Altsgeymer kasalligi uchun terapevtik sifatida C-Jun N-terminal kinaz inhibitörlerinin rivojlanishiga istiqbolli: Docking tadqiqotlari orqali tuzilmani o'rganish

Annotatsiya:

c-Jun N-terminal kinaz (JNK) turli xil stimullardan kelib chiqqan hujayra o'limida muhim rol o'ynaydi. JNK3 izoformasi asosan miyada ifodalanganligi sababli, u turli xil neyrodegenerativ kasalliklarda, jumladan, Altsgeymer kasalligi (AD) va Parkinson kasalligi (PD) da muhim rol o'ynaydi, deb ishoniladi, ular hali ham ishonchli terapevtik vositalardan mahrum. Yangi va selektiv JNK3 inhibitorini ishlab chiqish uchun biz JNK inhibitörleri, xususan, strukturaviy istiqbolga va o'rnatish tushunchalariga qaratilgan nashr etilgan maqolalarni o'n yillik tekshiruvini (2011 yildan 2021 yilgacha) o'tkazdik. Biz JNK3 ingibitorlari bilan JNK ning uchta izoformasi, ya'ni holo-oqsillar va ko-kristal tuzilmalarining tuzilmalarini kuzatdik va AD terapevtiklari sifatida selektiv JNK3 inhibitörlerinin muhim tarkibiy jihatlarini umumlashtirdik.

Parkinson kasalligi asab tizimining keng tarqalgan degenerativ kasalligi bo'lib, uning asosiy belgilari titroq, qattiqlik, sekin harakat, muvozanat buzilishi va boshqalarni o'z ichiga oladi. Biroq, Parkinson kasalligi belgilari bilan bog'liq xotira funktsiyasi bilan bog'liq muammolar tobora ortib bormoqda.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, Parkinson kasalligi bilan og'rigan bemorlarning xotirasi kognitiv vazifalarni bajarishda sezilarli darajada ta'sir qiladi va ularning ba'zilarida e'tiborni yo'qotish va kognitiv sezgirlikning pasayishi kabi kognitiv funktsiyalarning buzilishi ham kuzatiladi. Biroq, bu Parkinson kasalligi bilan og'rigan odamlar yaxshi xotiraga ega emas degani emas.

Parkinson kasalligi bilan og'rigan odamlar doimiy mashg'ulotlar va mashg'ulotlar, ayniqsa xotira mashg'ulotlari va mashqlarni bajarish orqali xotira qobiliyatlarini yaxshilashlari mumkin. Ushbu mashqlar Parkinson kasalligi bilan og'rigan odamlarning kognitiv qobiliyatlarini yaxshilashga, o'ziga bo'lgan ishonchni oshirishga, hayot sifatini yaxshilashga va o'z-o'zini hurmat qilishni yaxshilashga yordam beradi.

Ular orasida ba'zi oddiy xotira mashqlari, jumladan, ko'p o'qish, yozish, matematik hisob-kitoblar, rasm chizish va boshqa mashg'ulotlar Parkinson kasalligi bilan og'rigan bemorlarning kognitiv qobiliyatini samarali ravishda yaxshilashi va hayotga yanada ijobiy va ishonch bilan qarashiga yordam beradi. Bundan tashqari, ba'zi xotira mashg'ulotlari, jumladan, joylashuv xotirasi, raqamlar xotirasi, harf xotirasi, voqealar ketma-ketligi xotirasi va boshqalar ham juda samarali. Ushbu treninglar Parkinson kasalligi bilan og'rigan odamlarga turli muammolarga duch kelish va ularni engish, yangi hayot sharoitlariga yaxshiroq moslashish imkonini beradi.

Umuman olganda, Parkinson kasalligi bemorlarning e'tibori va xotira qobiliyatiga ta'sir qilishi mumkin bo'lsa-da, tegishli kognitiv trening va mashqlar bemorlarning kognitiv funktsiyalarini yaxshilashga yordam beradi va ularga yangi hayot holatiga yaxshiroq moslashishga yordam beradi. Shuning uchun Parkinson kasalligi bilan og'rigan bemorlar xotira muammolaridan qo'rqmasliklari kerak, chunki ular hayotga ijobiy va ijobiy munosabatda bo'lsalar, ular albatta baxtli va faol hayot kechiradilar. Ko'rinib turibdiki, biz xotirani yaxshilashimiz kerak. Cistanche xotirani sezilarli darajada yaxshilashi mumkin, chunki go'sht pastasi ko'plab noyob ta'sirga ega an'anaviy xitoylik dorivor material bo'lib, ulardan biri xotirani yaxshilashdir. Qiymaning samaradorligi turli xil faol moddalar, jumladan, karboksilik kislota, polisakkaridlar, flavonoidlar va boshqalardan kelib chiqadi. Ushbu ingredientlar turli kanallar orqali miya sog'lig'ini yaxshilashi mumkin.

Miya faoliyatini yaxshilash yo'llarini bilish tugmasini bosing

Kalit so‘zlar:

Altsgeymer kasalligi; c-Jun N-terminal kinaz; kichik molekulali protein kinaz inhibitori; JNK3; selektivlik.

1.Kirish

Protein kinazlar 65 yildan ko'proq vaqt oldin kashf etilgan, ammo ular 30 yildan kamroq vaqt davomida terapevtik maqsadlar bo'lib kelgan [1,2]. Protein kinazalarning ko'plab kasalliklarda ishtirok etishi ko'plab tadqiqotlar asosida aniqlangan va bunday kinazalar uzoq vaqtdan beri istiqbolli molekulyar maqsadli guruh bo'lib kelgan. Inson genomida kodlangan 518 ta ma'lum protein kinazalar mavjud va oqsil kinazalari barcha oqsillarning taxminan uchdan bir qismini fosforlaydi [3,4]. Farmatsevtika kompaniyalari va akademiyalardagi ko'plab tadqiqotchilar bu sohada ko'p ishladilar va natijada 67 ta kichik molekulali kinaz inhibitörleri AQSh FDA tomonidan 2021 yilga qadar tasdiqlangan [5].

Surunkali miyeloid leykemiya uchun yaxshi tasdiqlangan davolash usuli Gleevec 2001 yilda Novartis tomonidan ishlab chiqilgan va protein kinaz inhibitörleri davrini boshlagan. Ushbu davolash hali ham o'z qo'llash doirasini kengaytirmoqda. Shundan so'ng, to'qqizta kichik molekulali protein kinaz inhibitörleri 2011 yilda AQSh FDA tomonidan tasdiqlangan va ular faqat saraton kabi proliferativ kasalliklarga qaratilgan. Xuddi shunday, hozirgacha tasdiqlangan protein kinaz inhibitörlerinin ko'pchiligi onkologiyada qo'llaniladi. Shu bilan birga, protein kinazlari boshqa ko'plab kasalliklarda, jumladan, yallig'lanish, immunologik va yurak-qon tomir kasalliklarida, shuningdek, Altsgeymer kasalligi (AD) va Parkinson kasalligi (PD) kabi markaziy asab tizimining (CNS) kasalliklarida ishtirok etadi [6]. 2011 yilda JAK1 va JAK2 inhibitori bo'lgan ruxolitinib miyelofibroz uchun terapevtik vosita sifatida tasdiqlangan. Ushbu tasdiqlash bilan birga, onkologik bo'lmagan kinaz inhibitörleri sohasidagi tadqiqotlar tobora faollashdi [7]. FDA tomonidan tasdiqlangan 67 ta protein kinaz inhibitörleri orasida onkologiyadan tashqari kasalliklarga qaratilgan 10 ga yaqin dorilar mavjud, ammo CNS kasalliklari uchun protein kinaz inhibitörleri hali mavjud emas.

AD 1906 yilda kashf etilgan va o'limdan keyingi tekshiruvda ikkita aniq biomarker, ya'ni tau chigal va amiloid beta (A) blyashka kuzatilgan, ammo 2021 yilga kelib aniq terapevtik maqsad hali aniqlanmagan. Dunyo aholisining tez qarishi bilan AD kabi neyrodegenerativ kasalliklar asosiy ijtimoiy muammoga aylandi va nafaqat bemorlarga, balki bemorlarning atrofidagi boshqa shaxslarga ham sezilarli ta'sir ko'rsatadi [8,9]. Kichik molekulali protein kinaz inhibitörleri keng ko'lamli kasalliklar uchun qo'llanilganligi sababli, molekulyar maqsadlar markaziy asab tizimining buzilishi sohasida katta e'tiborni tortdi. Ko'pgina potentsial CNS protein kinazalaridan biz mitogen bilan faollashtirilgan protein kinazlar oilasining a'zosi bo'lgan c-Jun N-terminal kinazni (JNK) tanladik. JNKlar apoptoz bilan bog'liq ko'plab transkripsiya omillarini, jumladan c-Jun, ATF, APP va tauni fosforlaydi va hujayra apoptozini qo'zg'atadi [10].

JNKlar sitokinlar, neyrotoksinlar, oksidlovchi stress va yog 'kislotalari kabi turli xil stimullarga javob beradi. Qo'zg'atuvchilar birinchi marta hujayra membranasiga etib kelganida, signallar fosforlanish orqali mitogen faollashtirilgan protein kinaz (MAPKKK), MAPKK4 va MAPKK7 ga o'tkaziladi. Keyinchalik, faollashtirilgan MAPKK4 va MAPKK7 ikki xil joyda JNKni fosforlaydi va fosforlangan JNK apoptotik signalni keltirib chiqarish uchun c-Jun N-terminalini fosforlaydi [11]. Bundan tashqari, JNK to'g'ridan-to'g'ri BIM va BMF kabi apoptotik oqsillarni fosforlaydi va ularni kaspazalarni faollashtirish uchun faollashtiradi [12]. Umuman olganda, JNKs apoptozning fiziologik jarayonlarida katta ishtirok etadi. JNK variantlarining 10 xil qo'shimchalarini (4 JNK1/2 homozigot va 2 JNK3 homolog) kodlaydigan jnk1, jnk2 va jnk3 kabi uch xil inson JNK genlari mavjud, ulardan JNK1 va JNK2 eng ko'p ifodalangan (1-rasm).

JNK1 va JNK2 dan farqli o'laroq, JNK3 asosan miyada ifodalanadi va faqat kichik bir qismi yurak va moyakda ifodalanadi. JNK3 neyron hujayralari o'limi bilan bog'liq neyrodegenerativ kasalliklar uchun potentsial terapevtik maqsad sifatida qabul qilingan. Agar c-Jun JNK3 tomonidan fosforlangan bo'lsa, u tau chigal kamolotini ham osonlashtiradi. Bundan tashqari, JNK3 tau oqsillarini to'g'ridan-to'g'ri fosforillashi ma'lum, bu esa tau chigallarining shakllanishiga olib keladi.

AD patologiyasining yana bir biomarkeri, ya'ni amiloid beta ham JNK3 bilan bog'liq. JNK3 T688 da amiloid prekursor oqsilini (APP) fosforlaydi, bu esa butun amiloid-beta hosil bo'lish jarayonidagi eng muhim bosqich ekanligi ma'lum bo'lgan APP endositozini keltirib chiqaradi [13].

Blyashka sabab bo'lgan apoptozning mexanizmi noma'lumligicha qolmoqda. Blyashka AMP bilan faollashtirilgan protein kinazning (AMPK) fosforlanishini qo'zg'atadi va faollashtirilgan AMPK S1387 va S792 da TSC2 va Raptorni fosforlaydi. Bu jarayon mTOR yo'lini va vakil hujayra qutqaruv tizimini inhibe qiladi va oqsil ifodalanishiga to'sqinlik qiluvchi translatsiya blokini keltirib chiqaradi [14]. Bu hodisa keng tarqalgan oksidlovchi endoplazmatik retikulum stressini keltirib chiqaradi, bu JNK3 ni qayta faollashtiradigan yallig'lanish reaktsiyasi kabi ikkilamchi reaktsiyalarni keltirib chiqaradigan ochilgan oqsil reaktsiyasi bilan birga keladi. JNK3 inhibe qilinganida AD bemorlarining miyasida neyron hujayralari o'limining pasayishini bashorat qilishning yana bir asosi shundaki, JNK3 nokautli FAD sichqoncha modelida neyron hujayralari o'limi va kognitiv pasayish ham kamaydi [15] (2-rasmga qarang).

2. JNK ingibitorlarining hozirgi rivojlanish holati

2.1. Pan-JNK ingibitorlari

SP600125 (3-rasm) JNK3, JNK2 va JNK1 uchun mos ravishda 90, 40 va 40 nM IC50 qiymatlari bilan ma'lum bo'lgan birinchi pan-JNK inhibitori hisoblanadi. Ushbu birikma o'rganilgan birinchi JNK inhibitori bo'lib, JNKning hujayra ichidagi signalizatsiya yo'lini tushunish kengaytirildi. Dastlab, u apoptotik hujayralar o'limining ko'rsatkichlari sifatida saraton hujayralari yordamida ishlab chiqilgan, ammo keyinchalik bu birikma MPTP tomonidan qo'zg'atilgan PD hayvonlar modellarida neyroprotektiv ta'sir ko'rsatdi. Bundan tashqari, AD hayvonlari modellarida neyrofibrilyar chalkashlik va A plitalarini kamaytirdi [16-18]. SP600125 ning kuchi va selektivligi dori vositalarining rivojlanishiga olib kelmadi, ammo bu ko'plab olimlar JNKni jozibador dori maqsadi deb hisoblagan birikma.

AS602801 (3-rasm) og'iz orqali faol pan-JNK inhibitori hisoblanadi. JNK3, JNK2 va JNK1 uchun mos ravishda 230, 90 va 80 nM IC50 qiymatlari ko'rsatilgan. U gormonlar bilan kombinatsiyalangan terapiyada yoki babun va kemiruvchilar modellarida monoterapiya sifatida ishlatilganda endometriozga sezilarli ta'sir ko'rsatdi. AS602801 selektiv inhibitor bo'lmasa-da, SP600125 dan farqli o'laroq, AS602801 davolash bilan immunitet bilan bog'liq kasalliklarni nishonga olishga urinish bo'lgan. Ushbu birikma 2012 yilda endometrioz bilan ko'rsatma sifatida II bosqich klinik sinovlariga kirdi [19,20].

Tanzisertib (3-rasm) uchinchi og'iz orqali faol pan-JNK inhibitori bo'lib, JNK3, JNK2 va JNK1 uchun mos ravishda 6, 7 va 61 nM IC50 qiymatlari bilan. Tanzisertib idyopatik o'pka fibrozi uchun maqsadli kasallik sifatida bleomitsin bilan qo'zg'atilgan o'pka fibrozi modelidan foydalangan holda hayvonlar tajribalarida samarali ekanligi isbotlangan. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, u o'tkir kalamush LPS tomonidan qo'zg'atilgan TNF ishlab chiqarish PK-PD modelida TNF- ishlab chiqarishni kamaytiradi. U idyopatik o'pka fibrozi bilan II bosqich klinik sinovlariga ko'rsatma sifatida kirdi, ammo sinovlar noma'lum sabablarga ko'ra to'xtatildi [21].

2.2. Tanlangan JNK ingibitorlari

Murakkab 1 (4-rasm) selektiv JNK3 inhibitori bo'lib, faollik darajasiga ega<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].

3-aralashma (4-rasm) ko'p bosqichli tuzilishga asoslangan virtual skrining orqali topildi. U JNK3 uchun 40 nM IC50 va JNK1 va JNK2 ustidan 2500-katlama izoform selektivligini, shuningdek, 398 kinaza uchun yaxshi selektivlik profilini namoyish etadi. Shuningdek, u in vitro AD uchun potentsial terapevtik agent bo'lgan LiCl bilan solishtirganda SH-SY5Y hujayralarida A-induktsiyali hujayrali toksiklikka qarshi ko'proq neyroprotektiv faollikni namoyish etadi. Sichqoncha yordamida hayvonlarni o'rganish o'rganish va xotira qobiliyatini oshirdi va asosiy mexanizmlarni o'rganish shuni ko'rsatdiki, bu birikma korteks va hipokampusdagi APP va tau oqsillarining fosforillanishining kamayishi natijasida JNKni inhibe qilish orqali fibrillyar A plitalarining tarqalishini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. [24].

Murakkab 4 (4-rasm) JNK2- va JNK{3}}selektiv inhibitori bo‘lib, JNK3 uchun 16 nM, JNK2 uchun 97 nM va JNK1 uchun 420 nM IC50 qiymatlariga ega. JNK2 izoformining selektivligiga erishilmadi, ammo birikma boshqa MAPK oilalari va JNK1 izoformlariga nisbatan yuqori selektivlikni namoyish etdi. Neyrodegenerativ kasalliklarni davolash uchun JNK3 inhibitori sifatida bu birikma qulay BBB o'tkazuvchanligini ko'rsatdi [25].

3. JNK faol saytining strukturaviy istiqbolli tahlili

3.1. JNK1, JNK2 va JNK3 kristall tuzilmalarining ustki qismi

JNK1 va JNK3 tuzilmalarini solishtirish uchun 3-murakkab JNK3 (Protein ma'lumotlar banki (PDB) ID: 4WHZ) ga o'rnatildi. Indolin{5}}bir komponenti menteşe mintaqasida joylashgan va Met149 magistralidagi NH vodorod va karbonil kislorod bilan o'zaro ta'sir qiladi. Tiazolning azoti{7}}, suv ko'prigi orqali Lys93 bilan vodorod bog'ini hosil qiladi va 2-xlorofenil guruhi Ile124, Leu126, Leu144, Val145, Met146, va Leu206, u faol saytning orqa tomonida Met146 darvozabon qoldig'idan tashqarida joylashgan. Met146 JNK3 dagi aromatik halqa (3-birikmada, 2-xloro-fenil guruhi) bilan o'zaro ta'sir qiladi.

JNK3 bilan 3 birikmaning o'rnatilgan pozasi JNK1 kristall tuzilmalariga (PDB ID: 3PZE, 2XRW, 4QTD, 3ELJ, 4AWI va 4L7F) o'rnatilganda (5-rasm), JNK1 tuzilmalarida kuzatilgan har bir Met108 qoldig'i ko'rinardi. JNK3 ning metionin146 dan farqli o'laroq, selektivlik cho'ntagini egallagan 2-xloro-fenil guruhi bilan zid kelishi mumkin [26]. Ushbu metionin to'qnashuvi JNK1 uchun JNK3 uchun 3 birikmasining selektivligini tushuntirishi mumkin.

Darvoza qo'riqchisi qoldig'i metionin108 JNK2 ning faol joyida qanday harakat qilishini aniqlash uchun birikma 3 ning o'rnatilgan pozasi JNK2 ning uchta nashr etilgan kristalli tuzilmalariga (PDB ID: 3E7O, 7CML va 3NPC) qo'shildi (6-rasm). 3E7O tarkibidagi Met108 selektivlik cho‘ntagini egallagan 2-xloro-fenil guruhi bilan ziddiyatli bo‘lsa-da, 7CML va 3NPC dan Met108 2-xloro-fenil guruhi bilan oltingugurt-pi o‘zaro ta'sirida, Met146 ga o‘xshaydi. JNK3 ning faol sayti [32]. Yoki oltingugurt-pi o'zaro ta'sirini hosil qiluvchi ikkita tuzilma birgalikda kristallangan ligandlarsiz golofermentlardir yoki ko-kristallangan ligandlar allaqachon selektivlik cho'ntagini egallagan aromatik halqalarga ega. Faqat JNK1 uchun izoform selektivlikka ega bo'lgan 4 birikmaning kristalli strukturasida naftalin qismi JNK3 ning Met146 qoldig'i bilan oltingugurt-pi o'zaro ta'siriga ega va JNK2 ning IC50 97 nM ni tashkil qiladi, bu oqilona faollik darajasidir. Alisertib holatida, JNK3 da (ko'rsatilmagan) alisertibning kristall tuzilishini hisobga olgan holda, triftorofenil guruhi selektivlik cho'ntagini egallaydi va Met146 bilan o'zaro ta'sir qiladi, ammo JNK2 faolligi JNK3 bilan deyarli bir xil. Ushbu kuzatishlarni birlashtirib, biz 4-aralash JNK2 ning Met108 darvozabon qoldig'ini JNK3 ga o'xshash hidrofobik cho'ntak hosil qilish uchun etarli darajada harakatlanishiga olib keladi degan xulosaga keldik.

JNK3 ning faol joyidagi darvozabon qoldig'i Metionin146 ning xatti-harakati yuqorida tavsiflangan bir xil usul yordamida kuzatildi (7-rasm). JNK3 ning to‘rtta kristall strukturasidagi Met146 guruhlari (PDB ID: 4WHZ, 4W4W, 3OY1, 7KSI) oltingugurt-pi ning xloro-fenil guruhlari bilan 2-oʻzaro taʼsirini koʻrsatadi, ikkita kristall tuzilmani hisobga olmaganda (PDB ID: 6EMH, 6EQ9) ) bunda birgalikda kristallangan ligandlar hidrofobik cho'ntakni egallamaydi [26-32]. JNK2 strukturasidagi metionin qoldiqlarining birikmalar bilan induktsiyalangan harakati va hidrofobik cho'ntak hosil bo'lishi JNK3 tuzilmalarida ko'proq uchraydi. Ushbu tendentsiya JNKlarning izoform selektivligini tushuntirishi mumkin. JNK1 ning kuzatilgan kristall tuzilmalarida Met108 qoldiqlarining hech biri hidrofobik cho'ntak hosil qilish uchun etarlicha harakat qilmaydi, ammo JNK2 va JNK3 kristalli tuzilmalarida metionin qoldiqlari inhibitorlar bilan hidrofobik cho'ntaklar hosil qilish uchun etarli darajada harakat qiladi. Shuning uchun JNK1 uchun selektivlikka hidrofobik cho'ntakni egallash orqali erishish mumkin, ammo JNK2 ning selektivligi qo'shimcha tushuntirishni talab qiladi.

3.2. JNK1 va JNK3 orasidagi turli qoldiqlar

JNK3 ning faol joyini o'z ichiga olgan qoldiqlarni tekshirish uchun biz JNK3 ning 45 dan 400 gacha bo'lgan qoldiq ketma-ketligini kuzatdik va Leu144 qoldig'i faol joyda selektivlik cho'ntagida element sifatida mavjudligini aniqladik. Leu144 JNK3 (PDB ID: 3OY1) kristalli strukturasida 4-murakkabning naftalin halqasi bilan hidrofobik shovqinlarni hosil qiladi (8a-rasm). Biroq, JNK1 kristalli strukturasi (PDB ID: 3PZE) 3OY1 ning birgalikda kristallangan ligandiga o'rnatilganda (8b-rasm), Ile106 xuddi shu joyda Leu144 qoldig'i o'rnida mavjud bo'lib, 4 birikmaning naftalin halqasi bilan ziddiyatga ega. [37]. JNK3 ning kristall strukturasidagi Leu144 va naftalin halqasi orasidagi masofa 3,53 Å darajasida saqlanadi, ammo JNK1 kristalli strukturasidan Ile106 naftalin halqasi bilan yomon aloqaga olib keladi, chunki u 2,26 Å masofada juda yaqin. JNK2 ham JNK3 bilan bir xil joyda Leu144ga ega bo'lganligi sababli, biz selektivlik cho'ntagini egallash JNK1 va JNK2 uchun selektivlikka erishishning mutlaq sharti emas degan xulosaga kelishimiz mumkin.

4. Izoformani tanlashga hissa qo'shadigan har bir birikmadagi funktsional guruhlar

Bog'lanish rejimida selektiv ingibitor birikma 1 uchun strukturaviy maslahatlarni aniqlash uchun biz 1-JNK3 kokristal kompleksini batafsil tahlil qildik (9-rasm). Met149 sharnir mintaqasida bir juft vodorod bog'lari hosil bo'ladi, benzamidning NH guruhi vodorod bog'lanish donori rolini o'ynaydi, pirazol halqasidagi 2-azot esa vodorod aloqasi qabul qiluvchi rolini bajaradi. Yana bir vodorod aloqasi karbamid guruhi va Lys93 o'rtasida suv ko'prigi orqali hosil bo'ladi va 2-xloro-fenil guruhi hidrofobik cho'ntakning chuqurligida joylashgan bo'lib, Met146 gatekeeper qoldig'i bilan oltingugurt-pi o'zaro ta'sirini hosil qiladi. Orto-almashtirilgan xloridning kiritilishi selektivlik nuqtai nazaridan muhim ko'rinadi, chunki u konformatsiya jihatidan ikkita halqaning burchagini o'zgartiradi va fenil guruhini selektivlik cho'ntagiga sig'ishiga olib keladi [22]. Erituvchi ta'sir qilish sohasidagi protonlangan pirolidin faol joyning yuqori qismida Asn89 bilan vodorod bog'ini hosil qiladi. Murakkab 1 JNK2 ga nisbatan JNK3 uchun 210-katta selektivlikni ko'rsatadi, bu boshqa tekshirilgan JNK3 selektiv inhibitorlariga qaraganda ancha yuqori. Pirrolidin va Asn89 o'rtasidagi vodorod aloqasi bu hodisa uchun eng oqilona tushuntirishdir.

Xuddi shunday kuzatuv 2-JNK3 ko-kristal tuzilishi birikmasi uchun ham qilingan (10-rasm). 2-birikma, shuningdek, amiddan NH guruhi va pirazol halqasining 2-azotidan hosil bo'lgan sharnir mintaqasida Met149 bilan ikkita vodorod bog'iga ega. Suv ko'prigi orqali Lys93 bilan karbamid qismida qo'shimcha vodorod aloqasi topildi. Karbamid bilan bog'langan 2-xlorofenil guruhi selektivlik cho'ntagida Met146 gatekeeper qoldig'i bilan oltingugurt-pi o'zaro ta'sirini ko'rsatdi va ortoxlorid almashinuvi bu o'zaro ta'sirni yanada qulayroq qildi. Bu o'zaro ta'sirlarning barchasi JNK3 bilan 1 birikmaning munosabatlariga juda o'xshash edi. Murakkab 1 bilan bog'lanish rejimi bilan solishtirganda yagona farq erituvchi ta'sir komponentida vodorod aloqalarining yo'qolishi edi, bu JNK3 faolligining o'zgarishiga sabab bo'lgan ko'rinadi.<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.

JNK2 ga nisbatan 2500-katta selektivlikni ko'rsatadigan 3- birikmaning mantiqiy asoslarini o'rganish uchun 3-birikmaning bog'lanish rejimi tekshirildi (11-rasm). 3-kompozitsiya uchun ko-kristalli tuzilma mavjud emas edi va biz ulanish rejimini o'rnatish simulyatsiyalari orqali kuzatdik. 5-rasmda ko'rsatilganidek, indolin{8}}bir komponent mentli mintaqada joylashgan bo'lib, u erda Met149 bilan ikkita vodorod aloqasi, suv ko'prigi orqali Lys93 bilan bitta vodorod aloqasi va {{11} ning gidrofobik o'zaro ta'siri mavjud. }}xloro-fenil guruhi [24]. Bu oʻzaro taʼsirlarga qoʻshimcha ravishda, F-bogʻlanish orqali 5-indolinning ftori-2- Asn152 va Gln155 qoldiqlari (mos ravishda 4,69 Å va 3,41 Å masofalar) bilan yaqindan taʼsir qilishini aniqladik. Ushbu o'zaro ta'sirlar ftor o'rnini bosadigan va bo'lmagan faoliyatdagi farqlarga asoslangan holda aniq. Bundan tashqari, Asn152 yon zanjiri tiazolning karbonil guruhi-4- bilan dipol o'zaro ta'sirini ko'rsatadi. F-bog'i ham, dipol o'zaro ta'siri ham JNK2 uchun 3 birikmaning yuqori selektivligini tushuntirishi mumkin.

3-birikmaning selektivligidan farqli o'laroq, biz 4-birikmaning past selektivligini tekshirib, uning bog'lanish rejimini aniqladik (12-rasm). Uning sharnir mintaqasida ikkita vodorod aloqasi mavjud va triazolning karbonil guruhi-3-, oldingi birikmalardan farqli o'laroq, Lys93 bilan bevosita vodorod bog'ini hosil qiladi. Naftalin halqasi yuqorida tavsiflangan qoldiqlar bilan hidrofobik va oltingugurt-pi o'zaro ta'sirini hosil qilish uchun selektivlik cho'ntagiga kiradi [25]. Sikloheksan guruhi erituvchi ta'sir komponentida almashtirilgan bo'lsa-da, qo'shimcha shovqinlar kuzatilmadi. Xulosa qilib aytganda, JNK2 uchun selektivlikka ega bo'lgan birikmalar odatda erituvchi ta'sirida vodorod aloqalari, Fbondlar yoki dipol o'zaro ta'sirlari shaklida qo'shimcha o'zaro ta'sirlarni namoyish etadi.

5. Xulosalar

AD kabi neyrodegenerativ kasalliklar dunyo aholisining tez qarishi asosida tobora muhim ijtimoiy muammolarga aylanib bormoqda. AD katta qondirilmagan terapevtik ehtiyojlarga ega bo'lgan kasallik bo'lib, yangi terapevtik molekulyar maqsadlarni talab qiladi. Yangi terapevtik maqsadlarga kelsak, biz neyronal apoptotik jarayonda asosiy protein kinaz bo'lgan c-Jun N-terminal-kinaz 3 ni tekshirdik. JNK MAPK yo'lining terminalida apoptotik jarayonda muhim rol o'ynaydi va JNK3 izoformasi asosan miyada ifodalanadi. Shuning uchun u neyrodegenerativ kasalliklar uchun maqsad hisoblanadi, bunda neyronal apoptoz asosiy hodisa hisoblanadi. Bundan tashqari, JNK3 ADning bir nechta patologik yo'llarida qayta-qayta paydo bo'lganligi sababli, biz uni ushbu kasallikni engish uchun istiqbolli maqsad deb hisobladik.

Shu sababli, joriy pan-JNK inhibitörleri va selektiv JNK3 ingibitorlarining to'liq ro'yxati yig'ildi va ularning bog'lanish usullari ko'rib chiqildi. Selektiv JNK3 ingibitorlari odatda hidrofobik hududni egallaydi (Ile124, Leu126, Leu144, Val145, Met146 va Leu206) JNK3 ingibitoriga aromatik halqani kiritish orqali selektivlik cho'ntagi deb ataladi, shunda u JNK3 faol joyidagi hidrofobik cho'ntagiga chuqur kiradi. . JNK1 izoformasi uchun selektivlikka hidrofobik o'zaro ta'sirlar va oltingugurt-pi shovqinlariga ruxsat berish orqali erishildi. Oltita JNK1, uchta JNK2 va oltita JNK3 kristalli tuzilmalari darvozabon Met qoldiqlarining ligand tomonidan qo'zg'atilgan harakatlarini solishtirish uchun ularning o'lchamlari bo'yicha tanlangan. Oltita JNK1 ko-kristalining har birida metionin selektiv JNK3 inhibitoridagi aromatik halqa bilan to'qnashdi va ko-kristallangan ligandlarning hech biri hidrofobik cho'ntagiga sig'maydi. Darvoza metioninining aromatik halqa bilan to'qnashuvi JNK2 kokristalida ham kuzatilgan, ammo agar kokristallangan ligand hidrofobik hududni egallasa, JNK2 ning metionini ligand tomonidan induktsiya qilinadi va cho'ntak hosil bo'lishi mumkin.

Kuzatilgan oltita inhibitor-JNK3 ko-kristal tuzilmalari orasida bu selektivlikni boshqaradigan hidrofobik cho'ntakni egallagan ligandlar bilan ko'proq holatlar mavjud edi. To'rtta kokristallangan ligandlar hidrofobik cho'ntakni egallagan va ikkitasi hidrofobik cho'ntakni egallamagan. To'rt ligandning shakllariga qarab turli xil bandlik darajalari kuzatilgan bo'lsa-da, barcha metioninlar hidrofobik cho'ntak hosil qildi.

Faol joyning chuqurligidagi hidrofobik cho'ntakni o'z ichiga olgan qoldiqlar uchun qo'shimcha tushuntirish sifatida JNK3 Leu va JNK1 Ile o'rtasida farq bor. Nisbatan qisqa Leudan farqli o'laroq, JNK1 ning Ile qoldig'i o'rta va katta aromatik halqalarni hidrofobik cho'ntagiga kirishiga to'sqinlik qiladi.

Leysin qoldig'i JNK2 va JNK3 ning hidrofobik cho'ntagida joylashganligi sababli, hidrofobik mintaqadagi aromatik halqa JNK2 ning selektivligiga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi. Ushbu natijalarga ko'ra, JNK2 uchun izoform selektivligini olish uchun qo'shimcha elementlar talab qilinishini ko'rish mumkin va bu to'siqni engib o'tgan inhibitorlar hali ko'p emasligini tushunish mumkin.
JNK2 uchun ham selektiv bo'lgan selektiv JNK3 ingibitorlarining tuzilmalariga kelsak, ularning barchasi hal qiluvchi ta'sirlangan qismda qo'shimcha bog'lanishni ko'rsatishi kuzatildi. Tanlangan JNK3 inhibitori, ya'ni 1-aralashma (9-rasm) protonlangan pirolidin va Asn89 o'rtasida H-bog'ini va boshqa selektiv JNK3 inhibitori, ya'ni 3 birikmasi ham indolinda almashtirilgan ftor o'rtasida F-bog'ini hosil qiladi{{11 }}bir guruh va Asn152/Gln155. Bu bog'lanishlar erituvchi ta'sir qilish sohasidagi barcha qo'shimcha o'zaro ta'sirlardir. Bundan tashqari, tiazolning karbonil guruhi-4-3-murakkabdagi biri Asn152 qoldig'iga yaqin edi, bu esa dipol o'zaro ta'siri sifatida taxmin qilingan edi.

Izoform selektivligiga erishilgandan so'ng, hali ko'p to'siqlarni engish kerak. Avvalo, ko'pchilik protein kinaz inhibitörleri maqsad qilgan ATP bog'lovchi cho'ntaklarining o'xshashligi tufayli JNK1 / 2 dan boshqa protein kinomasiga nisbatan umumiy selektivlikni olish kerak. Ikkinchidan, yuqori quvvat talab qilinadi, chunki terapevtik moddalarning tana konsentratsiyasi hujayralardagi millimolyar diapazonda mavjud bo'lgan ATP bilan raqobatlashishi kerak. Uchinchidan, asosiy nojo'ya ta'sirlarni keltirib chiqarmasdan BBB penetratsiyasi talab qilinadi, bu ADdan beri eng qiyin muammo, biz engishga harakat qilayotgan kasallik surunkali kasallikdir va uzoq muddatli davolanish uchun terapevtik vositalar talab qilinadi. Shuning uchun, bunday uzoq dozalash davriga ega bo'lgan ko'rsatmalarda keng xavfsizlik profili juda muhim masalaga aylanadi. JNK3 ingibitorlarini neyrodegenerativ kasalliklarni davolash vositasi sifatida ishlab chiqish hali muvaffaqiyatli bo'lmagan bo'lsa-da, JNK3 istiqbolli terapevtik maqsad ekanligi aniq bo'lib bormoqda.

JNK3 AD uchun terapevtik maqsad sifatida tobora ko'proq e'tiborni tortmoqda. Bu xususiyatlar yangi JNK3 ingibitorlarini loyihalashda e'tiborga olinishi kerak, bu esa qisqa vaqt ichida AD uchun terapevtik vositalar sifatida kuchli va selektiv JNK3 ingibitorlarini ishlab chiqishga yordam beradi.

Moliyalashtirish:

Ushbu tadqiqot Koreya Milliy tadqiqot fondi tomonidan moliyalashtirilgan NRF-2020R1A6A1A03042854 (Proteinopatiya markazi) va NRF-2021R1A2C2007159 (J.-M. Hah).

Institutsional nazorat kengashi bayonoti:

Qo'llanilmaydigan, qo'llab bo'lmaydigan.
Axborotlangan rozilik bayonoti:

Qo'llanilmaydigan, qo'llab bo'lmaydigan.

Manfaatlar to'qnashuvi:

Mualliflar e'lon qiladigan manfaatlar to'qnashuvi yo'q.

Ma'lumotnomalar

1. Bernett, G.; Kennedi, EP Oqsillarning fermentativ fosforlanishi. J. Biol. Kimyo. 1954, 211, 969–980 yillar. [CrossRef]

2. AQSh oziq-ovqat va farmatsevtika idorasi. Onlaynda mavjud: https://www.fda.gov/drugs/drug-approvals-and-databases/compilationcder-new-molecular-entity-nme-drug-and-new-biologic-approvals (kirish 2021-yil 14-sentabr).

3. Fikarro, SB; McClelland, ML; Stukenberg, PT; Burke, DJ; Ross, MM; Shabanovitz, J.; Hunt, DF; Oq, FM Fosfoproteomni massa spektrometriyasi orqali tahlil qilish va uni Saccharomyces cerevisiae uchun qo'llash. Nat. Biotexnologiya. 2002, 20, 301–305. [CrossRef]

4. Cohen, P. Protein funktsiyasini multisite fosforillanish orqali tartibga solish - 25-yillik yangilanish. Trends Biochem. Sci. 2000, 25, 596–601. [CrossRef]

5. Roskoski, RJ FDA tomonidan tasdiqlangan kichik molekulali protein kinaz inhibitörlerinin xususiyatlari: 2021 yilgi yangilanish. Farmakol. Res. 2021, 165, 105463. [CrossRef]

6. Myuller, S.; Chaykuad, A.; Grey, NS; Knapp, S. Selektiv kinaz inhibitörlerinin rivojlanishining ma'lumotlari. Nat. Kimyo. Biol. 2015, 11, 818–821. [CrossRef]

7. Koen, P.; Alessi, DR Kinase dori kashfiyoti - bu sohada keyingi nima? ACS Chem. Biol. 2013, 8, 96–104. [CrossRef]

8. Kichik, DH; Cappai, R. Alois Altsgeymer va Altsgeymer kasalligi: yuz yillik istiqbol. J. Neyroxim. 2006, 99, 708–710. [CrossRef] [PubMed]

9. Nikols, E.; Szoeke, CEI; Vollset, SE; Abbosiy, N.; Abdulloh, F.; Abdela, J.; Aichour, MTE; Akinyemi, RO; Alahdab, F.; Asgedom, SW; va boshqalar. Altsgeymer kasalligi va boshqa demanslarning global, mintaqaviy va milliy yuki, 1990–2016: Kasalliklarning global yukini o'rganish uchun tizimli tahlil 2016. Lancet Neurol. 2019, 18, 88–106. [CrossRef]

10. Derijard, B.; Xibi, M.; Vu, IH; Barrett, T.; Su, B.; Deng, T.; Karin, M.; Davis, RJ JNK1: UV nurlari va Ha-Ras tomonidan qo'zg'atilgan protein kinaz, c-Jun faollashtirish domenini bog'laydi va fosforlaydi. Hujayra 1994, 76, 1025–1037. [CrossRef]

11. Jonson, GL; Nakamura, K. c-jun kinaz / stress bilan faollashtirilgan yo'l: inson kasalliklarida tartibga solish, funktsiya va rol. Biochim. Biofizika. Acta Mol. Hujayra Res. 2007, 1773, 1341–1348 yillar. [CrossRef] [PubMed]

12. Okazava, X.; Estus, S. JNK/c-Jun kaskadi va Altsgeymer kasalligi. Am. J. Altsgeymer kasalligi. Boshqa aqldan ozish. 2002, 17, 79–88. [CrossRef]

13. Brukner, SR; Tammariello, SP; Kuan, CY; Flavell, RA; Rakich, P.; Estus, S. JNK3 nerv o'sish omilidan mahrum bo'lgan simpatik neyronlarda c-Jun faollashuvi va apoptozga hissa qo'shadi, ammo oksidlovchi stress emas. J. Neyroxim. 2001, 78, 298–303. [CrossRef]

14. Gvinn, DM; Shackelford, DB; Egan, DF; Mixaylova, MM; Meri, A.; Vaskes, DS; Turk, BE; Shaw, RJ AMPK yirtqich hayvonlarning fosforlanishi metabolik nazorat nuqtasida vositachilik qiladi. Mol. Hujayra 2008, 30, 214–226. [CrossRef]

15. Yoon, SO; Park, DJ; Ryu, JK; Ozer, HG; Tep, C.; Shin, YJ; Lim, TH; Pastorino, L.; Kunvar, AJ; Uolton, JK; va boshqalar. JNK3 peptidlar tomonidan qo'zg'atilgan metabolik stressni davom ettiradi. Neyron 2012, 75, 824–837. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com