Zeitschrift für Pharmakogenomik und Pharmakoproteomik

Abstrakt

Auswahl und biochemische Charakterisierung neuer leishmanizider Moleküle durch virtuelle und biochemische Screenings mit Fokus auf den eukaryotischen Translationsinitiationsfaktor 4A von Leishmania

Yosser Zina Abdelkrim

Die Identifizierung neuer kleiner und aktiver Moleküle zur Behandlung von Leishmaniosen ist ein Forschungsschwerpunkt. Hier erweitern wir vorherige In-silico-Untersuchungen und virtuelle Screens kleiner Moleküle, die auf den Leishmania infantum-Initiationsfaktor 4A (LieIF) als potenzielles Wirkstoffziel abzielen. LieIF gehört zur DEAD-Box-Familie der RNA-Helikasen. DEAD-Box-Proteine ​​enthalten eine hochkonservierte Kernstruktur mit einer Hantelform, die zwei verbundene Domänen mit struktureller Homologie zu der des rekombinanten
Proteins A (RecA) enthält. Diese Kernstruktur verleiht eine ATP-abhängige RNA-Bindungsaffinität, eine RNA-abhängige ATPase-Aktivität und eine ATP-abhängige RNA-Entwindungsaktivität. Wir nutzten die ATPase-Aktivität, um einen kolorimetrischen Test in Mikrotiterplatten zu etablieren, um nach Molekülen zu suchen, die LieIF hemmen. Wir untersuchten Hunderte von Molekülen, die zuvor durch virtuelle Screenings identifiziert wurden, auf ihre Fähigkeit, an Stellen auf LieIF zu binden, die für die enzymatische Aktivität wichtig sind. Wir haben einen interessanten Inhibitor entdeckt: 6-α/β-Aminocholestanol mit
einem IC50-Wert von 150 ± 15 μM für 1 μM LieIF. Diese Verbindung hemmt auch die RNA-Helikase-Aktivität von LieIF. Die Helikase-Tests und die ATPase-Wettbewerbsexperimente mit den einzelnen RecA-ähnlichen Domänen und anderen Proteinen zeigen, dass es mehrere Bindungsstellen auf LieIF gibt und dass sich die primäre Bindungsstelle auf Domäne 1 befindet und konservierte RNA-Bindungsmotive umfasst. Zwei von zehn identifizierten chemischen Analoga von 6-α/β-Aminocholestanol (6-α-Aminocholestanol und 6-Ketocholestanol) zeigten Inhibitoreffekte auf die ATPase-Aktivität von LieIF. Ähnliche Inhibitoreffekte wurden bei eIF4A von Säugetieren beobachtet, jedoch mit unterschiedlichen Reaktionsprofilen. Alle drei Moleküle zeigten eine anti-leishmaniale Aktivität gegen die Promastigoten und Amastigoten von L. infantum-Parasiten und zeigten eine nicht signifikante Toxizität gegenüber Makrophagen. Diese Studie stellt einen ersten Schritt zur Validierung von LieIF als Wirkstoffziel dar. Sie zeigt biochemische Unterschiede zwischen den eIF4A-Proteinen von Leishmania und Säugetieren, insbesondere in ATPase-Tests, die zeigen, dass Rocaglamid die beiden Proteine ​​unterschiedlich beeinflusst. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit ein vielversprechendes leishmanizides Molekül liefert: 6-Aminocholestanol mit einem IC50-Wert von weniger als 1 μM auf intrazellulären Amastigoten, mit geringer Toxizität und einem Selektivitätsindex von über 20. Das 6-Aminocholestanol ist ein vielversprechendes Anti-Leishmania-Molekül, das weitere Untersuchungen verdient.