Janssen&Janssen schreef op 16 juni 2022 20:45:
Denk hier maar eens over na dames & heren, en ja jullie lezen het goed wie of wat als basis referentie werd gebruikt in een antikanker activiteit study.
Artikel 15 june 2022
Ontwerp, synthese en biologische evaluatie van tetrahydrochinolinonen en tetrahydrochinolinen met antikankeractiviteit
www.nature.com/articles/s41598-022-13...Colorectale kanker (CRC) is de meest gediagnosticeerde vorm van kanker in Europa en de Verenigde Staten en de tweede belangrijkste oorzaak van sterfte door kanker. Een therapeutische strategie voor de behandeling van CRC bestaat erin de intracellulaire niveaus van reactieve zuurstofspecies (ROS) aan te pakken. In deze studie hebben we een serie nieuwe tetrahydroquinolinonen gesynthetiseerd en hun vermogen beoordeeld om de groei en proliferatie van CRC te remmen door cellulaire stress op te roepen via ROS. Onze resultaten toonden aan dat (2-oxo-4-fenyl-5,6,7,8-tetrahydroquinolin-8-yl) N-(3-fluorofenyl)carbamaat (20d) in vitro antiproliferatieve activiteit vertoonde bij micromolaire concentraties. De verbinding onderdrukte ook de kolonievorming en de migratie van HCT-116 cellen, en ontregelde de expressie van verschillende eiwitten die betrokken zijn bij celproliferatie en metastase. Bovendien induceerde 20d massale oxidatieve stress door het verstoren van het evenwicht van celoverleving resulterend in autofagie via de PI3K/AKT/mTOR signaleringsroute. Deze bevindingen suggereren dat deze tetrahydroquinolinone een ideale lead compound kan zijn voor drug discovery gebaseerd op quinone derivaten.
Inleiding
Biologisch actieve verbindingen die het 2-pyridon systeem bevatten worden beschouwd als waardevol voor hun antimicrobiële activiteit. Bicyclische 2-pyridonen zoals ABT-719 (1) (Fig. 1) vertonen uitstekende antibacteriële eigenschappen met type II topoisomerases als moleculair doelwit1. Van piliciden (2), een specifiek type 2-pyridonen die affiniteit vertonen met de PapD- en FimC-chaperonen, is aangetoond dat ze de pilusbiogenese effectief blokkeren en zo de virulentie beperken van uropathogene Escherichia coli die verantwoordelijk zijn voor infecties van de urinewegen2,3,4,5,6,7,8. Verbinding 3, die een gefuseerde 2-pyridon en [1,2,4]-triazolo ring bevat, wordt gekenmerkt door zowel antibacteriële als antischimmelwerking9. PF-1140 (4), een natuurlijk voorkomend 4-hydroxy-2-pyridon alkaloïde, dat geïsoleerd is uit Penicillium sp., is een ander voorbeeld van 2-pyridonen met antischimmelwerking10,11. Anderzijds vertonen de derivaten van 2-pyridonen ook antikankeractiviteit12. In de chemische literatuur is een groot aantal studies te vinden over de antitumoractiviteit van 2-pyridonderivaten. Sambutoxine (5), geïsoleerd uit Hericium alpestre13 en Fusarium sambucinum, remt de proliferatie en induceert apoptose in kankercellen14. Camptothecine15 (6) en topotecan16 remmen de activiteit van menselijke DNA-topoisomerase en veroorzaken apoptose van kankercellen17. De interessantste voorbeelden zijn echter de twee voor medicinaal gebruik goedgekeurde PI3K (fosfatidylinositol-3-kinase)-remmers-Duveslisib (7) en Idelalisib (8). Beide remmers bezitten een stijf isoquinolinon.
De bovengenoemde feiten inspireerden ons tot het zoeken naar nieuwe antikanker verbindingen die structureel gebaseerd zijn op gemodificeerde tetrahydroquinolin-2(1H)-one. Wij streefden ernaar moleculen te vinden die een verschoven of omgekeerd 2-pyridon-gedeelte bevatten dat vergelijkbaar is met piliciden of PI3K-remmers.
Resultaten
Docking studie
De beoordeling van de biologische activiteit van de voorgestelde structuren en de voorselectie van moleculen voor synthese werd uitgevoerd met behulp van AutoDock Vina20 en AutoDock4.2 softwarepakketten21,22. Zoals hierboven vermeld, werken 2-pyridonen met potentiële antikanker activiteit vaak in op PI3K, die verantwoordelijk zijn voor cellulaire groei- en overlevingssignalen en zo tumorgroei en -uitbreiding reguleren.
Daarom hebben wij voor de evaluatie van onze moleculen gekozen voor PI3K uit de PI3K/protein kinase B (AKT)/mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway. In silico berekeningen werden uitgevoerd met behulp van de kristallografische structuur van twee kinase isovormen - menselijke ? 3OAW23 en muis d 5O8324 PI3K - verkregen uit PDB. We gebruikten het PI3K d kinase gecomplexeerd met Leniolisib, een bekende en selectieve PI3K d remmer, om na te gaan of Leniolosib op dezelfde positie zal aanleggen als waargenomen in de kristallografische structuur. De analyse gaf een positief resultaat, en de gedockte Leniolisib overlapte het molecuul aanwezig in de kristallografische structuur, met een bindingsenergie waarde van - 9.13 kcal/mol (RMSD 38.34 Å) en inhibitie constante waarde van 203.87 nM. Daarom voerden we een dockingstudie uit met de door ons ontworpen liganden. In de eerste poging hebben we een serie verbindingen (20) aan PI3K d gekoppeld. Een overzicht van de geschatte bindingsenergiewaarden wees uit dat de hoogste affiniteit voor PI3K d werd aangetoond door de moleculen met N-aryl urethaan gedeelte (20). De laagste bindingsenergie (- 10,11 kcal/mol) (RMSD 39,06 Å), evenals de laagste remmingsconstante (38,9 nM) werd waargenomen voor (R)-20d. (R)-20d vertoonde hydrofobe interacties met TRP 760, ILE 777, TYR 813, ILE 825, PHE 908, ILE 910, en ASP 911. Waterstofbrugvorming werd waargenomen tussen het urethaangedeelte van (R)-20d en VAL 828 en SER 831 (Fig. 3a).
In de volgende stap controleerden we de modi van binding van onze ontworpen liganden aan PI3K ?. We merkten op dat de interactie met het eiwit niet zo effectief was als die waargenomen voor PI3K d; echter, de bindingsenergie berekend voor (S)-20d (bindingsenergie: - 10,08 kcal/mol, (RMSD 52,84 Å) remmingsconstante: 40,7 nM) was beter dan die van Leniolisib. Een vergelijkbaar patroon van interacties werd waargenomen: hydrofobe interacties met ILE 831, TYR 867, ILE 879, ILE 881, ILE 963, en ASP 964; waterstofbrug tussen het urethaangedeelte van (S)-20d en VAL 882, en een p-stacking interactie tussen TRP 812 en de 3-fluorofenylring, evenals tussen TYR 867 en de 2-pyridonring (Fig. 3d). De bindingsmodi van gere-docked Leniolisib aan PI3K d en 2-amino-4-methyl-8-(1-methylethyl)-6-(1H-pyrazol-4-yl)pteridin-7(8H)-one aan PI3K ? als referentieverbindingen zijn respectievelijk te zien in Fig. 3e,f.Samenvattend bevestigden onze in silico berekeningen dat onze tetrahydroquinolin-2(1H)-onen een consistente wijze van interactie met kinase vertoonden. De volgende delen van het ligand waren van essentieel belang bij de interacties: 3-fluorfenyl ring voor p-stacking, urethaan voor waterstofbrug binding met VAL 828, en bicyclisch tetrahydrochinoline gedeelte voor hydrofobe interactie.
Bovendien bleek uit de docking dat alle beschouwde structuren een hogere affiniteit vertoonden voor de actieve site van PI3K d dan voor de referentieverbinding Leniolisib. Deze resultaten hebben ons aangezet tot de synthese van een reeks nieuwe tetrahydroquinoline-2(1H)-onen en de evaluatie van hun biologische activiteit.