习活动,感官领域,和选择结构的边缘系统(80年]。有人建议,AT2R信号的调制可以提高认知能力与阿尔茨海默病(AD)的人不仅通过AT2R受体激动剂的行动/脑微循环血流量也通过其更具体的对神经元的影响(81年]。激活at₂受体的影响神经细胞分化和神经再生82年- - - - - -84年]。有趣的是,一些外围的影响,通过at₂受体介导反对通过AT1受体介导的其他影响,这表明可能存在类似的平衡在中枢神经系统85年,86年]。值得注意的是,重新at₂受体表达在某些疾病条件如心力衰竭、肾功能衰竭、心肌梗死、高血压、和一些脑部疾病(71年,87年- - - - - -92年]。的AT2R介导血管扩张性,抗增殖和抗炎作用93年]。
一些有效的药物如和选择性AT2R受体激动剂(公开94年- - - - - -96年]。第一个receptor-selective受体激动剂,M024或“复合21”(M024 / C21图5),于2004年首次报道,此后一直得到广泛的研究(94年]。它拥有一个磺酰氨基甲酸酯的实体作为新陈代谢稳定羧酸等排物和展品有着惊人的相似结构几个AT1R拮抗剂。复合M024 / C21,发达国家通过一系列的修改无选择性的AT1R受体激动剂l - 162313 (97年),刺激神经突神经元细胞产物(只能表达AT2R) (94年)通过持续激活页/ p44 mapk。在大鼠纹状体多巴胺的合成减少,一些结果表明at₂和AT1受体在纹状体多巴胺的合成,起到相反的作用,而不是多巴胺释放(98年]。复合增强小鼠认知功能(81年,99年]。它能改善心肌梗死后心肌功能独立于血压血压正常的Wistar鼠(One hundred.)和具有明显的抗炎效应(101年]。M024 / C21给改善血管刚度和降低主动脉和心肌胶原蛋白浓度的病患者自发性高血压大鼠(102年]。最近建议M024 / C21抗高血压治疗的结合可能导致vasculoprotective影响甚至超出了blood-pressure-reducing效应(66年,103年]。
预计生物利用度在大脑的药物如M024 / C21将低[104年]。预计这种情况也M132 / C38(图5),选择性AT2R拮抗剂M024 / C21非常相似的结构。然而,这个AT2R受体激动剂/拮抗剂对这两种化合物具有类似的药物动力学,应该是一个重要的和有用的工具研究RAS。此外,这些分子可以作为一个起点在药物化学项目旨在发现分子活跃AT2R受体激动剂口服后在大脑中。仍然没有选择性AT2R受体激动剂进入第一阶段的临床试验。相反,EMA401,亲脂性的结构模拟的常用的研究工具,at₂受体拮抗剂PD123319在临床试验。这个对手是为神经性疼痛(开发105年]。
5。调节胰岛素氨肽酶抑制剂
1988年,Braszko等人报道,intracerebroventricular (i.c.v)注入Angⅱ的代谢物和IV (Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe,图6)在大鼠(改善记忆和学习106年]。他们表明,第四和影响汽车活动,避免被动的表现,和条件性回避反应。各种动物模型随后被调查,结果为巴恩斯迷宫,迷宫游泳,和摇臂迷宫8,14,107年- - - - - -110年]。不仅Ang IV,而且相关的类似物进行了研究,如内源性LVV-hemorphin-7 (Leu-Val-Val-Tyr-Pro-Trp-Thr-Glu-Arg-Phe),具有结构相似性和四世在氨基肽的一部分,它有一个酪氨酸残基与亲脂性的氨基酸残基(111年]。LVV-hemorphin-7是一个强大的启动子的老鼠的记忆力和检索(107年]。第四的观察和改善记忆和学习的相关过程近年来吸引了相当大的兴趣。优秀的评论发表在大脑中描述的角色和IV (112年- - - - - -114年]。高效的新化学实体相关的认知衰退的治疗阿尔茨海默氏症、脑外伤、脑缺血的临床研究需要使用的胆碱酯酶抑制剂和NMDA拮抗剂今天已经大多令人失望(115年- - - - - -118年]。因此,认知功能所需的新改进的增强子和受体(s)参与的有利影响和IV已成为药物干预相关的新目标。
一个特定的绑定网站和四世于1992年确认,,后来命名为AT4受体(119年- - - - - -121年]。哈丁等人发现结合位点密度高的大脑区域与认知有关,感觉和运动功能,包括海马体(120年]。
5.1。AT4受体配体的亲和力
结合位点的发现后不久,系统的结构活性关系的研究(SAR)开始了赖特和哈丁,显然Val-Tyr-Ile三肽氨基端部分的主题和IV是至关重要的亲和力122年]。这个结论依赖经典的甘氨酸和分子酸扫描和其他氨基酸残基的改变和IV (123年,124年]。疏水残基位置,特别是正亮氨酸,呈现很高的结合亲和力,而取代的氨基端胺乙酰化或甲基化导致低亲和配体。因此,连续残留与脂肪族侧链结合伯胺功能被发现在氨基首选。c端部分,另一方面,可以大幅改变不影响绑定关联。然而,截断除了删除c端苯丙氨酸残基被发现是徒劳的122年]。
hexapeptide盎IV及其多肽类似物容易接受蛋白水解乳沟但明显改善代谢稳定性可以通过减少Val之间的肽键1和酪氨酸2Ang IV的保留大部分的亲和力。模拟1(图6)构成另一个这样的例子,包括降低肽键(Ψ[CH2NH)残留1和2之间,因此两个胺网站可以使质子化(123年]。Divalinal-Ang IV和norleual(图6)是另外两个pseudopeptides包括降低肽债券研究的一些细节和作为重要的研究工具(125年,126年]。
小崛大正制药等人在提交专利申请在1990年代末,披露的一系列化合物结合的强烈豚鼠海马膜(127年,128年]。他们从竞争与放射性标记的实验推导出这125年我和IV。最高的化合物亲和力的特点是直接fourcarbon链在位置1。减少了酰胺债券(Ψ[CH2NH)残留1和2之间。这些化合物的高亲和性也苯乙烯基取代His-Pro-Phe Ang IV,(化合物2和喹啉3在图7),他们有IC50值低于1海里。配位体4在图7有三个基本氨基酸组,是由减少残留2和3之间的酰胺键化合物2。这个化合物具有约束力的亲和力海马膜低于40倍的化合物2。亲和力的配体基本上没有得到保持残留1和2之间的肽键完整无缺和减少债券(Ψ[CH2NH)残留2和3之间。此外,减少反式双键的c端导致亲和力低得多。的配体合成了小崛等人对我们所知没有被评为IRAP抑制剂。
5.2。调节胰岛素抑制剂氨基肽酶(IRAP)
的受体和IV是2001年从牛肾上腺膜纯化。这个AT4受体调节胰岛素的氨肽酶(IRAP) [129年]。IRAP /在4受体近年来吸引了相当大的兴趣作为药品的潜在目标目的是治疗认知障碍(112年,130年- - - - - -133年]。IRAP是属于单拱桥跨膜zinc-metallopeptidase M1氨肽酶的家庭。IRAP已被确认为cystinyl氨基肽酶(帽,EC 3.4.11.3),胎盘亮氨酸氨基肽酶(P-LAP,可溶性人类同系物)oxytocinase, gp160或vp165 [134年- - - - - -137年]。调节胰岛素的氨肽酶被克隆,在脂肪细胞囊泡特征包含调节胰岛素的葡萄糖转运体GLUT4 [138年]。IRAP包含三个域(136年,139年- - - - - -141年]:参与细胞内的胞内区域定位和再分配,一个疏水跨膜段和一个包含催化部位细胞外区域。M1家庭共享一个共识His-Glu-Xaa-Xaa-His——(Xaa)18-Glu锌结合对酶活性至关重要的主题,和一个Gly-Xaa-Met-Glu-Asn (Xaa = Ala IRAP)外肽酶的主题。锌离子是协调这两个他的残留物,第二Glu残渣,和一个水分子,其他Glu预计将被激活的残留在水解步骤(142年- - - - - -144年]。突变分析表明Gly-Ala-Met-Glu-Asn主题是重要的识别的氨基端基板和竞争性抑制剂(139年,145年,146年]。氨肽酶的一个重要的特性是它能够打通n端氨基酸残基的几种生物活性肽在体外,包括Met-enkephalin和Leu-enkephalin, dynorphin神经激肽A cholecystokinin-8,生长激素抑制素,催产素和垂体后叶加压素(135年,147年,148年]。
提出过一些假设来解释和IV及其类似物的能力增强认知功能(25,149年,150年]。一个假设问题等基质血管加压素、生长抑素、缩胆囊素,其半衰期延长IRAP被盎IV, LVV-hemorphin-7或类似的衍生品151年,152年]。这些基质提高参数与认知(153年,抗利尿激素和催产素被认为是IRAP的主要基质(148年,154年]。最近表明,生长激素抑制素影响记忆过程通过其行动生长激素抑制素受体亚型3 (155年]。第二个假说提出IRAP作为传输信息的经典受体在细胞膜受体结合后,在第三,第四和类似物延长IRAP的本地化和GLUT4在细胞表面,从而调节葡萄糖的吸收进神经元和其他细胞(112年,150年,156年,157年]。此外,它一直在提出metallopeptidases IRAP一样的家庭,如氨基肽酶N (AP-N EC 3.4.11.2)、目标(158年]。Ang IV和LVV-hemorphin-7抑制AP-N活动(159年]。第四替代大分子和目标已经提出,比如c-Met,酪氨酸激酶受体结合肝细胞生长因子(HGF)和与记忆和学习相关联整合(160年,161年]。Norleual(图6)抑制HGF-mediated影响picomolar浓度和块(125年我]HGF c-Met绑定。
受体或受体参与积极的身份的身份和IV及其类似物的影响还不清楚,但IRAP和c-Met都可能涉及(114年]。IRAP /的可用性和IV受体配体能够渗透进入大脑为了获得机械的见解是很重要的。赖特和哈丁合成pnb - 0408 (N-hexanoyl-Tyr-Ile-N′- (5-carbamoylpentyl)酰胺,人物8),表明它穿过血脑屏障,提高认知活动(133年,162年,163年]。这种化合物应该是一个非常有用的研究工具。活动概要文件的修改三肽和相关类似物现在已经建立在几个痴呆模型(133年]。
赖特和哈丁,集团在美国拓荒者在识别化合物强烈和IV受体结合,在日本小崛等人也一样。其他几个研究小组近年来投入巨大的努力开发小分子与第四和受体相互作用,例如,在比利时、瑞典,和(尤其是)在澳大利亚。后面这三组人关注IRAP的有效抑制剂,和他们使用稍微不同的和互补的方法。主要目标是确定强大,新陈代谢稳定的选择性抑制剂,抵制,特别是IRAP本身和相关的肽酶降解。使抑制剂具有高生物利用度口服后在大脑是一个巨大的挑战。
许多先前确定的配体的高亲和性绑定被发现抑制IRAP [111年,164年]。金属螯合剂(如乙二胺四乙酸和邻二氮杂菲)以前经常用于实验,测量了亲和力。现在确定配体的抑制能力成为重要的水解合成基质在缺乏金属螯合剂。配体有不同的效能和经常不同等级订单IRAP化验没有螯合剂。建议的结果的差异缺乏锌在活性部位的金属螯合剂存在(159年,164年- - - - - -166年]。因此,很明显,必须省略了螯合剂来获得生理相关的结果(167年]。此外,结果还说明合成抑制剂的重要性,新陈代谢稳定并不是IRAP的基质。
Lukaszuk等人在比利时最近进行了β-homoamino酸扫描和IV (168年]。更换瓦尔1(R) -β2hVal和替换的板式换热器6通过β3hPhe导致新陈代谢稳定和强大IRAP抑制剂,AL-11(图9)。这有高选择性IRAP AP-N和AT1受体。据报道,Ang IV影响血压,这一过程是由AT1受体介导的(169年]。他的4和职业5残留随后被其他所取代,构象上受限,残留170年]。合并(R) -β2hVal1和友邦保险4- g5给一种化合物是高度选择性、稳定和具有高抑制作用(AL-40,图9)[168年,170年]。Ang IV本身只是一个弱抑制剂IRAP的催化活性,已被证明的实验与新陈代谢稳定第四氚化和模拟(3H] AL-11,结合选择性AP-N抑制剂7 b是次膦过渡态类似物(171年),在缺乏金属螯合剂。添加金属螯合剂创建apoform IRAP [167年,172年),重要的是要注意的活性形式和apoforms IRAP反应不同(173年]。因此,许多以前的结果引用绑定到酶蛋白而不是催化地活跃的酶(122年- - - - - -124年,174年]。亚瑟等人最近讨论的肽酶活动的规定IRAP详细(175年]。
比利时集团还进行了大量的研究,研究了酪氨酸的角色2,亲5,板式换热器6在第四和通过引入构象限制在不同的氨基酸残基。研究证实,构象在获得选择性约束是重要的。取代酪氨酸2通过任何一个几个构象上限制残留损害的活性肽,在c端修改时更可接受的。类似物5和6(图9),例如,抑制IRAP到很低的程度。这表明,酪氨酸的方向2侧链的关键活动(176年]。
我们的方法在瑞典获得活性抑制剂IRAP已经基于一个野心来确定各种生物活性构象通过引入局部空间约束。我们也致力于创建各种二级结构侧链的环化。整合4-hydroxydiphenylmethane脚手架作为酪氨酸的替代品2作为努力的一部分,创造空间约束,如复合7(图10),是有害的活动。这两个结果再次表明立场是容易操纵结构(177年]。执行一系列macrocyclizations为了获得改进的抑制剂和更好地了解和IV结合IRAP [174年,178年- - - - - -180年]。环化(半胱氨酸4,半胱氨酸6)和静脉形成一个骁勇善战的环导致化合物(8,海里,图10比Ang IV)更有效(海里)作为IRAP抑制剂。以前的构象Angⅱ的分析表明,这样一个大环的系统会采用逆γ词(181年,182年),和更换His-Pro-Phe 2 -(氨甲基)苯乙酸一部分旨在模拟成反比γ词导致化合物9(图10)。这种化合物有44 nM的价值比之前的候选人和一个更简单的结构(171年]。
环化(半胱氨酸1,半胱氨酸3)和第四行环系统给出了一个不活跃的抑制剂,而复合公平的抑制效力和13个macrocycle使用[Hcy获得1,Hcy3]《四世(10,海里,图11)。的混合9和10是一个强有力的抑制剂(11,海里,图11),重要的是,选择性IRAP AP-N。因此,看来第四和实行γ词在绑定到c端IRAP,而一个开放的、不明确的在氨基构象存在转。进一步结构优化产生的化合物12(图11),有一个β3hTyr残留在13个macrocycle。它的值是3.3海里。这种化合物比Ang四世强20倍,表现出2000倍选择性对AP-N IRAP [180年]。除c端羧基的给少IRAP的有效抑制剂。因此,macrocyclizations通过氧化二硫的形成可以提供非常强大的IRAP抑制剂。
Macrocyclizations,采用复分解反应,获得非常有吸引力的努力使有效的口服生物利用度高的化合物(183年,184年]。这个观察和知识等化合物抗利尿激素和催产素(图12)大环的氨基端部分和基质的IRAP [148年促使carba类似物的合成。这些会被认为有效的新陈代谢IRAP抑制剂更稳定。
准备一系列大型的大环化合物,该化合物的标签13和14(图13)最低值,分别为4.1和1.8 nM (179年]。这些新陈代谢carba类似物也最稳定的类似物合成的计划。在缺乏螯合剂,拥有14个大环化合物的亲和力IRAP是10倍和IV。N-Methylation残留1和2之间的肽键减少活动,这表明酰胺态氮与氨基端伯胺氮协调锌原子在蛋白酶的活性部位179年]。将亚甲基组毗邻n端氨基酸组,如AL-11和AL-40(图9),替代c端羧基与bioisosteres似乎显而易见的下一步努力改善抑制剂。残留1和2之间的酰胺键,它存在于所有的大环的抑制剂,已报告的主要目标是IRAP。因此,交换这个键proteolytically惰性CH2NH片段可能会提高性能。这样的CH2NH片段也应该提供一个强大的协调,锌。
这家澳大利亚集团发现了一系列IRAP抑制剂基于benzopyran系统作为支架。这些药物类化合物应该更比先前讨论的peptidomimetics新陈代谢稳定(113年]。而化合物13和14通过各种生产修改已存在的化合物,主要是macrocyclizations Ang IV本身,抑制剂基于benzopyrans源自structurebased设计过程和虚拟筛选。
IRAP的3 d结构尚不清楚。Thunnissen等人因此使用人类白三烯相关的结构4水解酶(185年),也属于M1氨基肽酶家族,在一个在网上筛选旨在识别潜在的抑制剂(186年]。这个过程涉及到在网上筛选150万年商用化合物对模型结构同源IRAP,识别,生物的评估,和结构的优化。几个强大的药物如benzopyrans IRAP抑制剂。其中,外消旋吡啶衍生物高频感应- 419和喹啉衍生物高频感应- 435和高频感应- 437(图14IRAP),是有选择性的,值420,360,分别和20海里。结合低亲和力的化合物结构相关的酶,如AP-N和白三烯4水解酶本身,尽管后者已经用于同源建模(186年]。计算表明,对接年代异构体是首选绑定模式在所有例子中,和两个备用结合构象对这些结构提出了类似的抑制剂(187年]。
喹啉化合物高频感应- 435和高频感应- 437不能采用相同的绑定模式pyridinyl复合高频感应- 419位的原因,但高频感应- 435和高频感应- 437似乎采用绑定模式,允许一个更强大的交互通过协调与锌离子与喹啉杂环氮原子。有人预测,喹啉化合物比pyridinyl化合物更活跃,部分原因是更有利的协调在IRAP锌离子。此外,计算对接实验表明,板式换热器544年IRAP提供了一个重要的疏水性包装指着一边的活性部位187年]。没有造型进行了比较,但人们很容易显示的氨基端和四世的大环化合物13和喹啉hif - 437结合IRAP如图15。酰胺态氮(或氧酰胺)和/或氨基氮原子可能与锌原子。
线等人证明i.c.v。高频感应- 419增强记忆两个内存管理模式。老鼠的表现在空间工作记忆任务涉及自发交替后管理复合高频感应- 419 (186年)是类似的性能管理后和IV和LVV-hemorphin-7 [14]。结果在活的有机体内实验的药物如类化合物强烈支持使用IRAP作为战略目标认知增强剂。benzopyran类IRAP抑制剂的进一步发展提供有用的线索。
6。结论
从各种动物模型实验数据证明IRAP促进记忆的抑制剂。有益的解释在生化水平上不明确,许多替代假说。需要进一步的研究来阐明作用机制。在这种背景下,新陈代谢稳定IRAP抑制剂,能穿过血脑屏障和公平的生物利用度在大脑应该作为重要的研究工具。这些抑制剂也可以提供新的化学实体和认知增强剂未来的治疗与衰老相关的记忆丧失和广告。今天所有可用数据与IRAP抑制剂i.c.v.后管理和新的抑制剂口服生物利用度是非常可取的。在短暂的两种不同的方法处理这类抑制剂的发现。一个从第四Ang本身。在随后的截断和macrocyclizations之后,能获得稳定有利的构象,强有力的抑制剂。然而,这些仍然peptidic性格。 The other approach originates from a virtual screening and the utility of a homology model of IRAP. A series of drug-like small inhibitors with high potential for further optimization were identified by this process. The major challenge remaining for these inhibitors is to enable them to cross the blood-brain barrier.
承认
本研究得到了瑞典研究理事会的支持。