Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону

Протеїнкіназа FGFR1 відіграє одну з ключових ролей у регуляції ангіогенезу і проліферації тканин. Інгібітори цієї кінази можна використовувати для ефективного лікування солідних пухлин і ряду проліферативних захворювань. У цій роботі проведено пошук інгібіторів FGFR1 серед 3500 похідних хромону шлях...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автори:	Грищенко, А.А., Бджола, В.Г., Кухаренко, О.П., Ярмолюк, С.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2009
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7367
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону / А.А. Грищенко, В.Г. Бджола, О.П. Кухаренко, С.М. Ярмолюк // Ukrainica Bioorganica Acta. — 2009. — Т. 7, № 1. — С. 50-56. — Бібліогр.: 26 назв. — укp.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860046070057271296
author	Грищенко, А.А. Бджола, В.Г. Кухаренко, О.П. Ярмолюк, С.М.
author_facet	Грищенко, А.А. Бджола, В.Г. Кухаренко, О.П. Ярмолюк, С.М.
citation_txt	Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону / А.А. Грищенко, В.Г. Бджола, О.П. Кухаренко, С.М. Ярмолюк // Ukrainica Bioorganica Acta. — 2009. — Т. 7, № 1. — С. 50-56. — Бібліогр.: 26 назв. — укp.
collection	DSpace DC
description	Протеїнкіназа FGFR1 відіграє одну з ключових ролей у регуляції ангіогенезу і проліферації тканин. Інгібітори цієї кінази можна використовувати для ефективного лікування солідних пухлин і ряду проліферативних захворювань. У цій роботі проведено пошук інгібіторів FGFR1 серед 3500 похідних хромону шляхом віртуального скринінгу і тестування in vitro. Серед них виявлено 6 сполук, які інгібують кіназу в мікромолярному діапазоні концентрацій. Найбільш активною сполукою виявився 2-(2-етоксифеніл)-3-гідрокси-6-метилхромен-4-он (ІС50=3,6 мкМ). Досліджено залежність «структура — активність тестованих сполук» і запропоновано модель зв’язування флавонольних інгібіторів з АТФ-акцепторним сайтом FGFR1. Proteinkinase FGFR1 plays a key role in angiogenesis regulation and tumor proliferation. Inhibitors of this kinase can be used for effective treatment of solid tumors and proliferative diseases. FGFR1 inhibitors searching were performed among 3500 chromone derivatives by virtual screening and in vitro testing. 6 compounds that inhibit kinase in micromolar range were detected from them. The most active compound was 2-(2-ethoxy-phenyl)-3-hydroxy-6-methyl-chromen-4-one (ІС50 3.6 μM). Structure-activity relationship of tested compounds was investigated and binding model was proposed for flavonol inhibitors with FGFR1 ATP-binding site.
first_indexed	2025-12-07T16:58:22Z
format	Article
fulltext	Вступ. Кіназа рецептора фактора росту фібробластів 1 (FGFR1) належить до родини рецепторних тирозинових протеїнкіназ (РТК). FGFR1 виконує багато функцій у процесі емб� ріонального розвитку організму, зокрема віді� грає роль організатора морфогенезу [1]. У до� рослих організмів основний ефект впливу ак� тивації FGFR1 на клітину виявляється в поси� ленні проліферації, що може призводити до безпосередньої участі кінази в процесах онко� генезу [2]. Дослідниками показано роль кінази в процесах регуляції об’єму м’язової [3] і жи� рової [4] тканин, а також репарації [5]. Най� більш вивчено роль FGFR1 у процесі ангіоге� незу. Разом з іншими РТК, такими як VEGFR і EGFR, FGFR1 забезпечує проліферацію клі� тин васкулярного ендотелію, що необхідно для формування нових судин [6]. Підвищена ак� тивність FGFR1 спостерігається при деяких проліферативних захворюваннях судин. Тому інгібітори цієї кінази можна застосовувати для лікування таких захворювань, зокрема атеро� склерозу [7]. Участь FGFR1 у процесах онкогенезу по� в’язують насамперед із функцією ангіогенезу. Коли пухлина досягає критичного об’єму, для продовження її росту не достатньо лише ди� фузії газів і поживних речовин усередині пух� линної тканини. Подальший ріст пухлини відбувається за умови неоваскуляризації пух� линної тканини [8]. Неоваскуляризація пухлин також сприяє їх метастазуванню [9]. Онкоген� ний ангіогенез стає можливим при появі в пух� лині мутацій, що ведуть до активації різно� манітних факторів ангіогенезу, серед яких є і FGFR1 [10]. У роботі [11] показано підвищену активність РТК, зокрема FGFR1, у пухлинах із вираженою неоваскуляризацією. Пригні� чення ангіогенезу в пухлинах призводить до зупинки проліферації та некрозу. Тому інгібу� вання онкоангіогенезу розглядають як важли� ву складову стратегії лікування солідних пух� лин. Авторами статті [12] встановлено, що се� лективний інгібітор FGFR1 — PD 166866 — до� зозалежно інгібує проліферацію і неоваскуло� генез. Нами здійснено пошук інгібіторів протеїн� 50 Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону А.А. Грищенко, В.Г. Бджола, О.П. Кухаренко, С.М. Ярмолюк* Інститут молекулярної біології і генетики НАН України вул. Акад. Заболотного, 150, Київ, 03143, Україна Резюме. Протеїнкіназа FGFR1 відіграє одну з ключових ролей у регуляції ангіогенезу і проліферації тка� нин. Інгібітори цієї кінази можна використовувати для ефективного лікування солідних пухлин і ряду проліферативних захворювань. У цій роботі проведено пошук інгібіторів FGFR1 серед 3500 похідних хромо� ну шляхом віртуального скринінгу і тестування in vitro. Серед них виявлено 6 сполук, які інгібують кіназу в мікромолярному діапазоні концентрацій. Найбільш активною сполукою виявився 2�(2�етоксифеніл)�3� гідрокси�6�метилхромен�4�он (ІС50=3,6 мкМ). Досліджено залежність «структура — активність тестованих сполук» і запропоновано модель зв’язування флавонольних інгібіторів з АТФ�акцепторним сайтом FGFR1. Ключові слова: протеїнкіназа FGFR1, флавоноли, віртуальний скринінг. www.bioorganica.org.ua Ukrainica Bioorganica Acta 1 (2009) 50—56 *Corresponding author. Tel./ fax: +38044�5222458 E�mail address: yarmoluksm@gmail.com © А.А. Грищенко, В.Г. Бджола, О.П. Кухаренко, С.М. Ярмолюк, 2009 кінази FGFR1 серед хромонів. Найбільш відо� мим підкласом хромонів є сполуки природного походження — флавони. Вони та їх похідні вже давно відомі як інгібітори протеїнкіназ. Дослідниками вивчено їх інгібіторні власти� вості щодо циклін�залежних кіназ [13], про� теїнкінази СК2 [14] та інших кіназ. Виявлено їх протипухлинну й антиангіогенну активність у мікромолярному діапазоні концентрацій [15]. Крім того, серед флавонів знайдено сполуки, яким властиві антиоксидантні, протизапальні, антикоагулюючі та противірусні властивості. Флавонові сполуки вирізняються низькою специфічністю інгібування кіназ. Активація ангіогенезу опосередковується кількома фак� торами росту, які активують клітини через відповідні РТК. Селективне інгібування однієї з протеїнкіназ, що бере участь в ангіогенезі, в дослідах in vivo часто виявляється малоефек� тивним в порівнянні з дослідами in vitro. Тому для лікування є виправданим застосування інгібіторів протеїнкіназ із широким спектром дії проти декількох РТК, що відповідають за ангіогенез. Дослідження інгібіторів рецептор� них тирозинових протеїнкіназ із широким спе� ктром дії показали їх вищу протипухлинну активність в порівнянні зі специфічними інгібіторами цих кіназ [16]. З огляду на це хро� мони є перспективними для дослідження. Можна припустити, що сполуки цього класу продемонструють високу протипухлинну ак� тивність у дослідах in vivo. Матеріали і методи. Пошук інгібіторів FGFR1 проведено методом віртуального ре� цепторно�орієнтованого скринінгу з подаль� шим підтвердженням результатів тестуван� ням інгібіторної активності in vitro. Віртуальний скринінг здійснено за допомо� гою пакету програм «DOCK 4.0» [17] та «Auto� Dock 4.0.1» [18]. Геометрію лігандів і часткові заряди визначали за допомогою програми «Topbuilder» і напівемпіричного методу АМ1 з пакету «GAMESS». Для «AutoDock» ліганди готували за допомогою програми «MGL Tools», часткові заряди визначали з допомогою емпі� ричного методу Гастейгера, конформація мо� лекул лігандів релаксувалась за допомогою програми «AMPP». Як мішені для докінгу ви� користовували субодиницю А комплексу про� теїнкінази FGFR1 з інгібітором SU5402 (код PDB 1fgi) [19] і субодиницю В комплексу FGFR1 з інгібітором PD 173074 (код PDB 2fgi) [20]. В отриманих із PDB структурах було ви� лучено молекули води, лігандів і субодиниці, які не брали участі в процесі докінгу. Після докінгу ліганди сортували за показником роз� рахованої енергії зв’язування із сайтом кінази. Комплекси ліганд�рецептор із високими енер� гіями взаємодій перевіряли візуально, перс� пективні сполуки відбирали для тестування in vitro. Для тестів in vitro використовували кіна� зний домен людської FGFR1, отриманий у ба� куловірусній системі експресії (Upstate�Milli� pore, cat. 14�582). Інгібіторний вплив сполук на FGFR1 встановлювали з допомогою методу визначення ступеня фосфорилювання синте� тичного пептидного субстрату кіназою в при� сутності γ�32P�АТФ. Реакційна суміш об’ємом 30 мкл містила 10 мМ MOPS (рН 7,2), 0,1 мМ NaVO4, 0,2 мМ EDTA, 0,002 % Brij 35, 0,2 мг/мл БСА і 0,02 % β�меркаптоетанолу. Фермент до� давали в кількості 10,5 mU одиниць кіназної активності (7,35 нг білка комерційного препа� рату) на пробу. Як субстрат використовували синтетичний пептид (послідовність субстрату І рецептора IGF, IGF�IRtide) у кількості 4 мкг на пробу. Реакцію запускали додаванням до 20 мкл об’єму реакційної суміші ще 10 мкл розчину: 150 мкМ АТФ; 30 мМ ацетат магнію; 1,5 мМ HEPES, який також містив 1 мікрокюрі 32Р�АТФ. Кінцева концентрація АТФ у ре� акційній суміші становила 50 мкМ. Реакційну суміш інкубували 30 хв за 30 oС. Реакцію зупи� няли додаванням 8 мкл 5 % фосфорної кисло� ти. Увесь об’єм проби повністю переносили на фосфоцелюлозні фільтри «Whatman P81», які тричі по 5 хв промивали 0,75 % фосфорною кислотою. Фільтри висушували, їх радіоак� тивність виміряли на сцинтиляційному лі� чильнику «PerkinElmer». Як негативний кон� троль використовували пробу, без інгібітора і з відповідною концентрацією ДМСО. Для сполук, які за концентрації їх у реак� ційній суміші 25 мкМ зменшували активність кінази більш ніж на 50 % від контролю, будува� ли титрувальні криві залежності активності ферменту від концентрації інгібітора. За цими кривими визначали значення ІС50. Результати й обговорення. Для віртуаль� Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону 51www.bioorganica.org.ua ного скринінгу було дібрано бібліотеку сполук, що належать до класу хромонів. Усього про� аналізували близько 3500 потенційних ліган� дів, які належать до декількох структурних підкласів хромону. На основі результатів віртуального скринінгу відбирали сполуки з найвищими значеннями енергії зв’язування з кіназою. Ці сполуки перевіряли візуально за критеріями положення в сайті зв’язування та водневими і гідрофобними зв’язками з кіна� зою. Для біологічного тестування було відібра� но 25 сполук. Усі вони належать до класу фла� вонів. У таблиці 1 наведено структури й дані тестування інгібіторної активності цих речо� вин. За результатами біологічного тестування 6 сполук показали ІС50 менше 25 мкМ. Ліганди, що показали високі інгібіторні властивості по відношенню до FGFR1, належать до структур� ного підкласу флавонолів. Результати дослідження впливу структури на активність флавонових сполук засвідчили, що найбільший ефект мають замісники в поло� женні 3 хромонового гетероциклу. Флавони, які мають в цьому положенні гідроксильну групу, показали високі інгібіторні властивості стосовно FGFR1. Сполуки 15 і 16 із 3�метокси і 3�ацетокси замісниками замість 3�гідрокси� групи не проявляли активності по відношенню до FGFR1. Сполуки з атомом Гідрогену в поло� женні 3 хроменону, серед яких був відповід� ний структурний аналог активної сполуки 1 (18), не проявляли помітних інгібіторних влас� тивостей. За даними докінгу, 3�гідроксогрупа флавонолів бере участь в утворенні водневого зв’язку з атомом Оксигену основного ланцюга Glu562 на шарнірному регіоні FGFR1. Існуван� ня цього водневого зв’язку показано для двох можливих орієнтацій флавонолів в активному центрі FGFR1 (рис. 1). У випадку, коли фенільна група флаво� нольної сполуки направлена в середину сайту зв’язування, 3�гідроксигрупа утворює водне� вий зв’язок з атомом Оксигену основного лан� цюга Glu562, а карбонільна група хромонового гетероциклу утворює водневий зв’язок з ато� мом Нітрогену основного ланцюга Ala564 на А.А. Грищенко та ін. 52 Ukrainica Bioorganica Acta 1 (2009) Таблиця 1 Структура флавонових сполук та їх вплив на активність FGFR1 O O R5 R6 R7 R1 R2 R3 R4 R8 2 3 45 6 7 8 2' 4' 5' 6' 1' 3' 1 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 ІС50, мкМ 1 OCH2CH3 H H H CH3 H H ОН 3,6 2 OCH2CH3 H H H H H H ОН 10 3 OCH3 H H H CH3 H H ОН 5 4 OCH3 H H OCH3 CH3 H H ОН 4,9 5 Cl H H H H H H ОН 20 6 F H H H CH3 H H ОН 4 7 H H H H CH3 CH3 H ОН >25 8 H OCH3 H H CH3 H H ОН >25 9 H OCH3 OCH2CH3 H CH3 H CH3 ОН >25 10 H OCH3 OCH3 H Cl H H ОН >25 11 H Cl Cl H CH3 H H ОН >25 12 H H OCH3 H CH2CH3 H H ОН >25 13 H OCH3 OCH3 OCH3 CH3 H H ОН >25 14 H H OCH3 H Cl H H ОН >25 15 Cl H H H H H H ОСОСН3 >25 16 H H OCH3 H H H H OCH3 >25 17 ОН H H Br CH3 H H H >25 18 OCH2CH3 H H H CH3 H H H >25 19 COOH H H H OCH3 H H H >25 20 H Br H H CH3 H CH3 H >25 21 H H H H OCH2COOH H H H >25 22 COOH H H H Cl CH3 H H >25 23 Cl H Cl H CH3 H CH3 H >25 24 OCH2CH3 H H H CH3 H CH3 H >25 25 OH OCH3 H H CH3 H CH3 H >25 Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону 53www.bioorganica.org.ua шарнірному регіоні кінази (рис. 1В). У проти� лежному випадку орієнтації флавонолу фенільною групою назовні сайту зв’язування і з хромоном у глибині сайту, зберігається тільки водневий зв’язок між 3�гідроксигрупою і Оксигеном основного ланцюга Glu562 (рис. 1А). Важливість утворення водневих зв’язків із шарнірним регіоном показано для багатьох ефективних інгібіторів протеїнкіназ. Для дея� ких флавоноїдних інгібіторів встановлено про� сторову структуру комплексу з кіназами ме� тодом рентгеноструктурного дослідження. У цих комплексах у більшості випадків 3�гідрок� сигрупа утворює водневий зв’язок із кар� бонільною групою амінокислотного залишку в шарнірному регіоні. Таким чином, на основі літературних даних та результатів докінгу можна стверджувати, що в досліджених нами інгібіторах протеїнкінази FGFR1 класу флаво� нолів 3�гідроксигрупа утворює аналогічний водневий зв’язок із залишком Glu562, який розташований на шарнірному регіоні. Тому ця група є необхідною для проявлення інгібітор� них властивостей у флавонових сполук. З огляду на здобуті дані нами запропонова� но модель зв’язування флавонольних інгібі� торів FGFR1 (рис. 2). Згідно з цією моделлю фенільний радикал орієнтований у середину сайту зв’язування. За такої моделі зв’язуван� ня можливе утворення двох водневих зв’язків між карбонільною і гідроксильною групами хромону і шарнірним регіоном кінази. Хромо� новий гетероцикл у цьому положенні оточений гідрофобними залишками Leu484, Leu630, Phe489 і Ala512. Фенільний радикал потрап� ляє в гідрофобне оточення, сформоване за� лишками Ala640, Ile545 і Lys514, що збільшує афінність інгібітора до FGFR1. Подібна орієн� тація флавоноїдних інгібіторів спостерігається в комплексах інших кіназ: CDK6 і флавопери� долу [21], РІМ1 і кверцетагеніну [22], фосфати� дилінозитолкінази γ і кверцетину [23]. У всіх вищезгаданих сполук присутня 3�ОН�група в гетероциклі, яка при цьому утворює водневий зв’язок з Оксигеном основного ланцюга кон� сервативного залишку глутамінової кислоти на шарнірному регіоні кінази. Феніл С флаво� ну в комплексах вищезазначених сполук орі� єнтований у середину сайту зв’язування. Для протеїнкінази FGFR1, як і для більшос� ті кіназ, характерна велика кількість гідро� Рис. 1. Два можливих положення флавонолів у сайті зв’язування FGFR1 на прикладі сполуки 33 (А — орієнтація з хромоновим гетероциклом у глибині сайту зв’язування, В — орієнтація, за якої вглиб сайту зв’язування направлена фенільна група). Рис. 2. Модель зв’язування флавонольних інгібі: торів на прикладі сполуки 11 з АТФ:зв’язуваль: ним сайтом FGFR1. фобних амінокислотних залишків у сайті зв’я� зування. Для багатьох інгібіторів протеїнкіназ показано важливість гідрофобних взаємодій з амінокислотним залишками, що оточують шарнірний регіон, і в глибині сайту зв’язуван� ня для проявлення інгібіторного ефекту. У досліджених нами сполуках виявлено помітне збільшення інгібіторних властивостей при введенні в положення 6 хромонового гетеро� циклу гідрофобної метильної групи. З іншого боку, метильні замісники в положеннях 7 і 8 не проявляють подібного ефекту. На основі прий� нятої нами моделі зв’язування припускається, що в положенні 6 хроменону невеликі за роз� міром гідрофобні групи потрапляють в енерге� тично вигідне гідрофобне оточення бічних лан� цюгів амінокислотних залишків Leu484 і Tyr563 активного центру. Водночас метильний замісник у положенні 7 не має гідрофобного ото� чення в кишені ферменту. Метильний замісник у положенні 8 знаходиться досить близько до бічного ланцюга Phe489 і може змінювати спосіб зв’язування ліганду з кіназою. Отже, уведення гідрофобних замісників у положення 6 хромонового гетероциклу збільшує афінність флавонолів до кінази за рахунок гідрофобних взаємодій, тоді як гідрофобні замісники в по� ложенні 7 і 8 не мають подібного ефекту. Для селективного інгібітора FGFR1 PD 173074 відома трьохмірна структура комплек� су з кіназою [24]. Хімічна структура PD 173074 містить піридопіримідиновий гетероцикл і 3 бічні замісники, серед яких є і 3,5�диметокси� феніл (рис. 3). Дані SAR показали, що для про� явлення високих інгібіторних властивостей аналогів сполуки PD 173074 необхідна на� явність замісників у 2 і 6 або в 3 і 5 положеннях фенільного замісника. Водночас селективними інгібіторами FGFR1 є сполуки із замісниками в положеннях 3 і 5 фенільного кільця, тоді як сполуки із замісниками в положенні 4 малоак� тивні. За даними рентгеноструктурного дослід� ження, в АТФ�зв’язувальному центрі FGFR1 3,5�диметоксифенільний радикал орієнтова� ний углиб сайту зв’язування. Припускається, що 3,5�диметоксифенільна група забезпечує селективність інгібування, оскільки в гомо� логічних кіназах гідрофобна кишеня має дещо менші розміри і подібні радикали не можуть заповнювати її [25]. За прийнятою нами модел� лю зв’язування флавонових сполук із FGFR1 у багатьох випадках орієнтація флавону в сайті зв’язування має подібний характер з орієнта� цією PD 173074. Хромоновий гетероцикл зай� має положення, близьке до положення піри� допіримідинового гетероциклу PD 173074 у комплексі з FGFR1 (FGI2). Водночас орієнта� ція фенілу С флавонових інгібіторів схожа на положення 3,5�диметоксифенільного замісни� ка PD 173074. Подібні аналогії з орієнтацією фенільного замісника досліджуваної речовини і сполуки PD 173074 та її роль в селективності інгібування досить успішно підтверджено на практиці для інгібіторів класу оксіндолів [26]. Припущення про схожість положення піри� допіримідину та фенілу сполуки PD 173074 з положенням хромону і фенілу флавонових сполук у сайті зв’язування FGFR1 дало змогу застосувати дані SAR, отримані на піридопі� римідинових інгібіторах кінази для оптиміза� ції флавонольних інгібіторів. Флавоноїдні сполуки інгібують широке ко� ло ферментів, які містять АТФ�зв’язувальний сайт. Тому досить важливим завданням є за� безпечення селективного інгібування РТК у цілому і FGFR1 зокрема. У зв’язку з цим особ� ливу цікавість становлять замісники фенілу С, оскільки його положення за прийнятою нами позицією зв’язування з активним центром кінази аналогічне положенню фенілу PD 173074. Сполуки з різними замісниками в цьо� му фенільному кільці досліджених флавонолів досить істотно відрізнялися за своєю здат� ністю інгібувати FGFR1. Нами показано, що сполуки з об’ємними замісниками в положенні 4’ фенілу С мають слабкі інгібіторні власти� вості. Згідно із запропонованою моделлю зв’я� зування це може бути зумовлено відштовху� ванням замісників у положенні 4’ від карбок� А.А. Грищенко та ін. 54 Ukrainica Bioorganica Acta 1 (2009) Рис. 3. Структура інгібітора FGFR1 PD 173074 і флавонолу. сильної групи Glu531. При цьому може пору� шуватися водневий зв’язок консервативного залишку Lys514 із Glu531 або водневий зв’я� зок гідроксильної групи хроменону з Glu562. Результати докінгу показали, що флавоноли із замісниками 4’ мають положення в сайті зв’я� зування, у якому феніл С направлений углиб сайту (рис. 1В). Але через наявність замісників 4’ фенільне кільце та інгібітор у цілому не про� никають так глибоко в сайт зв’язування, як за відсутності замісників у положенні 4’ і, відпо� відно, мають менше гідрофобних контактів із кіназою в глибині сайту і шарнірному регіоні. Можливо, саме з цим пов’язана їх низька ефективність. Замісники в положенні 3’ фені� лу не впливають на інгібіторну активність, оскільки сполука 4, яка має метоксигрупи 2’ і 3’, проявляє досить високу інгібувальну ак� тивність, водночас сполука 8 без 2’ замісників є малоактивною. Найбільш ефективними вия� вилися замісники в положенні 2’ фенільного замісника. Метокси і етокси замісники в положенні 2’ мали найменші значення ІС50. Уведення в поло� ження 2’ хлору дає менший ефект, тоді як ефективним замісником в позиції 2’ виявився флуор. Такий ефект замісників 2’, можливо, пов’язаний із гідрофобними взаємодіями із за� лишками Ala512, Val492, Val561 і Lys514. Не слід виключати й варіант із дзеркальною орі� єнтацією фенільного кільця, коли замісник 2’ при ньому спрямований у протилежний бік, у такому разі гідрофобні контакти будуть утво� рюватися із залишками Leu630 Ala640 і Ile545. Отже, замісники у фенільному кільці флаво� нолів досить сильно впливають на інгібіторні властивості цих сполук. Інгібіторні властивості найбільш виражені у сполук із замісниками в положенні 2’ і відсутні в сполуках із замісника� ми 4’. У більшості випадків замісники були гідрофобними. Таким чином, запропонована нами модель зв’язування флавонольних інгібіторів із про� теїнкіназою FGFR1 підтверджується даними SAR і комплексів флавоноїдних інгібіторів та кіназ, структура яких відома за даними рент� геноструктурного аналізу. Висновки. Досліджено інгібіторні власти� вості низькомолекулярних сполук класу хро� мону стосовно протеїнкінази FGFR1. У ре� зультаті віртуального скринінгу 3500 хромонів для тестування було відібрано 25 флавонових сполук. Установлено, що для проявлення інгі� біторної активності флавонів проти FGFR1 не� обхідна наявність гідроксильної групи в поло� женні 3 хромонового гетероциклу, оскільки всі 6 виявлених інгібіторів FGFR1 належать до підкласу флавонолів. Досліджено вплив заміс� ників у фенільному кільці і хромоновому гете� роциклі флавонолів на ефективність інгібу� вання FGFR1. Найвищу інгібіторну активність мали сполуки з алкоксильними та галогенови� ми замісниками в положенні 2’ фенілу, меншу — сполуки із замісниками в положенні 3’. Спо� луки із замісниками в положенні 4’ не мали ви� ражених інгібіторних властивостей. У хромо� новому гетероциклі введення гідрофобних замісників у положення 6 збільшує інгібіторні властивості, а замісники в положеннях 7 і 8 не мають ефекту на інгібування кінази. Найниж� че значення ІС50 (3,6 мкМ) мала сполука 6�ме� тил�2’�етокси�3�флавонол. Знайдений клас флавонольних сполук можна використовувати для подальшої оптимізації з метою покращен� ня інгібіторних властивостей і селективності інгібування FGFR1. Надійшла в редакцію 31.03.2009 р. Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону 55www.bioorganica.org.ua Search for FGFR1 inhibitors among chromone derivatives А.А. Grischenko, V.G. Bdzhola, O.P. Kukharenko, S.M. Yarmoluk Institute of Molecular Biology and Genetics, NAS of Ukraine 150 Zabolotnogo Str., Kyiv, 03143, Ukraine Summary. Proteinkinase FGFR1 plays a key role in angiogenesis regulation and tumor proliferation. Inhibitors of this kinase can be used for effective treatment of solid tumors and proliferative diseases. FGFR1 inhibitors searching were performed among 3500 chromone derivatives by virtual screening and in vitro testing. 6 compounds that inhibit kinase in micromolar range were detected from them. The most active compound was 2�(2�ethoxy�phenyl)�3� hydroxy�6�methyl�chromen�4�one (ІС50 3.6 µM). Structure�activity relationship of tested compounds was investigated and binding model was proposed for flavonol inhibitors with FGFR1 ATP�binding site. Keywords: proteinkinase FGFR1, flavonol, virtual screening. 1. Groth C., Lardelli M. The structure and function of vertebrate fibroblast growth factor receptor 1 // Int. J. Dev. Biol. — 2002. — Vol. 46, No. 4. — P. 393�400. 2. Beer H.D., Vindevoghel L., Gait M.J., Revest J.M., Duan D.R., Mason I., Dickson C., Werner S. Fibroblast growth factor (FGF) receptor 1�IIIb is a naturally occur� ring functional receptor for FGFs that is preferentially expressed in the skin and the brain // J. Biol. Chem. — 2000. — Vol. 275, No. 21. — P. 16091�16097. 3. Flanagan:Steet H., Hannon K., McAvoy M.J., Hul: linger R., Olwin B.B. Loss of FGF receptor 1 signaling reduces skeletal muscle mass and disrupts myofiber organization in the developing limb // Dev. Biol. — 2000. — Vol. 218, No. 1. — P. 21�37. 4. Patel N.G., Kumar S., Eggo M.C. Essential role of fibroblast growth factor signaling in preadipoctye dif� ferentiation // J. Clin. Endocrinol. Metab. — 2005. — Vol. 90, No. 2. — P. 1226�1232. 5. Wang X.H., Zhang G.P., Jin H.M., Chen S.F. Dynamic changes in the expression of growth factor receptors in the myocardium microvascular endotheli� um after murine myocardial infarction // Chin. Med. J. — 2007. — Vol. 120, No. 6. — P. 485�490. 6. Folkman J., and D’Amore P.A. Blood vessel forma� tion: what is its molecular basis? // Cell. — 1996. — Vol. 87. — P. 1153�1155. 7. Raj T., Kanellakis P., Pomilio G., Jennings G., Bo: bik A., Agrotis A. Inhibition of fibroblast growth factor receptor signaling attenuates atherosclerosis in apoli� poprotein E�deficient mice // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. — 2006. — Vol. 26, No. 8. — P. 1845�1851. 8. Folkman J. What is the evidence that tumors are angiogenesis dependment? // J. Natl. Cancer Inst. — 1990. — Vol. 82. — P. 4�6. 9. Liotta L.A., Steeg P.S., Stetler:Stevenson W.G. Cancer metastasis and angiogenesis: an imbalance of positive and negative regulation // Cell. — 1991. — Vol. 64. — P. 327�336. 10. Nugent M.A., Iozzo R.V. Fibroblast growth factor� 2 // Int. J. Biochem. Cell. Biol. — 2000. — Vol. 32. — P. 115�120. 11. Cohen P. The development and therapeutic potential of protein kinase inhibitors // Curr. Opin. Chem. Biol. — 1999. — Vol. 3. — P. 459�465. 12. Panek R.L., Lu G.H., Dahring T.K., Batley B.L., Connolly C., Hamby J.M., Brown K.J. In vitro biological characterization and antiangiogenic effects of PD 166866, a selective inhibitor of the FGF�1 receptor tyro� sine kinase // J. Pharmacol. Exp. Ther. — 1998. — Vol. 286, No. 1. — P. 569�577. 13. Fischer P.M., Gianella:Borradori A. Recent prog� ress in the discovery and development of cyclin�depend� ent kinase inhibitors // Expert. Opin. Investig. Drugs. — 2005. — Vol. 14, No. 4. — P. 457�477. 14. Sarno S., Moro S., Meggio F., Zagotto G., Dal Ben D., Ghisellini P., Battistutta R., Zanotti G., Pin: na L.A. Toward the rational design of protein kinase casein kinase�2 inhibitors // Pharmacol Ther. — 2002. — Vol. 93, No. 23. — P. 159�168. 15. Fotsis T., Pepper M.S., Aktas E. Flavonoids, die� tary�derived inhibitors of cell proliferation and in vitro angiogenesis // Cancer Res. — 1997. — Vol. 57. — P. 2916�2921. 16. Klenke F.M., Abdollahi A., Bertl E., Gebhard M., Ewerbeck V., Huber P.E. and Sckell A. Tyrosine kinase inhibitor SU6668 represses chondrosarcoma growth via antiangiogenesis in vivo // BMC Cancer. — 2007. — Vol. 7. — P. 49. 17. Ewing T.J., Makin, S., Skillman A.G., Kuntz I.D. DOCK 4.0: search strategies for automated molecular docking of flexible molecule databases // J. Comput. Aided Mol. Des. — 2002. — Vol. 15. — P. 411�428. 18. Morris G.M., Goodsell D.S., Halliday R.S., Huey R., Hart W.E., Belew R.K., Olson A.J. Automated docking using a lamarckian genetic algorithm and an empirical binding free energy function // J. Comput. Chem. — 1998. — Vol. 19. — P. 1639�1662. 19. Mohammadi M., McMahon G., Sun L., Tang C., Hirth P., Yeh B.K., Hubbard S.R., Schlessinger J. Structures of the tyrosine kinase domain of fibroblast growth factor receptor in complex with inhibitors // Science. — 1996. — Vol. 276. — P. 955�960. 20. Mohammadi M., Froum S., Hamby J.M., Schro: eder M.C., Panek R.L., Lu G.H., Eliseenkova A.V., Green D., Schlessinger J., Hubbard S.R. Crystal struc� ture of an angiogenesis inhibitor bound to the FGF re� ceptor tyrosine kinase domain // EMBO J. — 1998. — Vol. 17. — P. 5896�5904. 21. Lu H.S., Chang D.J., Baratte B., Meijer L., Schul: ze:Gahmen U. Crystal structure of a human cyclin� dependent kinase 6 complex with a flavonol inhibitor, fisetin // J. Med. Chem. — 2005. — Vol. 48. — P. 737�747. 22. Holder S., Zemskova M., Zhang C., Tabrizizad M., Bremer R., Neidigh J.W., Lilly M.B. Characterization of a potent and selective small�molecule inhibitor of the PIM1 kinase // Mol. Cancer. Ther. — 2007. — Vol. 6, No. 1. — P. 163�172. 23. Walker E.H., Pacold M.E., Perisic O., Stephens L., Hawkins P.T., Wymann M.P., Williams R.L. Structural determinants of phosphoinositide 3�kinase inhibition by wortmannin, LY294002, quercetin, myricetin, and stau� rosporine // Mol. Cell. — 2000. — Vol. 6. — P. 909�919. 24. Mohammadi M., Froum S., Hamby J.M., Schro: eder M.C., Panek R.L., Lu G.H., Eliseenkova A.V., Green D., Schlessinger J., Hubbard S.R. Crystal struc� ture of an angiogenesis inhibitor bound to the FGF receptor tyrosine kinase domain // EMBO J. — 1998. — Vol. 17, No. 20. — P. 5896�904. 25. Connolly C.C., Hamby J.M., Schroeder M.C., Bar: vian M., Lu G.H., Panek R.L., Amar A., Shen C., Kra: ker A.J., Fry D.W., Klohs W.D. and Doherty A.M. Disco� very and structure�activity studies of a novel series of pyrido[2,3�d]pyrimidine tyrosine kinase inhibitors // Bioorganic & Med. Chem. Lett. — 1997. —Vol. 7, No. 18. — P. 2415�2420. 26. Kammasud N., Boonyarat C., Tsunoda S., Saku: rai H., Saiki I., Grierson D.S., Vajragupta O. Novel inhi� bitor for fibroblast growth factor receptor tyrosine ki� nase // Bioorg Med Chem Lett. — 2007. — Vol. 17, No. 17. — P. 4812�4818. А.А. Грищенко та ін. 56 Ukrainica Bioorganica Acta 1 (2009) Перелік літератури
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7367
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1814-9758
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T16:58:22Z
publishDate	2009
publisher	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
record_format	dspace
spelling	Грищенко, А.А. Бджола, В.Г. Кухаренко, О.П. Ярмолюк, С.М. 2010-03-29T12:44:06Z 2010-03-29T12:44:06Z 2009 Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону / А.А. Грищенко, В.Г. Бджола, О.П. Кухаренко, С.М. Ярмолюк // Ukrainica Bioorganica Acta. — 2009. — Т. 7, № 1. — С. 50-56. — Бібліогр.: 26 назв. — укp. 1814-9758 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7367 Протеїнкіназа FGFR1 відіграє одну з ключових ролей у регуляції ангіогенезу і проліферації тканин. Інгібітори цієї кінази можна використовувати для ефективного лікування солідних пухлин і ряду проліферативних захворювань. У цій роботі проведено пошук інгібіторів FGFR1 серед 3500 похідних хромону шляхом віртуального скринінгу і тестування in vitro. Серед них виявлено 6 сполук, які інгібують кіназу в мікромолярному діапазоні концентрацій. Найбільш активною сполукою виявився 2-(2-етоксифеніл)-3-гідрокси-6-метилхромен-4-он (ІС50=3,6 мкМ). Досліджено залежність «структура — активність тестованих сполук» і запропоновано модель зв’язування флавонольних інгібіторів з АТФ-акцепторним сайтом FGFR1. Proteinkinase FGFR1 plays a key role in angiogenesis regulation and tumor proliferation. Inhibitors of this kinase can be used for effective treatment of solid tumors and proliferative diseases. FGFR1 inhibitors searching were performed among 3500 chromone derivatives by virtual screening and in vitro testing. 6 compounds that inhibit kinase in micromolar range were detected from them. The most active compound was 2-(2-ethoxy-phenyl)-3-hydroxy-6-methyl-chromen-4-one (ІС50 3.6 μM). Structure-activity relationship of tested compounds was investigated and binding model was proposed for flavonol inhibitors with FGFR1 ATP-binding site. uk Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону Search for FGFR1 inhibitors among chromone derivatives Article published earlier
spellingShingle	Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону Грищенко, А.А. Бджола, В.Г. Кухаренко, О.П. Ярмолюк, С.М.
title	Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону
title_alt	Search for FGFR1 inhibitors among chromone derivatives
title_full	Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону
title_fullStr	Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону
title_full_unstemmed	Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону
title_short	Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону
title_sort	пошук інгібіторів протеїнкінази fgfr1 серед похідних хромону
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7367
work_keys_str_mv	AT griŝenkoaa pošukíngíbítorívproteínkínazifgfr1seredpohídnihhromonu AT bdžolavg pošukíngíbítorívproteínkínazifgfr1seredpohídnihhromonu AT kuharenkoop pošukíngíbítorívproteínkínazifgfr1seredpohídnihhromonu AT ârmolûksm pošukíngíbítorívproteínkínazifgfr1seredpohídnihhromonu AT griŝenkoaa searchforfgfr1inhibitorsamongchromonederivatives AT bdžolavg searchforfgfr1inhibitorsamongchromonederivatives AT kuharenkoop searchforfgfr1inhibitorsamongchromonederivatives AT ârmolûksm searchforfgfr1inhibitorsamongchromonederivatives

Пошук інгібіторів протеїнкінази FGFR1 серед похідних хромону

Репозитарії

Схожі ресурси