Прогноз біологічної активності похідних спірохіназолонів як інгібіторів протеїнкіназ FGFR1 і СК2

Автор(и)

  • O. K. Farat Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnipro, Ukraine,
  • S. A. Varenychenko Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnipro, Ukraine,
  • V. I. Markov Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnipro, Ukraine,

DOI:

https://doi.org/10.14739/2409-2932.2020.1.198175

Ключові слова:

похідні спірохіназолонів, інгібітори протеїнкіназ, рецепторно-орієнтований віртуальний скринінг, біохімічні процеси, in vitro методи

Анотація

 

Мета роботи – пошук інгібіторів протеїнкіназ FGFR1 і СК2 серед похідних спірохіназолонів за допомогою рецепторно-орієнтованого віртуального скринінгу та біохімічного тестування in vitro, використовуючи кіназний домен СК2 людини.

Матеріали та методи. Докінг виконали в АТФ-зв’язувальні сайти протеїнкіназ СK2 та FGFR1 за допомогою програми Autodock4. Інгібувальну активність досліджуваних сполук щодо протеїнкінази СК2 визначали за включенням фосфатної групи, що містить радіоактивний 32Р, у пептидний субстрат при його фосфорилюванні кіназою за наявності γ-32P-АТФ.

Результати. Результати тестування серед обраних сполук показали, що при їх додаванні в концентрації IC50 10 µM залишкова активність протеїнкінази становить понад 45 %.

Висновки. Результати аналізу показників LogP і LogS дають змогу зробити висновок, що оптимізацію похідних спірохіназолонів потрібно здійснювати в напрямі збільшення гідрофобності цих сполук.

Посилання

Hernandez, D. C., & Vyas, P. (2019). Oncogenic Drivers and Development. Cancer Discovery, 9(12), 1653-1655. https://doi.org/10.1158/2159-8290.cd-19-1082

Obeng, E. A., Stewart, C., & Abdel-Wahab, O. (2019). Altered RNA Processing in Cancer Pathogenesis and Therapy. Cancer Discovery, 9(11), 1493-1510. https://doi.org/10.1158/2159-8290.cd-19-0399

Xu, C. C., Li, W. L., Qiu, P. H., Xia, Y. Q., Du, X. J., Wang, F., … Li, X. K. (2015). The therapeutic potential of a novel non-ATP-competitive fibroblast growth factor receptor 1 inhibitor on gastric cancer. Anti-Cancer Drugs, 26(4), 379-387. https://doi.org/10.1097/cad.0000000000000195

Chua, M. M. J., Ortega, C. E., Sheikh, A., Lee, M., Abdul-Rassoul, H., Hartshorn, K. L., & Dominguez, I. (2017). CK2 in Cancer: Cellular and Biochemical Mechanisms and Potential Therapeutic Target. Pharmaceuticals, 10(1), Article Unsp 18. https://doi.org/10.3390/ph10010018

Andre, F., Arnedos, M., Baras, A. S., Baselga, J., Bedard, P. L., Berger, M. F., … Consortium, A. P. G. (2017). AACR Project GENIE: Powering Precision Medicine through an International Consortium. Cancer Discovery, 7(8), 818-831. https://doi.org/10.1158/2159-8290.cd-17-0151

Trembley, J. H., Wu, J. J., Unger, G. M., Kren, B. T., & Ahmed, K. (2013). CK2 suppression of apoptosis and its implication in cancer biology and therapy. Protein kinase CK2 (pp. 319-343) https://doi.org/10.1002/9781118482490.ch12

Ahmed, K., Davis, A. T., Wang, H. M., Faust, R. A., Yu, S. H., & Tawfic, S. (2000). Significance of protein kinase CK2 nuclear signaling in neoplasia. Journal of Cellular Biochemistry, 130-135.

Litchfield, D. W. (2003). Protein kinase CK2: structure, regulation and role in cellular decisions of life and death. Biochemical Journal, 369, 1-15. https://doi.org/10.1042/bj20021469

Ahmad, K. A., Wang, G. X., Unger, G., Slaton, J., & Ahmed, K. (2008). Protein kinase CK2-A key suppressor of apoptosis. Advances in Enzyme Regulation, Vol 48, 48, 179-187. https://doi.org/10.1016/j.advenzreg.2008.04.002

Filhol, O., Deshiere, A., & Cochet, C. (2013). Role of CK2 in the control of cell plasticity in breast carcinoma progression. Protein kinase CK2 (pp. 363-382) https://doi.org/10.1002/9781118482490.ch14

Montenarh, M. (2014). Protein Kinase CK2 and Angiogenesis. Advances in Clinical and Experimental Medicine, 23(2), 153-158. https://doi.org/10.17219/acem/37040

Sarno, S., Papinutto, E., Franchin, C., Bain, J., Elliott, M., Meggio, F., … Pinna, L. A. (2011). ATP Site-Directed Inhibitors of Protein Kinase CK2: An Update. Current Topics in Medicinal Chemistry, 11(11), 1340-1351. https://doi.org/10.2174/156802611795589638

Prykhod'ko, A. O., Dubinina, G. G., Golovach, S. M., Yarmoluk, S. M. (2004). Inhibitory proteinkinazy SK2 [Inhibitors of protein kinase CK2] Ukrainica Bioorganica Acta, (1-2), 39-48. [in Ukrainian].

Chilin, A., Battistutta, R., Bortolato, A., Cozza, G., Zanatta, S., Poletto, G., … Moro, S. (2008). Coumarin as attractive casein kinase 2 (CK2) inhibitor scaffold: An integrate approach to elucidate the putative binding motif and explain structure-activity relationships. Journal of Medicinal Chemistry, 51(4), 752-759. https://doi.org/10.1021/jm070909t

Lolli, G., Cozza, G., Mazzorana, M., Tibaldi, E., Cesaro, L., Donella-Deana, A., … Pinna, L. A. (2012). Inhibition of Protein Kinase CK2 by Flavonoids and Tyrphostins. A Structural Insight. Biochemistry, 51(31), 6097-6107. https://doi.org/10.1021/bi300531c

Syniugin, A. R., Ostrynska, O. V., Chekanov, M. O., Volynets, G. P., Starosyla, S. A., Bdzhola, V. G., & Yarmoluk, S. M. (2016). Design, synthesis and evaluation of 3-quinoline carboxylic acids as new inhibitors of protein kinase CK2. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry, 31, 160-169. https://doi.org/10.1080/14756366.2016.1222584

Golub, A. G., Yakovenko, O. Y., Bdzhola, V. G., Sapelkin, V. M., Zien, P., & Yarmoluk, S. M. (2006). Evaluation of 3-carboxy-4(1H)-quinolones as inhibitors of human protein kinase CK2. Journal of Medicinal Chemistry, 49(22), 6443-6450. https://doi.org/10.1021/jm050048t

Chekanov, M. O., Ostrynska, O. V., Tarnavskyi, S. S., Synyugin, A. R., Briukhovetska, N. V., Bdzhola, V. G., . . . Yarmoluk, S. M. (2014). Design, synthesis and biological evaluation of 2-aminopyrimidinones and their 6-aza-analogs as a new class of CK2 inhibitors. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry, 29(5), 639-646. https://doi.org/10.3109/14756366.2013.837898

Prykhod'ko, A. O., Yakovenko, O. Y., Golub, A. G., Bdzhola, V. G., & Yarmoluk, S. M. (2005). Evaluation of 4H-4-chromenone derivatives as inhibitors of protein kinase CK2. Biopolymers and Cell, 21(3), 287-292. https://doi.org/10.7124/bc.0006F4

Chon, H. J., Bae, K. J., Lee, Y., & Kim, J. (2015). The casein kinase 2 inhibitor, CX-4945, as an anti-cancer drug in treatment of human hematological malignancies. Frontiers in Pharmacology, 6, Article 70. https://doi.org/10.3389/fphar.2015.00070

Varenichenko, S. A., Farat, O. K., Markov, V. I. (2013). Sintez novykh proizvodnykh 2-spirokhinazolonov [Synthesis of New Derivatives of 2-Spiroquinazolones]. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, (6), 28-31. [in Russian].

Markov, V. I., & Farat, O. K. (2012). 5',6',7',8'-Tetrahydro-1'H,3'H-spiro cyclohexane-1,2'-quinazolin -4'-one in Mannich reaction. Chemistry of Heterocyclic Compounds, 48(6), 925-930. https://doi.org/10.1007/s10593-012-1078-z

Shi, D. X., Qian, D. F., Zhang, Q., & Li, J. R. (2009). Cyclohexanespiro-2'-2',3',6',7'-tetrahydro-1'H-cyclopenta d pyrimidin-4'(5'H)-one. Acta Crystallographica Section E-Crystallographic Communications, 65, O615-U2652. https://doi.org/10.1107/s1600536809005388

Upadysheva, A. V., Grigor'eva, N. D., Ryabokobylko, Yu. S., Znamenskaya, A. P. (1983). Recyclization of 2,2-disubstituted 4(3H)-oxo- and 4-chloro-1,2-dihydropyrimidines to 4-aminopyridine derivatives. Chemistry of Heterocyclic Compounds, 19(1), 95-100. https://doi.org/10.1007/BF00512825

Paleček, J., & Kuthan, J. (1974). Zur N‐Alkylierung von 1,4‐Dihydropyridinderivaten. Zeitschrift Für Chemie, 14(8), 308-309. https://doi.org/10.1002/zfch.19740140807

Markov, V. I., Farat, O. K., Varenichenko, S. A., Velikaya, E. V., Zubatyuk, R. I., & Shishkin, O. V. (2013). Synthesis and Formylation of Substituted 2-Spiropyrimidin-4-ones and Related Compounds. Chemistry of Heterocyclic Compounds, 49(8), 1158-1165. https://doi.org/10.1007/s10593-013-1358-2

Lipinski, C. A., Lombardo, F., Dominy, B. W., & Feeney, P. J. (2001). Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings (Reprinted from Advanced Drug Delivery Reviews, vol 23, pg 3-25, 1997). Advanced Drug Delivery Reviews, 46(1-3), 3-26. https://doi.org/10.1016/s0169-409x(00)00129-0

##submission.downloads##

Номер

Том 13 № 1 (2020)

Розділ

Оригінальні дослідження

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.  Лицензия Creative Commons
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).