Design und Synthese Propeptid-basierter irreversibler Hemmstoffe des Cathepsin L, die bindende Wechselwirkungen jenseits des Aktivzentrums erschließen

Antragsteller Professor Dr. Norbert Schaschke
Fachliche Zuordnung Biologische und Biomimetische Chemie
Förderung Förderung von 2007 bis 2013
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 59757989
 

Projektergebnisse

Erstellungsjahr 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Am Modellsystem Procathepsin L/Cathepsin L wurde untersucht, ob sich die Peptid−Protein-Wechselwirkungen, die sowohl N- als auch C-terminale Teilbereiche der Propeptid-Domäne jenseits des Aktivzentrums eingehen, sich für die Entwicklung neuartiger irreversibler Cathepsin L-Hemmstoffe nutzen lassen. Für die Funktionalisierung mit der Thiol-reaktiven Epoxid-Einheit war es sehr wichtig, am Verknüpfungspunkt jeweils die Orientierung der Propeptid-Domäne zu berücksichtigen. Während C-terminale Sequenzabschnitte direkt mit der (2S,3S)-Oxiran-2,3-dicarbonsäure verknüpft werden konnten, musste hingegen bei den N-terminalen Sequenzabschnitten auf das Rückgrat-isostere (2S,3S)-Oxiran-2,3-dicarbonsäure-hydrazid zurückgegriffen werden. Als optimal für die weitere Inhibitor-Entwicklung wurde im C-terminalen Bereich der Propeptid-Domäne der Sequenzabschnitt ProCL[78p−91p] identifiziert. Detaillierte SAR-Untersuchung haben dann ergeben, dass die S2−P2-Interaktion essenziell für die Affinität dieses Inhibitors ist, während die in der Röntgenstruktur des Procathepsin L klar definierte Remote-Site-Region hingegen nur einen geringen Einfluss hat. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass das Propeptid-Gerüst dieses Inhibitors auch geeignet ist, um das Cathepsin L-spezifischen Oberflächenladungsmuster zu adressieren. Ausgehend vom verkürzten Sequenzabschnitt ProCL[78p−84p] ist es dann sogar gelungen durch die Struktur-basierte Implementierung einer P2−P6-Brücke, einen ersten konformationell eingeschränkten Inhibitor zu entwickeln.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

  • Inhibition of Cathepsin L by Epoxysuccinly Peptides Addressing Simultaneously Active-site and Remote-site Regions. ChemBioChem 2008, 9, 1721−1724
    Schaschke, N., Assfalg-Machleidt, I., Machleidt, W.
DFG-Verfahren Sachbeihilfen
Großgeräte Peptidsynthesizer
Gerätegruppe 1160 Synthese-Apparaturen der Biochemie