Перспектива развоја Ц-Јун Н-терминалних инхибитора киназе као терапеутика за Алцхајмерову болест: истраживање структуре кроз студије спајања

Апстрактан:

ц-Јун Н-терминална киназа (ЈНК) игра важну улогу у ћелијској смрти узрокованој различитим стимулусима. Пошто се изоформа ЈНК3 углавном експримира у мозгу, верује се да игра кључну улогу у различитим неуродегенеративним болестима, укључујући Алцхајмерову болест (АД) и Паркинсонову болест (ПД), којима још увек недостају веродостојни терапеутици. Да бисмо развили нови и селективни ЈНК3 инхибитор, спровели смо деценијски преглед (2011. до 2021.) објављених чланака о ЈНК инхибиторима, посебно оних који се фокусирају на структурну перспективу и увиде у пристајање. Посматрали смо структуре три изоформе ЈНК, односно холо-протеина и ко-кристалних структура, са ЈНК3 инхибиторима и сумирали значајне структурне аспекте селективних ЈНК3 инхибитора као АД терапеутика.

Паркинсонова болест је уобичајена дегенеративна болест нервног система, а њени главни симптоми укључују дрхтање, укоченост, успорено кретање, поремећај равнотеже, итд. Међутим, проблеми са функцијом памћења повезани са симптомима Паркинсонове болести добијају све већу пажњу.

Истраживања су показала да је памћење пацијената са Паркинсоновом болешћу значајно погођено приликом обављања когнитивних задатака, а неки од њих показују и оштећење когнитивних функција као што је губитак пажње и смањена когнитивна осетљивост. Међутим, то не значи да људи са Паркинсоновом болешћу не могу имати добро памћење.

Људи са Паркинсоновом болешћу могу побољшати своје вештине памћења кроз сталну вежбу и тренинг, посебно извођењем неких тренинга памћења и вежби. Ове вежбе могу помоћи особама са Паркинсоновом болешћу да побољшају своје когнитивне способности, развију позитивније самопоуздање, побољшају квалитет живота и побољшају своје самопоштовање.

Међу њима, неке једноставне вежбе памћења, укључујући пуно читања, писања, математичких прорачуна, цртања и других активности, могу ефикасно побољшати когнитивне способности пацијената са Паркинсоновом болешћу и учинити их да се суоче са животом позитивније и самопоузданије. Поред тога, неки тренинг меморије укључујући меморију локације, меморију бројева, меморију слова, меморију секвенце догађаја, итд. је такође веома ефикасан. Ови тренинзи омогућавају особама са Паркинсоновом болешћу да се боље суоче и носе са различитим проблемима и боље се прилагоде новој животној ситуацији.

Све у свему, иако Паркинсонова болест може утицати на пажњу и способност памћења пацијената, одговарајућа когнитивна обука и вежбе могу помоћи пацијентима да побољшају своје когнитивне функције и да им помогну да се боље прилагоде свом новом животном статусу. Стога пацијенти са Паркинсоновом болешћу не морају да се плаше проблема са памћењем, све док се са животом суочавају са позитивним ставом, сигурно ће имати срећан и активан живот. Види се да треба побољшати своје памћење. Цистанцхе може значајно побољшати памћење јер је месна паста традиционални кинески лековити материјал са многим јединственим ефектима, од којих је једно побољшање памћења. Ефикасност млевеног меса потиче од различитих активних састојака, укључујући карбоксилну киселину, полисахариде, флавоноиде, итд. Ови састојци могу да унапреде здравље мозга кроз различите канале.

Кликните на сазнајте начине за побољшање функције мозга

Кључне речи:

Алцхајмерова болест; ц-Јун Н-терминална киназа; инхибитор протеин киназе малих молекула; ЈНК3; селективност.

1. Представљање

Протеин киназе су откривене пре више од 65 година, али су биле терапијске мете мање од 30 година [1,2]. Учешће протеин киназа у многим болестима утврђено је на основу великог броја студија, а такве киназе су дуго биле обећавајућа молекуларна циљна група. Постоји 518 познатих протеин киназа кодираних у људском геному, а протеин киназе фосфорилишу приближно једну трећину свих протеина [3,4]. Многи истраживачи у фармацеутским компанијама и академским круговима су напорно радили у овој области, и као резултат тога, 67 лекова за инхибиторе киназе малих молекула одобрено је од стране америчке ФДА од 2021. године [5].

Глеевец, добро успостављен третман за хроничну мијелоичну леукемију, лансиран је 2001. након што га је развио Новартис, чиме је започео еру инхибитора протеин киназе. Овај третман и даље проширује своју примену. Након тога, америчка ФДА је 2011. одобрила девет инхибитора протеин киназе малих молекула, а они су искључиво циљали на пролиферативне болести као што је рак. Слично томе, већина инхибитора протеин киназе одобрених до сада се користи у онкологији. Међутим, протеин киназе су такође укључене у многе друге болести, укључујући инфламаторне, имунолошке и кардиоваскуларне болести, као и поремећаје централног нервног система (ЦНС), као што су Алцхајмерова болест (АД) и Паркинсонова болест (ПД) [6]. Године 2011. руксолитиниб, који је инхибитор ЈАК1 и ЈАК2, одобрен је као терапеутско средство за мијелофиброзу. Упоредо са овим одобрењем, истраживања у области неонколошких инхибитора киназе постала су све активнија [7]. Постоји чак 10 лекова који циљају на болести ван онкологије међу 67 инхибитора протеин киназе које је одобрила ФДА, али још увек не постоји лек инхибитор протеин киназе за поремећаје ЦНС-а.

АД је откривен 1906. године, а обдукцијом су уочена два јасна биомаркера, наиме тау тангле и амилоид бета (А) плак, али од 2021. јасна терапијска мета још није идентификована. Са брзим старењем глобалне популације, неуродегенеративне болести као што је АД су постале велики друштвени проблем и имају значајан утицај не само на пацијенте већ и на друге појединце око пацијената [8,9]. Пошто се инхибитори протеин киназе малих молекула користе за широк спектар болести, молекуларни циљеви су привукли значајну пажњу у области ЦНС поремећаја. Од многих потенцијалних ЦНС протеин киназа, изабрали смо ц-Јун Н-терминалну киназу (ЈНК), члан породице протеин киназа активиране митогеном. ЈНК фосфорилишу више транскрипционих фактора повезаних са апоптозом, укључујући ц-Јун, АТФ, АПП и тау, и индукују ћелијску апоптозу [10].

ЈНК реагују на различите стимулусе као што су цитокини, неуротоксини, оксидативни стрес и масне киселине. Када стимуланси први пут стигну до ћелијске мембране, сигнали се путем фосфорилације преносе на протеин киназу активирану митогеном (МАПККК), МАПКК4 и МАПКК7. Затим, активирани МАПКК4 и МАПКК7 фосфорилишу ЈНК на два различита места, а фосфорилисани ЈНК затим фосфорилише Н-терминал ц-Јун да би индуковао апоптотички сигнал [11]. Поред тога, ЈНК директно фосфорилише апоптотичке протеине као што су БИМ и БМФ и активира их да активирају каспазе [12]. Све у свему, ЈНК су у великој мери укључени у физиолошке процесе апоптозе. Постоје три различита људска ЈНК гена, наиме јнк1, јнк2 и јнк3 који кодирају 10 различитих спојева ЈНК варијанти (4 ЈНК1/2 хомозиготна и 2 ЈНК3 хомологна), од којих су ЈНК1 и ЈНК2 најшире изражене (Слика 1).

За разлику од ЈНК1 и ЈНК2, ЈНК3 је углавном изражен у мозгу, а само мали део је изражен у срцу и тестисима. ЈНК3 се сматра потенцијалном терапијском метом за неуродегенеративне болести повезане са смрћу неуронских ћелија. Када је ц-Јун фосфорилисан од стране ЈНК3, он такође олакшава сазревање тау тангле. Поред тога, познато је да ЈНК3 директно фосфорилише тау протеине, што доводи до стварања тау чворова.

Други биомаркер патологије АД, наиме амилоид бета, такође је повезан са ЈНК3. ЈНК3 фосфорилише амилоидни прекурсорски протеин (АПП) на Т688, изазивајући ендоцитозу АПП, за коју се зна да је најважнији корак у целокупном процесу формирања амилоид-бета [13].

Механизам који лежи у основи апоптозе изазване плаком остаје нејасан. Плакови индукују фосфорилацију АМП-активиране протеин киназе (АМПК), а активирани АМПК фосфорилише ТСЦ2 и Раптор на С1387 и С792. Овај процес инхибира мТОР пут и репрезентативни систем спасавања ћелија и индукује транслациони блок који спречава експресију протеина [14]. Овај феномен индукује широко распрострањени стрес оксидативног ендоплазматског ретикулума, који је праћен несавијеним протеинским одговором који индукује секундарне реакције као што је инфламаторни одговор, који реактивира ЈНК3. Још један разлог за предвиђање да ће се смрт неуронских ћелија смањити у мозгу пацијената са АД када је ЈНК3 инхибиран је да су смрт неуронских ћелија и пад когнитивних способности такође смањени у моделу ФАД миша који је нокаутирао ЈНК3 [15] (видети слику 2).

2. Тренутни развојни статус ЈНК инхибитора

2.1. Пан-ЈНК инхибитори

СП600125 (Слика 3) је први познати пан-ЈНК инхибитор са ИЦ50 вредностима од 90, 40 и 40 нМ за ЈНК3, ЈНК2 и ЈНК1, респективно. Ово једињење је било први проучаван инхибитор ЈНК, а разумевање интрацелуларног сигналног пута ЈНК је проширено. У почетку је развијен коришћењем ћелија рака као индикатора апоптотичке ћелијске смрти, али је касније ово једињење показало неуропротективни ефекат у животињским моделима ПД изазваним МПТП. Такође је смањио неурофибриларно заплитање и А плакове у АД животињским моделима [16–18]. Потентност и селективност СП600125 нису довеле до развоја лека, али је то једињење које је навело многе научнике да ЈНК сматрају атрактивном метом лека.

АС602801 (Слика 3) је орално активан пан-ЈНК инхибитор. ИЦ50 вредности од 230, 90 и 80 нМ су приказане за ЈНК3, ЈНК2 и ЈНК1, респективно. Показао је значајан ефекат на ендометриозу када се користио у комбинованој терапији са хормонима или као монотерапија код модела бабуна и глодара. Док АС602801 није селективни инхибитор, постојао је покушај да се циљају болести повезане са имунитетом третманом АС602801, за разлику од СП600125. Ово једињење је ушло у клиничка испитивања фазе ИИ 2012. године са ендометриозом као индикацијом [19,20].

Танзисертиб (Слика 3) је трећи орално активни пан-ЈНК инхибитор, са вредностима ИЦ50 од 6, 7 и 61 нМ за ЈНК3, ЈНК2 и ЈНК1, респективно. Танзисертиб се показао ефикасним у експериментима на животињама коришћењем модела плућне фиброзе изазване блеомицином као циљне болести за идиопатску плућну фиброзу. Експерименти су такође показали да смањује производњу ТНФ-а у акутном моделу ПК-ПД производње ТНФ-а код пацова изазваног ЛПС-ом. Ушао је у клиничка испитивања фазе ИИ са идиопатском плућном фиброзом као индикацијом, али су испитивања обустављена из непознатих разлога [21].

2.2. Селективни ЈНК инхибитори

Једињење 1 (Слика 4) је селективни инхибитор ЈНК3 са нивоима активности од<1 nM for JNK3, 210 nM for JNK2, and 518 nM for JNK1. Unlike the pan-JNK inhibitors, it is characterized by isoform selectivity toward JNK3, which is mainly expressed in the brain. Therefore, it was developed to target Parkinson's disease [22]. Compound 2 (Figure 4) was synthesized from compound 1. It has a thiophenyl pyrazolone scaffold and selectivity for other kinases, as well as JNK1 and JNK2 isoforms. Its activity on JNK3 has an IC50 of 35 nM, and it exhibits a much better DMPK profile in vivo compared to previously reported JNK3 inhibitors (1 in Figure 4). It has also been demonstrated that this compound could be an orally available and blood-brain barrier (BBB)-penetrable [23].

Једињење 3 (Слика 4) је откривено кроз вишестепени виртуелни скрининг заснован на структури. Показује 40 нМ ИЦ50 за ЈНК3 и 2500-преструку селективност изоформе у односу на ЈНК1 и ЈНК2, као и добар профил селективности за 398 киназа. Такође показује већу неуропротективну активност против А-индуковане ћелијске токсичности у СХ-СИ5И ћелијама у поређењу са ЛиЦл, који је потенцијално терапеутско средство за АД ин витро. Студије на животињама на мишевима откриле су повећане способности учења и памћења, а студије основних механизама откриле су да ово једињење може значајно смањити дифузију фибриларних А плакова кроз инхибицију ЈНК након смањене фосфорилације АПП и тау протеина у кортексу и хипокампусу. [24].

Једињење 4 (Слика 4) је ЈНК2- и ЈНК3-селективни инхибитор са ИЦ50 вредностима од 16 нМ за ЈНК3, 97 нМ за ЈНК2 и 420 нМ за ЈНК1. Селективност изоформе ЈНК2 није постигнута, али је једињење показало високу селективност у односу на друге МАПК породице и ЈНК1 изоформе. Као ЈНК3 инхибитор у терапији неуродегенеративних болести, ово једињење је показало повољан БББ пермеабилност [25].

3. Структурална перспективна анализа активног места ЈНК

3.1. Суперпонирање кристалних структура ЈНК1, ЈНК2 и ЈНК3

Да би се упоредиле структуре ЈНК1 и ЈНК3, једињење 3 је усидрено у ЈНК3 (Протеин Дата Банк (ПДБ) ИД: 4ВХЗ). Једна компонента индолина-2- налази се у пределу шарке и ступа у интеракцију са водоником НХ и карбонил кисеоником у кичми Мет149. Азот тиазола-4-оне формира водоничну везу са Лис93 кроз водени мост, а 2-хлоро-фенил група је закопана у хидрофобном џепу који се састоји од Иле124, Леу126, Леу144, Вал145, Мет146, и Леу206, који се налази на задњој страни активног места иза остатка вратара Мет146. Мет146 ступа у интеракцију са ароматичним прстеном (у једињењу 3, 2-хлоро-фенил група) у ЈНК3.

Када је спојена поза једињења 3 са ЈНК3 постављена на кристалне структуре ЈНК1 (ПДБ ИД: 3ПЗЕ, 2КСРВ, 4КТД, 3ЕЉ, 4АВИ и 4Л7Ф) (слика 5), чинило се да је сваки остатак Мет108 у посматраним структурама ЈНК1 може бити у сукобу са 2-хлоро-фенил групом која заузима џеп селективности, за разлику од метионина146 ЈНК3 [26]. Овај сукоб метионина могао би објаснити селективност једињења 3 за ЈНК3 у односу на ЈНК1.

Да би се утврдило како метионин 108 чувара капије делује у активном месту ЈНК2, усидрена поза једињења 3 је постављена на три објављене кристалне структуре ЈНК2 (ПДБ ИД: 3Е7О, 7ЦМЛ и 3НПЦ) (Слика 6). Иако је Мет108 у 3Е7О у сукобу са 2-хлоро-фенил групом која заузима џеп селективности, Мет108 из 7ЦМЛ и 3НПЦ ступа у интеракцију са 2-хлоро-фенил групом кроз интеракције сумпор-пи, слично Мет146 у активно место ЈНК3 [32]. Или су две структуре које формирају интеракције сумпор-пи холоензими без кокристализованих лиганада, или кокристализовани лиганди већ имају ароматичне прстенове који заузимају џеп селективности. У кристалној структури једињења 4, које има селективност изоформе само за ЈНК1, нафталенски део има интеракцију сумпора-пи са Мет146 остатком ЈНК3 и ИЦ50 ЈНК2 је 97 нМ, што је разуман ниво активности. У случају алисертиба, с обзиром на кристалну структуру алисертиба на ЈНК3 (није приказано), три флуорофенил група заузима џеп селективности и ступа у интеракцију са Мет146, али активност ЈНК2 је скоро иста као код ЈНК3. Комбиновањем ових запажања, закључили смо да једињење 4 индукује остатак Мет108 из ЈНК2 да се довољно помера да формира хидрофобни џеп сличан оном код ЈНК3.

Понашање гатекеепер остатка метионина146 у активном месту ЈНК3 примећено је коришћењем исте методе описане горе (слика 7). Мет146 групе у четири кристалне структуре ЈНК3 (ПДБ ИД: 4ВХЗ, 4В4В, 3ОИ1, 7КСИ) показују интеракције сумпор-пи са 2-хлоро-фенил групама, искључујући две кристалне структуре (ПДБ ИД: 6ЕМХ, 6ЕК9 ) у коме кокристализовани лиганди не заузимају хидрофобни џеп [26–32]. Померање остатака метионина у ЈНК2 структури изазвано једињењем и формирање хидрофобног џепа су чешћи у ЈНК3 структурама. Ова тенденција би могла објаснити селективност изоформе ЈНК. Ниједан од остатака Мет108 у посматраним кристалним структурама ЈНК1 се не помера довољно да формира хидрофобни џеп, али у кристалним структурама ЈНК2 и ЈНК3, остаци метионина се померају довољно да створе хидрофобне џепове са инхибиторима. Стога се селективност за ЈНК1 може постићи кроз хидрофобну заузетост џепова, али селективност ЈНК2 захтева додатно објашњење.

3.2. Различити остаци између ЈНК1 и ЈНК3

Да бисмо истражили остатке који садрже активно место ЈНК3, приметили смо секвенце остатака 45 до 400 ЈНК3 и открили да Леу144 остатак постоји у активном месту као елемент у џепу селективности. Леу144 формира хидрофобне интеракције са нафталенским прстеном једињења 4 у кристалној структури ЈНК3 (ПДБ ИД: 3ОИ1) (Слика 8а). Међутим, када је кристална структура ЈНК1 (ПДБ ИД: 3ПЗЕ) постављена на кокристализовани лиганд 3ОИ1 (слика 8б), Иле106 постоји уместо остатка Леу144 на истој локацији и сукобљава се са нафталенским прстеном једињења 4 [37]. Удаљеност између Леу144 у кристалној структури ЈНК3 и нафталенског прстена одржава се на 3,53 А, али Иле106 из кристалне структуре ЈНК1 узрокује лош контакт са нафталенским прстеном јер је сувише близу на удаљености од 2,26 А. Пошто ЈНК2 такође има Леу144 на истој локацији као ЈНК3, можемо закључити да заузимање џепа селективности није апсолутни услов за постизање селективности за ЈНК1 и ЈНК2.

4. Функционалне групе у сваком једињењу које доприносе селективности изоформе

Да бисмо одредили структурне назнаке за једињење селективног инхибитора 1 у начину везивања, детаљно смо анализирали комплекс кокристалног једињења 1-ЈНК3 (Слика 9). Пар водоничних веза се формира у Мет149 зглобном региону, НХ група бензамида делује као донор водоничне везе, а 2- азот у пиразолном прстену делује као акцептор водоничне везе. Друга водонична веза се формира између уреа групе и Лис93 кроз водени мост, а 2-хлоро-фенил група се налази дубоко у хидрофобном џепу, формирајући сумпор-пи интеракцију са Мет146 остатком чувара капије. Чини се да је увођење орто-супституисаног хлорида важно у смислу селективности јер мења угао два прстена у смислу конформације и узрокује да се фенил група уклапа у џеп селективности [22]. Протонирани пиролидин у области изложености растварачу формира водоничну везу са Асн89 у горњем делу активног места. Једињење 1 показује 210-вишеструку селективност за ЈНК3 у односу на ЈНК2, која је много већа од оне код других испитиваних селективних инхибитора ЈНК3. Водонична веза између пиролидина и Асн89 је најразумније објашњење за овај феномен.

Слично запажање је направљено за ко-кристалну структуру једињења 2-ЈНК3 (слика 10). Једињење 2 такође има две водоничне везе са Мет149 у зглобном региону, формиране од НХ групе из амида и 2-азота пиразолног прстена. Додатна водонична веза је пронађена у делу урее са Лис93 кроз водени мост. 2-хлоро фенил група повезана са уреом је показала интеракцију сумпор-пи са остатком Мет146 чувара капије унутар џепа селективности, а орто хлоридна супституција је учинила ову интеракцију повољнијом. Све ове интеракције су биле веома сличне односу једињења 1 са ЈНК3. Једина разлика у поређењу са начином везивања једињења 1 био је губитак водоничних веза у компоненти изложености растварачу, што је изгледа разлог за промену активности ЈНК3 (од<1 nM to 35 nM) and the decrease in selectivity compared to JNK2 (from 210- to 39-fold) [23]. However, compound 2 showed a superior pharmacokinetic profile in vivo compared to compound 1. Regardless, we believe that it is advantageous to maintain the hydrogen bond donor property in the solvent exposure component for the future design of selective JNK3 inhibitors.

Начин везивања једињења 3 је испитан да би се истражио разлог за једињење 3 које показује 2500-вишеструку селективност у односу на ЈНК2 (Слика 11). Кокристална структура није била доступна за једињење 3, а ми смо пратили начин везивања кроз симулације пристајања. Као што је приказано на слици 5, индолин-2-једна компонента се налази у пределу шарке, где постоје две водоничне везе са Мет149, једна водонична веза са Лис93 кроз водени мост и хидрофобна интеракција {{11 }}хлоро-фенил група [24]. Поред ових интеракција, открили смо да 5-флуор индолина-2-један блиско реагује са остацима Асн152 и Глн155 (удаљености од 4,69 А и 3,41 А, респективно) путем Ф-везивања. Ове интеракције су јасне на основу разлика у активности са и без замене флуора. Поред тога, бочни ланац Асн152 показује диполну интеракцију са карбонил групом тиазол-4-она. И Ф-веза и диполне интеракције могле би да објасне високу селективност једињења 3 за ЈНК2.

За разлику од селективности једињења 3, испитали смо ниску селективност једињења 4 да бисмо идентификовали начин његовог везивања (Слика 12). Има две водоничне везе у зглобном региону, а карбонилна група триазола-3-1 директно формира водоничну везу са Лис93, за разлику од претходних једињења. Нафталенски прстен улази у џеп селективности да би формирао хидрофобне и сумпор-пи интеракције са остацима описаним изнад [25]. Иако је циклохексанска група била супституисана у компоненти изложености растварачу, нису примећене додатне интеракције. У закључку, једињења са селективношћу за ЈНК2 обично показују додатне интеракције у облику водоничних веза, Ф веза или диполних интеракција у излагању растварачу.

5. Закључци

Неуродегенеративне болести као што је АД постају све критичнији друштвени проблеми на основу брзог старења глобалне популације. АД је болест са огромним неиспуњеним терапијским потребама које захтевају нове терапеутске молекуларне циљеве. Што се тиче нових терапијских циљева, истражили смо ц-Јун Н-терминалну киназу 3, која је кључна протеин киназа у неуронском апоптотичком процесу. ЈНК игра важну улогу у апоптотичком процесу на крају МАПК пута, а изоформа ЈНК3 се углавном експримира у мозгу. Стога се сматра да је мета неуродегенеративних болести, у којима је неуронска апоптоза кључни догађај. Поред тога, пошто се ЈНК3 више пута појављује у неколико патолошких путева АД, сматрали смо га обећавајућим циљем за превазилажење ове болести.

Стога је састављена свеобухватна листа актуелних пан-ЈНК инхибитора и селективних ЈНК3 инхибитора и испитани су начини њиховог везивања. Селективни ЈНК3 инхибитори обично заузимају хидрофобни регион (Иле124, Леу126, Леу144, Вал145, Мет146 и Леу206) који се назива џеп селективности увођењем ароматичног прстена у ЈНК3 инхибитор тако да може ући у хидрофобни џеп ЈНК3 дубоко у активном месту . Селективност за изоформу ЈНК1 је постигнута омогућавањем хидрофобних интеракција и интеракција сумпор-пи. Шест ЈНК1, три ЈНК2 и шест ЈНК3 кристалних структура одабрано је у складу са њиховим резолуцијама да би се упоредила кретања индукована лигандом Мет остатака. У сваком од шест ко-кристала ЈНК1, метионин се сударио са ароматичним прстеном у селективном ЈНК3 инхибитору, и ниједан од кокристализованих лиганада није могао да стане у хидрофобни џеп. Судар метионина чувара капије са ароматичним прстеном је такође примећен у кокристалу ЈНК2, али ако кокристализовани лиганд заузима хидрофобни регион, онда је метионин ЈНК2 индукован лигандом и може се формирати џеп.

Међу шест уочених инхибиторних-ЈНК3 кокристалних структура, било је више случајева са лигандима који су заузимали хидрофобни џеп који управља овом селективношћу. Четири кокристализована лиганда су заузела хидрофобни џеп, а два нису заузимала хидрофобни џеп. Иако су примећени различити нивои попуњености у зависности од облика четири лиганда, сви метионини су формирали хидрофобни џеп.

Као додатно објашњење за остатке који садрже хидрофобни џеп дубоко у активном месту, постоји разлика између Леу ЈНК3 и Илеа ЈНК1. За разлику од релативно кратког Леуа, Иле остатак ЈНК1 спречава да средњи до велики ароматични прстенови уђу у хидрофобни џеп.

Пошто се остатак леуцина налази у хидрофобном џепу ЈНК2 као и ЈНК3, ароматични прстен у хидрофобном региону нема значајног утицаја на селективност у односу на ЈНК2. Према овим резултатима, може се видети да су додатни елементи потребни за добијање селективности изоформе за ЈНК2, и може се разумети да још увек нема много инхибитора који су превазишли ову препреку.
Што се тиче структура селективних ЈНК3 инхибитора који су такође селективни за ЈНК2, уочено је да сви они показују додатно везивање у делу изложеном растварачу. Селективни инхибитор ЈНК3, односно једињење 1 (слика 9), формира Х-везу између протонираног пиролидина и Асн89, а други селективни инхибитор ЈНК3, наиме једињење 3, такође формира Ф-везу између флуора супституисаног у индолину{{11 }}једна група и Асн152/Глн155. Ове везе су све додатне интеракције у области изложености растварачу. Штавише, карбонилна група тиазол-4-оне у једињењу 3 била је блиска остатку Асн152, што је предвиђено као диполна интеракција.

Једном када се постигне селективност изоформе, још увек има много препрека које треба превазићи. Пре свега, због сличности џепова који се везују за АТП на које циља већина инхибитора протеин киназе, требало би првенствено постићи општу селективност у односу на протеин кином који није ЈНК1/2. Друго, биће потребна висока потенција јер се телесна концентрација терапеутика мора такмичити са АТП-ом, који је присутан у милимоларном опсегу у ћелијама. Треће, биће потребна пенетрација БББ-а без стварања већих нежељених ефеката, што је најтежи изазов јер је АД, болест коју покушавамо да победимо, хронична болест, а за дуготрајно лечење су потребни терапеутици. Стога, код индикација са тако дугим периодом дозирања, широк безбедносни профил постаје веома важно питање. Иако развој ЈНК3 инхибитора као третмана за неуродегенеративне болести још није био успешан, постаје јасно да је ЈНК3 обећавајући терапеутски циљ.

ЈНК3 привлачи све више пажње као терапеутска мета за АД. Ове карактеристике треба узети у обзир при дизајну нових ЈНК3 инхибитора, који би ускоро могли да олакшају развој моћних и селективних инхибитора ЈНК3 као терапеутика за АД.

Финансирање:

Ово истраживање је финансирала Национална истраживачка фондација Кореје, грантови НРФ-2020Р1А6А1А03042854 (Центар за протеинопатију) и НРФ-2021Р1А2Ц2007159 (Ј.-М. Хах).

Изјава институционалног одбора за ревизију:

Није применљиво.
Изјава о информисаној сагласности:

Није применљиво.

Сукоби интереса:

Аутори немају сукоб интереса за изјаву.

Референце

1. Бурнетт, Г.; Кеннеди, ЕП Ензимска фосфорилација протеина. Ј. Биол. Цхем. 1954, 211, 969–980. [ЦроссРеф]

2. Америчка управа за храну и лекове. Доступно на мрежи: хттпс://ввв.фда.гов/другс/друг-аппровалс-анд-датабасес/цомпилатионцдер-нев-молецулар-ентити-нме-друг-анд-нев-биологиц-аппровалс (приступљено 14. септембра 2021).

3. Фицарро, СБ; МцЦлелланд, МЛ; Стукенберг, ПТ; Бурке, ДЈ; Росс, ММ; Схабановитз, Ј.; Хунт, ДФ; Вхите, ФМ Фосфопротеомска анализа масеном спектрометријом и њена примена на Саццхаромицес церевисиае. Нат. Биотецхнол. 2002, 20, 301–305. [ЦроссРеф]

4. Цохен, П. Регулација функције протеина помоћу фосфорилације на више места — 25-годишње ажурирање. Трендс Биоцхем. Сци. 2000, 25, 596–601. [ЦроссРеф]

5. Роскоски, РЈ Особине инхибитора протеин киназе малих молекула које је одобрила ФДА: ажурирање за 2021. Пхармацол. Рес. 2021, 165, 105463. [ЦроссРеф]

6. Муллер, С.; Цхаикуад, А.; Греи, НС; Кнапп, С. Инс анд оутс оф селективног развоја инхибитора киназе. Нат. Цхем. Биол. 2015, 11, 818–821. [ЦроссРеф]

7. Цохен, П.; Алесси, ДР Кинасе откриће лека—Шта је следеће на терену? АЦС Цхем. Биол. 2013, 8, 96–104. [ЦроссРеф]

8. Мала, ДХ; Цаппаи, Р. Алоис Алцхајмер и Алцхајмерова болест: стогодишња перспектива. Ј. Неуроцхем. 2006, 99, 708–710. [ЦроссРеф] [ПубМед]

9. Ницхолс, Е.; Сзоеке, ЦЕИ; Воллсет, СЕ; Абаси, Н.; Абд-Аллах, Ф.; Абдела, Ј.; Аицхоур, МТЕ; Акиниеми, РО; Алахдаб, Ф.; Асгедом, СВ; ет ал. Глобално, регионално и национално оптерећење Алцхајмерове болести и других деменција, 1990–2016: Систематска анализа за Глобалну студију о терету болести 2016. Ланцет Неурол. 2019, 18, 88–106. [ЦроссРеф]

10. Деријард, Б.; Хиби, М.; Ву, ИХ; Барретт, Т.; Су, Б.; Денг, Т.; Карин, М.; Давис, РЈ ЈНК1: Протеин киназа стимулисана УВ светлом и Ха-Рас која везује и фосфорилише ц-Јун активациони домен. Целл 1994, 76, 1025–1037. [ЦроссРеф]

11. Јохнсон, ГЛ; Накамура, К. Ц-јун киназа/пут активиран стресом: Регулација, функција и улога у људским болестима. Биоцхим. Биопхис. Ацта Мол. Целл Рес. 2007, 1773, 1341–1348. [ЦроссРеф] [ПубМед]

12. Оказава, Х.; Естус, С. Каскада ЈНК/ц-Јун и Алцхајмерова болест. Сам. Ј. Алцхајмерова болест. Отхер Демент. 2002, 17, 79–88. [ЦроссРеф]

13. Бруцкнер, СР; Таммаријело, СП; Куан, ЦИ; Флавелл, РА; Ракић, П.; Естус, С. ЈНК3 доприноси ц-Јун активацији и апоптози, али не и оксидативном стресу у симпатичким неуронима лишеним фактора раста нерава. Ј. Неуроцхем. 2001, 78, 298–303. [ЦроссРеф]

14. Гвинн, ДМ; Схацкелфорд, ДБ; Еган, ДФ; Михајлова, ММ; Мери, А.; Васкуез, ДС; Турк, БЕ; Схав, РЈ АМПК фосфорилација раптора посредује у метаболичкој контролној тачки. Мол. Целл 2008, 30, 214–226. [ЦроссРеф]

15. Иоон, СО; Парк, ДЈ; Риу, ЈЦ; Озер, ХГ; Теп, Ц.; Схин, ИЈ; Лим, ТХ; Пасторино, Л.; Кунвар, АЈ; Валтон, ЈЦ; ет ал. ЈНК3 одржава метаболички стрес изазван А пептидима. Неурон 2012, 75, 824–837. [ЦроссРеф]

For more information:1950477648nn@gmail.com