이 작품은 탈리도마이드 유사체의 표적인 E3 유비퀴틴 리가세 세레블론(CRBN)의 유비퀴틴화 및 분해를 유도하는 새로운 접근법으로서 포말리도마이드 계, 이중 기능적 호모-PROTAC의 합성 및 특성화를 설명한다.
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방법 논문
포말리도마이드 기반 호모-PROTACs에 의한 E3 유비퀴틴 리가세 세레블론의 화학적 불활성화
* These authors contributed equally
이 논문에서
요약
초록
면역 조절 약물 (IMiDs) 탈리도마이드와 그 유사체, 레날리도마이드 및 포말리도마이드, 다발성 골수종의 치료를 위한 모든 FDA 승인 약물, 림프성 전사 인자 이카로스(IKZF1) 및 아이올로스의 유비퀴틴화 및 분해를 유도 (IKZF3) 세레블론 (CRBN) E3 유비퀴틴 리가아제를 경질 분해를 경유한다. IMiDs는 최근 CRBN E3 ligase에 의한 유비퀴틴화 및 프로테아소말 분해를 위한 다른 단백질을 표적으로 하는 이중 기능성 프로테오분해 표적화 키메라(PROTACs)의 생성을 위해 활용되고 있다. 우리는 포말리도마이드 기반의 호모비기능 PROTACs를 설계 및 합성하고 CRBN의 자기 주도적 유비퀴틴화 및 분해를 유도하는 능력을 분석했습니다. 여기서, CRBN은 E3 유비퀴틴 리가제와 동시에 표적을 모두 작용한다. 호모-PROTAC 화합물 8은 IKZF1 및 IKZF3에 최소한의 남은 효과만 으로 높은 효능으로 CRBN을 저하시고 있습니다. 화합물 8에 의한 CRBN 불활성화는 상이한 다발성 골수종 세포주들의 세포 생존 및 증식에 영향을 미치지 않았다. 이 호모-PROTAC는 다발성 골수종 세포에서 IMiDs의 효과를 제거합니다. 따라서, 우리의 동형 포말리도마이드 계 화합물은 CRBN의 내인성 기질 및 생리기능을 확인하고 IMiDs의 분자 메커니즘을 조사하는 데 도움이 될 수 있습니다.
서론
면역 조절 약물 (IMiDs) 탈리도마이드와 그 유사체, 레날리도마이드와 포말리도마이드, 모두 다발성 골수종의 치료를 위해 승인, E3 유비퀴틴 리가세 세레블론에 결합(CRBN), 컬린4A-RING E3 유비퀴틴 리가에 대한 기질 어댑터 (CRL4CRBN)1,2,3. IMiDs의 결합은 림프성 전사 인자 이카로스 (IKZF1) 및 아이올로스 (IKZF3)에 CRL4CRBN의 친화성을 향상시켜, 그들의 유비퀴틴화 및 저하로 이어지는 (그림1)4,5 ,5, 6개 , 7명 , 8. IKZF1 및 IKZF3는 다발성 골수종 세포에 필수적이므로 불활성화는 성장 억제를 초래합니다. SALL4는 최근 탈리도마이드....
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프로토콜
1. PROTAC 분자의 준비
주의: 사용하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트(MSDS)를 참조하십시오. 이러한 합성에 사용 되는 화학 물질의 몇 가지 독성 및 발암성. 모든 적절한 안전 관행과 개인 보호 장비를 사용하십시오.
- 테르트-부틸 N-(2,6-디옥소-3-피프리딜)카르바메이트(화합물 1)
- THF(50 mL)에서 1,1-카르보닐디미다졸(1.95 g, 12 mmol)과 촉매량 4-(디메틸아미노) 피리딘(5 mg)을 THF(50 mL)에 100 mL 의 바닥 플라스크와 함께 바락을 넣은 바락에 보크-글란-OH(2.46 g, 10 mmol)의 혼합물에 첨가한다. 명확한 용액이 형성 될 때까지 교반하면서 10 시간 동안 역류에서 가열하십시오.
- 회전 식 증발기로 감소 된 압력하에서 용매를 제거하고 EtOAc (200 mL)를 추가하고 분리 깔때기로 옮김으로 옮니다. H2O (50 mL)와 염수 (50 mL)로 유기 층을 씻고 Na2SO4위에 건조시십시오.
- 짧은 실리카 겔 패드(직경 5cm 및 높이 5cm)를 통해 용액을 걸러내고 EtOAc의 추가....
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결과
여기서 우리는 CRBN의 분해를 위한 동형 포말리도마이드 계 PROTAC의 설계, 합성 및 생물학적 평가를 기술하였다. 우리의 PROTAC는 두 개의 CRBN 분자와 동시에 상호 작용하고 포말리도마이드 유도 네오 기질 IKZF1 또는 IKZF3에 최소한의 남은 효과로 CRBN의 자가 유비퀴틴화 및 프로테아소말 분해를 유도하는 삼차 복합체를 형성합니다.
이전에 발표된 일련의 포말리도마이드 계 PROTAC 분자(24)에서, 화합물 8은 CRBN의 화학적 유도 열화에서 특히 효율적이었다. 그 합성은 다음과 같이달성될 수 있다(도 4). 1,1-카본디미다졸-보크 보호 l-글루타민의 응축은 순환화된 이미드 1로이어집니.......
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토론
CRBN에 대해 여기에 설명된 바와 같이 이러한 호모-PROTAC의 설계는 CRBN에 대한 포말리도마이드의 특정 친화성에 의존하며, 이는 수많은 heterobifunctional PROTAC에서 성공적으로 활용되었으며 PROTAC 8의 개발을 매우 높게 초래했습니다. 선택적 CRBN 저하기. 우리의 분자의 특이성은 이미 proteomic 분석24에의해 확인되었습니다. 유전적으로 중재된 녹아웃의 경우, 부작용의 배제와 검증은 어렵고 시간이 많이 걸립니다. 또한, 화학적으로 유도된 녹다운은 가역적이고, 신속하며, 광범위한 세포및 조직 유형(28)에 직접 적용가능하다.
IMiDs 탈리도마이드, 레날리도마이드 및 포말리도마이드는 다발성 골수종, B 세포 림프종 및 골수이형성 증후군의 치료에 주류가 되었습니다. IMiDs는 신기판 IKZF1, IKZF3, 또는 CK1α
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공개 사항
저자는 잠재적 인 재정적 이해 상충을 선언하지 않습니다.
감사의 글
이 작품은 도이치 포르충스게마인샤프트(에미-노에테르 프로그램 Kr-3886/2-1 및 SFB-1074-J.K.)에 의해 지원되었다. FOR2372 - M.G.)
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 1,1'-카르보닐디미다졸 | TCI 화학 물질 | C0119 | |
| 2,2′-(에틸디옥시)-비스(에틸아민) | 시그마-알드리치 | 385506 | 화합물 6 |
| 2-메르캅토에탄올 | 시그마-알드리치 | M6250 | |
| 3-플루오로프탈산 무수물, 98 % | 알파 아이사르 | A12275 | |
| 4-디메틸아미노피리딘, 99 % | 아크로스 | 148270250 | 독성 |
| 아크릴아미드스탐믈&오울; sung/ 비사크릴레이드(30%/0,8%) | Carl Roth | 3029.1 | |
| Aiolos(D1C1E) mAB | 세포 신호 | 15103S | |
| 토끼에서 생산된 항-CRBN 항체 | Sigma | HPA045910 | |
| 항토끼 IgG HRP 결합 항체 | Sigma | 7074S | |
| 과황산암모늄 | Roth | 9592.2 | |
| Boc-Gln-OH | TCI 화학 물질 | B1649 | |
| 소 혈청 알부민 | 시그마-알드리치 | A7906-100G | |
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| DMSO, 무수, 99.7 % | Acros | 348445000 | 분자체 |
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| 메탄올 | Sigma-Aldrich | 32213-2.5L | |
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| 염화나트륨 | 시그마 - 알드리치 | A9539-500g | |
| TEMED | 칼 로스 | 2367.3 | |
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| 트리신 | 칼 로스 | 6977.4 | |
| 트리즈마 염기 | 시그마 알드리치 | T1503-1kg | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P7949-500ml | |
| WesternBright ECL 스프레이 | Advansta | K-12049-D50 |
참고문헌
- Ito, T., et al. Identification of a primary target of thalidomide teratogenicity. Science. 327 (5971), 1345-1350 (2010).
- Lopez-Girona, A., et al. Cereblon is a direct protein target for immunomodulatory and antiproliferati....
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재인쇄 및 허가
