Découverte d’agonistes des récepteurs EP2 sensibles aux protéines G

Prostaglandine

E2 (PGE2) est un métabolite oxydatif de l’arachidonique

acide qui exerce une grande variété d’actions biologiques à travers quatre

sous-types de récepteurs, EP1 – EP4, dans divers tissus. Le récepteur EP2

Le récepteur EP2 joue un rôle important dans la cytokine.

la production et le métabolisme osseux.2,3 Il a également été rapporté

que l’activation du récepteur EP2 a entraîné des effets neuroprotecteurs

modèles d’AVC ischémiques.4 − 8 récepteur EP2 reçoit beaucoup d’attention en tant que cible thérapeutique

Un certain nombre d’agonistes EP2 ont déjà été signalés.9 − 15 L’analogue de la PGE2, butaprost (1), est bien connu

en tant qu’agoniste sélectif EP2 et est largement utilisé comme un composé d’outil chimique

dans de nombreuses études sur les activités pharmacologiques médiées par le récepteur EP2

(Figure ​ Figure 11). Précédemment

études, nous avons développé l’EP2 hautement sélectif et chimiquement stable

agoniste, 2,10 qui est un bon

composé d’outil pour le récepteur EP2. Un certain nombre d’échafaudages non prostatiques

des agonistes EP2 ont également été montré pour montrer un puissant agoniste EP2

activité (par exemple, PF-4217329 3 (13) et 4 (15)). Au cours des dernières

des études de Pfizer, PF-4217329 3, un ester d’isopropyle,

ont montré des effets remarquables d’abaissement de la pression intraoculaire

À ce jour, cependant, il n’y a pas d’agoniste EP2 qui est approuvé pour clinique gonorrhée .

utilisation. Bien que les vraies raisons de la suspension des essais cliniques

des agonistes EP2 ne sont pas claires, nous supposons qu’une variété de

Les actions induites par les agonistes EP2 ont provoqué des effets secondaires

Les ligands biaisés ont récemment reçu une bonne quantité de

attention dans la découverte de médicaments17 − 22 parce qu’ils ont le potentiel de supprimer les effets indésirables sur la cible

et améliorer l’efficacité. En plus de la signalisation de la protéine G, couplée aux protéines G

les récepteurs (GPCR) peuvent activer d’autres voies de signalisation distinctes,

comme β signalisation à médiation par l’arrestine. Les ligands GPCR-biased sont

des composés qui stimulent sélectivement la protéine G ou β Arrestin

voies d’accès Un certain nombre d’études ont été réalisées pour étudier la

rôles biologiques de la protéine G et de # x003b2; récepteur EP2 médié par l’arrestine

signalisation. Dans le cerveau, le récepteur EP2 module les neuroprotecteurs bénéfiques

effets sur les modèles aigus d’excitotoxicité par l’intermédiaire de la protéine G

Signalisation cAMP-PKA.4,5,23,24 Inversement, activation de β à médiation par l’arrestine

La signalisation du récepteur EP2 a conduit à des effets délétères, comme la tumorigenèse

et angiogenesis.25 − 27 Par conséquent, nous avons émis l’hypothèse que G-biaisé par la protéine

ligands du récepteur EP2 ont le potentiel d’être la prochaine génération EP2

agonistes qui permettront de surmonter les problèmes cliniques des rapports précédemment

EP2 agonistes.Au meilleur de notre connaissance, il n’y a pas de rapport

de ligands biaisés des récepteurs prostanoïdes. De plus, nous avons effectué

le criblage de nos agonistes EP2 internes et n’a pas réussi à identifier les protéines G biaisées

agonistes. Comme les composés que nous avons évalués ont une structure similaire à

PGE2, nous avons cherché à découvrir des agonistes EP2 biaisés par la protéine G

par la conception et l’étude d’un nouvel échafaudage. Dans ce rapport, nous

décrire notre découverte de nouveaux agonistes EP2 hautement sélectifs avec

un échafaudage bicyclique unique, qui ont été identifiés en tant que protéine G polarisée

EP2 agonistes. La sélectivité fonctionnelle et le biais de signalisation du

composés sont également discutés.Table 1Subtype Selectivity

des composés de plomb initial d’abord, pour identifier un nouveau sous-type

agonistes sélectifs EP2 avec un nouvel échafaudage, nous nous sommes concentrés sur EP2 / EP4

double agoniste 5. Dans notre étude précédente, 28 un groupe thiazole de 5 était l’une des sous-structures clés

augmenter l’activité agoniste EP2. Introduction d’un groupe thiazole

dans divers échafaudages signalés ont semblé contribuer au développement

de nouveaux et puissants agonistes EP2. Analogue de prostacycline chimiquement stable 6,29 qui a été rapporté par

le groupe Upjohn dans les années 1970, a montré une très faible activité agoniste EP2

(CE50 = 8900 nM). Nous avons conçu et synthétisé le composé 7 avec un échafaudage bicyclique par hybridation de 6 et la fraction thiazole de 5 (figure ​ figure 22). Le résultat 7 exposé

activité agoniste EP2 remarquablement puissante que nous attendions, cependant, il

a également montré une activité agoniste puissante vers les autres sous-types de récepteurs,

en particulier EP1 et EP3 (tableau 1). Pour augmenter la sélectivité du sous-type, nous nous sommes ensuite concentrés sur

le ω chaîne de 7.Figure 2Design de nouveaux agonistes EP2 avec bicyclique unique

échafaudage.Parce que tout le naturel

prostanoïdes (par exemple, PGE2, PGI2 et PGF2 α) ont un groupe hydroxyle à une position particulière dans

le ω chaîne, le groupe hydroxyle est censé être un élément crucial

fragment pour exercer une activité agoniste vis-à-vis des récepteurs PG. cependant,

un certain nombre d’échafaudages nonprostanoïdes d’agonistes EP2 sans hydroxyle

groupe ont été signalés pour montrer une activité agoniste EP2 puissante (pour

exemple, 3 (13) et 4 (15)). Nous avons émis l’hypothèse que la suppression de

Le groupe 15-hydroxyle du composé 7 serait efficace

pour diminuer l’activité agoniste envers tous les sous-types de récepteurs

sauf pour EP2. Comme prévu, le dérivé 8 déshydroxylé a considérablement amélioré la sélectivité du sous-type sans perte de

Activité agoniste EP2. À la suite de la modification préliminaire,

le composé 8 a été identifié comme composé initial de plomb

C’est un agoniste EP2 hautement sélectif. Tous les composés d’essai dans les tableaux 1 et 3 ont été synthétisés comme indiqué dans les schémas 1. Les synthèses des composés 8 et 11a, b sont décrites dans le schéma 1A. Oxydation de

intermédiaire commun 9, suivi du Julia – Kocienski

la réaction avec le réactif 19 ou 20 a donné le composé 10a ou 10b. L’hydrolyse a fourni les composés 8 et 11a. La réduction de la double liaison de 10b, suivie de l’hydrolyse a donné le composé 11b. Les synthèses des composés 11c, d sont

décrit dans le schéma 1B. Oxydation de l’intermédiaire commun 9, suivie

par la réaction de Julia – Kocienski en utilisant le réactif 21 a donné le composé 12. Déprotection du groupe TBS, suivie

par une réaction de Mitsunobu a donné le composé 13. Hydrolyse

composé fourni 11c. La réduction de la double liaison de 13 et l’hydrolyse ont donné le composé 11d.Synthèse

du composé 11e est décrite dans le schéma IC. Hydrolyse de 14, estérification

et protection du groupe hydroxyle par un fragment THP, suivi par

la déprotection du TBDPS a donné l’alcool 15. Le résultat

l’alcool 15 a été traité avec du réactif Dess – Martin

pour donner un aldéhyde, qui a été transformé en éther vinylique par traitement

avec un phosphoylide. L’hydrolyse acide de l’éther vinylique a donné le composé 16. Acétylation du groupe hydroxy, suivie d’une réduction

de l’aldéhyde a donné le composé 17. Introduction d’un phénoxy

groupe par la réaction de Mitsunobu et l’hydrolyse a fourni le composé 11e. Les synthèses des composés 18a et n ont été initiées à partir de phénols disponibles dans le commerce comme indiqué.

dans le schéma 1D. Phénol

a été introduit dans 9 par la réaction de Mitsunobu, et

le produit a été hydrolyse dans des conditions basiques pour donner 18a. Les composés 18b – n ont été synthétisés

d’une manière similaire en utilisant les phénols correspondants.Chemical

modification du ω chaîne a été réalisée pour améliorer encore

sélectivité du sous-type du composé initial en plomb.

décrit dans le tableau 2, 11a – e et 18a étaient

synthétisé pour ajuster la longueur entre l’échafaudage de cyclopentane

et le fragment phénoxy, et d’étudier l’effet de la double

lien du ω chaîne.Compound 11a, qui

a un lien plus long par rapport à 8, démontré amélioré

sélectivité des sous-types aux récepteurs EP4 et FP, alors qu’elle

diminution de l’activité agoniste EP2. Inversement, 11c avec

un lieur plus court par rapport à 8 a montré un puissant agoniste EP2

activité et sélectivité améliorée du sous-type. Réduction du double

liaison de 11a et 11c a donné 11b et 11d avec des diminutions de 2,2 et 2,6 fois dans l’agoniste EP2

activité, respectivement. Composé 11e, avec un plus court

linker par rapport à 11c, a montré l’agoniste EP2 le plus puissant

activité; Cependant, il a également eu une puissante activité agoniste EP1. le

plus court ω le dérivé de chaîne 18a présentait un excellent

sélectivité pour tous les autres sous-types de récepteurs avec une protéine G favorable

1Synthèse des composés 8, 11a – e, et 18a – nTable 2Optimisation de la

ω Chaîne pour la sélectivité fonctionnelle et de sous-typeNous avons ensuite étudié

la sélectivité fonctionnelle des agonistes EP2 nouvellement identifiés 8, 11a – e et 18a. Les composés ont été évalués par le biais de β Arrestin

recrutement Path Hunter assay30 (DiscoveRX),

pour déterminer leur sélectivité fonctionnelle. Étonnamment, aucun des

les composés ont exercé une activité agoniste complète vers β recrutement d’arrestine

à 10 μ M, c’est-à-dire que ces composés ont été identifiés comme étant polarisés aux protéines G

Agonistes EP2 (voir tableau 2). A notre connaissance, ce sont les premiers exemples de ligands biaisés

des récepteurs prostanoïdes.Tableau 3Structure – Fonctionnel

Étude de la relation de sélectivité des dérivés phénoxy Pour étudier la structure –

relation de sélectivité20 et améliorer

L’activité de l’agoniste des protéines G, nous avons effectué une optimisation supplémentaire du composé 18a. Comme démontré dans le tableau 3 (18b – d), l’introduction de substituants stéroïdes gênants

à la position ortho sur le fragment phényle améliorée

le β l’activité de l’arrestine, et la nature électronique des substituants ortho a eu un petit effet sur son fonctionnement

sélectivité Introduction du substituant 2-Cl au fragment phényle

18b, qui a montré une augmentation de 3,9 fois dans la protéine G

activité, et il a considérablement augmenté β recrutement d’arrestine.

Composé 18c, qui a un substituant 2-CF3

sur le fragment phényle, a également augmenté l’activité de la protéine G et a montré

une augmentation de plus de 900 fois de β recrutement d’arrestine. Inversement,

composé 18d, qui possède un substituant 2-F, a montré

une activité partielle de la protéine G sans aucun changement dans β Arrestin

Comme le montre le tableau 3 (18e – i), l’introduction

de substituants méta dans le fragment phényle généralement

activité de protéine G améliorée. De plus, l’encombrement stérique des méta-substituants sur le fragment phényle affecte significativement

la sélectivité fonctionnelle, c’est-à-dire les substituants volumineux améliorés β

recrutement d’arrestine. Le composé 18e, qui possède un

Substituant 3-Me sur le fragment phényle, était 3,6 fois plus puissant

Activité de la protéine G sans augmenter β l’activité d’arrestine. introduction

d’un substituant 3-Cl a donné 18f, qui a conservé les deux G

protéine et β activité arrestine relativement à 18a. Cependant, l’introduction des substituants 3-OCF3 et 3-CF3 a donné 18g et 18h, respectivement,

les deux ont montré une augmentation de 14 fois de l’activité de la protéine G par rapport

avec 18a. De plus, 18g et 18h ont montré une augmentation spectaculaire de β activité de l’arrestine (144 fois

augmenter pour 18g et augmenter 1111 fois pendant 18h). Le composé 18i avec un substituant 3-F a conservé les deux

Protéine G et β l’activité de l’arrestine relativement à 18a.Introduction des substituants para dans le

fragment phényle a peu d’effet sur la sélectivité fonctionnelle, à savoir,

tous les cinq dérivés de substituant se sont révélés être polarisés par la protéine G

Les agonistes EP2 (voir Tableau 3, 18j – n). Introduction d’un 4-Me

fragment (18j) a légèrement diminué l’activité de la protéine G avec

aucun effet sur β recrutement d’arrestine. Le dérivé de 4-Cl 18k a montré une activité de protéine G 3,3 fois plus puissante sans augmentation

dans β l’activité d’arrestine. Composé 18l, possédant

substituants volumineux (OCF3) en position para,

a montré une activité modérée de la protéine G et très faible β Arrestin

recrutement. Contrairement à la position ortho ou méta, l’introduction d’un groupe CF3 dans

la position para de la fraction phényle (18m) a perdu de façon surprenante le β l’activité d’arrestine. Le composé 18n, possédant un fluorure moins encombré en position para, a montré des profils similaires à 18a.

l’encombrement stérique des positions ortho et méta sur le fragment phényle a considérablement augmenté β Arrestin

recrutement et changé la sélectivité fonctionnelle, si l’électron

les caractéristiques des substituants n’ont montré aucune différence significative

dans la sélectivité fonctionnelle parmi les analogues. Ces structure – activité

études de relation suggèrent que la sélectivité fonctionnelle est facilement

contrôlée par de petites modifications chimiques de la fraction phényle.Pour confirmer l’agonisme polarisé par la protéine G de nos agonistes EP2,

composé 18a et 18k, qui était le plus

activité puissante de la protéine G dans les dérivés substituants para,

ont été évalués dans une comparaison équimolaire31 de la protéine G et β réponses d’arrestin (voir la figure S1 dans l’information de support). Les deux composés ont montré

nettement moins β activité de l’arrestine avec une protéine G équivalente

activité par rapport à la PGE2, ce résultat indique 18a, et une série de composés sont des agonistes de la protéine G

du récepteur EP2. En résumé, nous avons conçu un nouvel agoniste EP2 8 par hybridation de la fraction thiazole et du bicyclique

échafaud mimant prostacyclines. Simplification de ω chaîne

nous a permis de découvrir le dérivé phénoxy EP2 hautement sélectif 18a, qui a été identifié comme un agoniste EP2 polarisé par la protéine G.

Les substituants sur le groupe phényle de 18a jouent un rôle important

rôle dans la modulation de la sélectivité fonctionnelle. Optimisation supplémentaire

d’analogues de phénoxy, y compris la structure – la sélectivité fonctionnelle

relation, sera réalisée dans des études futures.