Madame Lelica

On olemassa neljä perhettä solunsisäinen proteolyyttiset komplekseja arjen näytteessä: Nä, HslUV (ClpQY), ClpXP ja FtsH. Näiden lisäksi viisi, HtrA (DegP) on periplasmic/erittävät proteolyyttisiä monimutkainen, kun taas prokaryootti-proteasomi on löytynyt vain actinomycetes. Kunkin proteaasin rakennetta, toimintaa ja roolia patogeneesissä on tarkasteltu aiemmin.,13, 17 Useita näistä komplekseja, on tutkittu mahdollisina antibakteerinen tavoitteita, kuten Lon,18 ClpXP,19 HtrA20 ja proteasomi.21 näistä ClpXP on ollut laajimmin tutkittu ja on vain monimutkainen, jonka luonnollinen tuote-estäjien on todettu toistaiseksi.

clp-proteolyyttiset monimutkainen

ClpPs ovat hyvin säilytetty useimmissa bakteeri laji ja on tärkeä rooli proteiini liikevaihdosta., Lisäksi proteiinia homeostaasiin ja hajoaminen väärin laskostuneet proteiinit, ClpP on mukana myös lukuisia lainsäädännöllisiä prosesseja kohdentamalla transkription sääntelyviranomaisten ja remontin proteome.22, 23, 24, 25 Todellakin, ClpP on todettu olevan keskeinen rooli säännellään prosesseja, kuten solujen jakautumista, paineensietokyky, virulenssi, morfologiset eriyttäminen ja antibioottiresistenssiä.22, 23, 24 ClpP rooli näissä prosesseissa perustuu sen tiukka valinta proteiinien substraatteja, joilla se saavutetaan rajoittamalla pääsyä sen katalyyttinen sivustoja., Jokainen ClpP-kompleksi muodostuu pinoamalla kaksi heptameristä rengasta tetradekameerin luomiseksi (kuva 2).26 kanava, joka on muodostettu taloa 14 seriini proteaasi katalyyttinen sivustoja, joita ei voida käyttää ilman kulkua aksiaalinen aukkoja. Lisäksi apo-ClpP hyväksyy inaktiivisen, puristetun konformaation,jossa sen katalyyttinen triadi on väärin.27 Määräysvallattomien conformational aktivointi ja pääsy aksiaalinen aukot ovat Hsp100 proteiineja AAA+ superperheen ja ATPases: ClpA tai ClpX Gram-negatiiviset bakteerit ja ClpC tai ClpX Gram positiivisia., Nämä lisävaruste ATPases muodossa hexameric renkaat, jotka sitovat tetradecamer on aksiaalinen kasvot käyttäen tripeptidin (L/I)GF-aiheita, jotka sopivat hydrofobinen taskut.28 Sitova tässä hydrofobinen tasku säätelee ClpP toimintaa kahdella tavalla: ensinnäkin, vakauttaa monimutkainen aktiivinen, laajennettu lihakkuuden kanssa katalyyttinen kolmikko tietokoneella, ja toiseksi, kautta proteiini alustan kehittymässä., AAA+ ATPases vuorovaikutuksessa proteiini tavoitteet, joko suoraan tai yhteistyössä sovitin proteiini, ja käyttää energian antamat ATP avautua alustan ja ruokkia sitä osaksi keski huokosten missä se hydrolysoituu in an energia-riippumattomasti. Kuten taitettu proteiineja ovat muuten liian suuri syöttää kanavan, nämä AAA+ kumppanit tiukasti säädellä jossa proteiinin alustat ovat suunnattu degredation.28

Useimmat bakteeri-lajeja, kuten E. coli -, Bacillus subtilis ja Staphylococcus aureus, on yksi clpP geeni, joka, yhdessä niihin liittyvien AAA+ ATPases, ovat välttämättömiä solujen elinkelpoisuuden.25, 29, 30, 31, 32 Kuitenkin, se on havaittu, että clpP poistetaan näillä lajeilla lisää niiden alttiutta antibiootteja, kuten linetsolidi ja rifampisiini, ja vähentää virulenssi vuonna patogeenien, kuten Listeria monocytogenes ja S. aureus.,23, 33 Menetys virulenssi vuonna ClpXP-puutteellinen kannat on yhdistetty suurten häiriöiden maailmanlaajuinen virulenssi transkription tekijä tasoilla, kuten sar/agr sääntelyn verkon S. aureus.23 Mielenkiintoista, vaikutus ClpP inaktivaatio on useita näistä virulenssi sääntelyviranomaisten näyttää olevan kanta riippuvainen ja lisäksi jotkin S. aureus-kantoja puutteellinen ClpXP toiminto näyttää olevan vähentynyt herkkyys vankomysiini, daptomysiini ja β-laktaami-antibioottien.,34, 35, 36,

toisin kuin useimmat bakteerit, kaksi tai useampia kopioita clpP löytyy actinobacteria ja syanobakteerien ja ainakin yksi toimiva kopio on välttämätön kannattavuuden.37, 38 Mycobacterium tuberculosis, clpP1 ja clpP2 muodostavat operon ja molemmat geenit ovat välttämättömiä. Nämä isoformit toimivat yhdessä luodakseen toimivan proteaasin pinoamalla ClpP1-ja ClpP2-homoheptameerit heterotetradekameeriksi.M. tuberculosis, ClpX ja ClpC1: n neljästä AAA+ – Atpaasista 37, 39 on välttämättömiä elinkelpoisuuden kannalta.,40, 41,

Koska sen rooli solujen elävyys ja virulenssi, että ClpP-järjestelmä on lupaava tavoite romaani bakteerilääkkeet, jossa on kolme mahdollista mekanismeja sääntelyn purkaminen (Kuva 2): esto ClpP proteolyysi, aktivointi ClpP proteolyysi tai häiriön kumppani AAA+ ATPases.

ClpP-estäjät

Ehkä ilmeisin lähestymistapa kohdistaminen ClpP-järjestelmä on kehittää aktiivinen sivusto estäjä ClpP. S. aureus, Streptococcus pneumoniae ja L., monocytogenes, jossa clpP aihiot eivät voi aiheuttaa ihon infektio, paiseet, keuhkojen infektiot tai in vivo-makrofagi loisiminen, vastaavasti.22, 42, 43 Tämä menetys virulenssi on liittynyt vähentynyt aktiivisuus solunulkoisen proteaasit, lipaasit, DNases ja α-hemolysiini S. aureus, ja α-listerolysin ja listerial fosfolipaasi L. monocytogenes-bakteerin.

uraauurtava ponnisteluja Böttcher ja Sieber44 kohdistaa ClpP johti kehitystä sarjan β-laktoni-estäjät., Innoittamana reaktiivisuus β-laktonit löytyy luonnosta, ne syntetisoitiin kirjasto alkyynit-tagged johdannaiset (esimerkiksi, Laktoni D3; Kuva 3a), jotka seulottiin vastaan useita bakteeri-proteomes. Alkyne-tunnisteen klik-kemiaa käytettiin fluoroforin kiinnittämiseen ja reaktiivisten entsyymien tunnistamiseen. Tällä tavalla, ClpP oli tunnistettu hyvin erityinen kohde, joka muodostaa kovalenttisia adduct välillä sen aktiivisen Ser98 ja β-laktoni, mikä peruuttamattomasti estämällä proteolyyttinen aktiivisuus (Kuva 3b).,44 Myöhemmin karakterisointi osoitti kykyä β-laktonit vähentää virulenssitekijä toimintaa, kuten α-hemolysiini ja listerolysin, S. aureus ja L. Monocytogenes-bakteerin, vastaavasti.45, 46 Tämä vähentää virulenssitekijät korreloi kyky optimoitu β-laktoni tukirakenteet (U1; Kuva 3a) vähentää merkittävästi S. aureus-infektio ihonalaisen annon jälkeen on ihon paise, malli ja L. monocytogenes-bakteerin kasvu makrofagit.46, 47 Lisäksi β-laktoni johdannaiset (yhdiste, 7; Kuva 3a) havaittiin olla yksi etuoikeutettu ryhmä yhdisteitä voi tulla M., tuberkuloosi jotta voidaan tehokkaasti estää kasvun kanssa MIC-28 µg ml−1.48 Lopulta, kuitenkin, alhainen plasman vakautta, koska nopea hydrolyysi syklinen esteri, että se on esteenä lisää kliinistä kehitystä.

viime aikoina, Sieber ja colleagues49 on löytänyt uuden luokan voimakas ClpP-estäjät, fenyyli esterit (AV170; Kuva 3a). Löydettiin käyttäen puolueeton screen of 137 000 synteettisten yhdisteiden fluorogenic määritys ClpP toimintaa, fenyyli esterit toimia samalla kovalenttinen muuttaminen Ser98 kuin β-laktonit., Mielenkiintoista, jotkut enantiomeerit ovat myös mahdollisuus laukaista deoligomerization ja ClpP tetradecamer osaksi heptamers, suotuisa mode of action ottaen huomioon, että conformational valvonta seriini katalyyttinen kolmikko saadaan se aktiivinen ClpP on heptameric muodossa. Huolimatta fenyyli esterit parantaa teho-proteaasin esto yli β-laktonit, niiden anti-virulenssi aktiivisuus vähenee, koska ne eivät vain voi vähentää eikä poistaa α-hemolysiini tuotanto (Kuva 3c). Ponnistelut tehon lisäämiseksi paljastivat vakauden ja reaktiivisuuden välisen kaupan.,49

vaikka ClpP-inhibitio osoittaa lupauksen vaikutusmekanismiksi, uusien rakennustelineiden kehittämistä ja löytämistä on selvästi jatkettava. Lisäksi ottaen huomioon viimeaikaiset todisteet huumeresistenssistä tietyissä clpP-tyrmäyskannoissa, 34, 36 varovaisuus tällä tiellä voi olla perusteltua.

ClpP aktivaattoreita

Aktivointi ClpP proteaasi-järjestelmä on erityisen kiehtova terapeuttinen vaihtoehto. Solunsisäisten proteaasien tunnusmerkki on toiminnan tiukka säätely, jotta vältytään kohdeproteiinin hajoamiselta. Eukaryooteissa tämä tapahtuu usein organellien lokeroinnilla., Sen sijaan bakteereille on kehittynyt tiukkoja säätelyproteiinikomplekseja proteaasitoiminnan hillitsemiseksi. Aktivoimalla proteolyyttiset toiminnan umpimähkään hajottaa proteiineja, lääke voi aiheuttaa solun kuoleman, ei vain niitä lajeja, joissa ClpP on tärkeää, mutta myös niitä, missä ClpP on tarpeeton. Mutaatioiden poistamista ClpP toimintaa, vaikka teoriassa annetaan vastus, olisi kohtalokasta solut, joissa ClpP on tärkeää ja heikentää virulenssi solut, joissa ClpP on tarpeeton., Lopuksi, ennenkuulumaton vaikutustapa aktivoimalla eikä estämällä sen kohde voi sallia tällaisen lääkkeen olevan tehokas lepotilassa olevia persister soluja vastaan.

Onnekasta todiste periaate tämä ainutlaatuinen vaikutusmekanismi on raportoitu löytö acyldepsipeptides (ADEPs; Kuva 4a). ADEPs oli ensimmäinen kuvattu patentin vuonna 1985 kuin A54556 monimutkainen,’ ryhmä kahdeksan läheistä sukua yhdisteitä tuotetaan Streptomyces hawaiiensis NRRL15010.50 ClpP tunnistettiin ADEP on molekyyli tavoite vuonna 2005, kun Brötz-Oesterhelt et al.,51 soveltaa, kääntää genomiikka on ADEP-resistentin E. coli-kanta tunnistaa vastus tekijä, kuten mutaatio ClpP, joka tekee siitä käytössä. Tämä havainto ehdotti, että ADEPs aktivoida ClpP, aiheuttaa sopimattomia proteiinin hajoamista. Todellakin, in vitro-tutkimuksissa mittaaminen pilkkominen fluorogenic peptidejä ja in vivo-proteomic analyysi vahvisti, että ADEP-aktivoitu B. subtilis ClpP oli mahdollisuus hajottaa proteiineja riippumaton AAA+ – asetuksen tai ATP: n hydrolyysi.,51

Insight osaksi tämä menetys asetuksessa on säädetty, crystal rakenteet ADEP-aktivoitu ClpP E. coli, B. subtilis, M. tuberkuloosi ja Neisseria meningitidis (Kuva 4b).52, 53, 54, 55 ADEP-molekyyli sitoo kunkin monomeerin vuonna ClpP tetradecamer samalla hydrofobinen tasku, jota käytetään AAA+ ATPases, estäen siten niiden vuorovaikutus (Kuva 4d).,52, 55, 56 Sitova jäljittelee Atpaasi on conformational valvonta ClpP, asiakkuutta linjaus seriini katalyyttinen kolmikko ja jäykkä elin kierto ClpP monomeerit, laajentaa aksiaalinen pore 10-12 Å 20 Å E. coli.27, 52, 55 gating mekanismi on myös n-terminaali verkkotunnukset, jotka liikkuvat alas, tai suljettu konformaatio ylös, tai avoin konformaatio ADEP sitova.,52, 55 ADEP aktivointi ei salli vakaasti taitettu proteiinien olla huonontunut, kun he ovat vielä liian suuri syöttää ClpP on aksiaalinen lumen, mutta ei salli epävakaa proteiineja ja orastavan ketjut nousemassa ribosomin olla huonontunut, varsinkin jos ne taittaa hitaasti.57 solukuoleman arvellaan johtuvan tästä umpimähkäisestä hajoamisesta sekä normaalin ClpP-toiminnan estymisestä.

ADEPs ovat aktiivisia vastaan useita Gram-positiivisia bakteereita, mukaan lukien kliinisesti merkityksellisiä metisilliiniresistentti S. aureus (MRSA), vankomysiinille resistentit enterokokit ja penisilliiniresistentti S., pneumoniae sekä Gramnegatiiviset taudinaiheuttajat N. meningitidis ja Neisseria gonorrheae.51, 54 Puolisynteettinen ADEP johdannaiset ovat tehokkaita vastaan Enterococcus faecalis, S. aureus ja S. pneumoniae hiiri ja rotta malleja kanssa aktiivisuus ylivoimainen linetsolidi,51 ja toimintaa vastaan MRSA hiiren periotinitis malli on parempi kuin vankomysiini.58 Erityisesti, kestävyys ADEPs kehittää taajuudella peräti 10-6 näissä bakteerilajien mutaatioista vähenevä funktio ClpP, joka on ei-välttämätön., Kuitenkin, käyttäen clpP mutanttien määrä väheni kunto etu, yhdistelmähoidot ADEP ja rifampisiinin on todettu täysin poistaa vankomysiinille resistentti MRSA-väestö in vitro.59

vielä lupaavampi on Adepsin kyky eliminoida persister-soluja.59 Conlon ym.59 ensimmäinen kuvattu tämän omaisuutta, kun ADEP tehokkaasti tappoi sekä stationäärifaasin S. aureus ja persister S. aureus jälkeen vasemmalle ciprofloxacin hoitoon. Tämä havainto on vaikutuksia käyttö ADEPs vastaan latentti tuberkuloosi-infektioiden aiheuttamat lääke-suvaitsevainen M. tuberculosis persisters., Tähän mennessä toimintaa vastaan M. tuberculosis persisters ei ole kuvattu, mutta ADEPs on osoitettu hidastaa kasvua M. tuberculosis-kun yhdistetään kaksi efflux-pumpun inhibiittorit, reserpiini ja verapamiili.39

Vaikka ADEPs ovat lupaavia johtaa huumeiden ehdokkaita, ne ovat epäsuotuisa farmakologiset ominaisuudet kuten huono vesiliukoisuus, nopea systeeminen puhdistuma ja kemiallinen epävakaus.51, 60 Seuraava löytö ADEPs’ vaikutustapa, lääkkeiden kemia SAR-ohjelma käynnistettiin Bayer AG, kehittää vakaampi ja voimakas johdannainen ADEP., Tätä työtä johti kehitystä ADEP4, erittäin voimakas ADEP1 johdannainen, jossa on kolme tärkeää muutokset: Phe on korvattu 3,5-difluorophenylalanine, joka on ajatellut muodossa H joukkovelkakirjojen ClpP, että asyyli polyeeni on korvata α,β-tyydyttymättömiä hexenoyl hännän parantaa vakautta ja N-MeAla on korvattu pipecolate, mikä lisää ADEP on jäykkyys.60 Adep4: n toimintaa paransi edelleen Carney et al.61 korvaamalla Ser kanssa Allo-Thr-ja Pip-4-MePip edelleen rigidify ADEP., Määrällisesti vety-deuterium valuuttakursseja käyttäen 1H NMR, rigidification ja ADEP-molekyylin oli osoittanut, vahvistaa transannular S joukkovelkakirjoja, mikä vähentää entrooppiset kustannuksia sitova ClpP. Carneyn ADEP-johdannaisella on 600-1200 kertaa suurempi teho kuin Adep1 grampositiivisia taudinaiheuttajia vastaan.61

Huolimatta lisääntynyt teho näistä ADEP johdannaiset, he silti vain rajoitettu aktiivisuus Gram-negatiivisia bakteereja ja ovat tehokkaasti poistaa solusta, jonka aktiivinen ulosvirtaus, erityisesti M. tuberkuloosi.,39, 62 Lukuisia muita synteettinen kemia toimia on tutkittu kuviot voittaa nämä rajoitukset, mutta useimmat ovat johtaneet siihen, vähentynyt aktiivisuus (Kuva 4c).54, 63, 64, 65, 66, 67 Koska intiimi sitova ADEP sen hydrofobinen tasku, tämä tulos on ehkä ennustettavissa ja viittaa siihen, että muutos on ADEP teline voi olla umpikujassa.

kaksi suuritehoista näyttöä on asennettu tunnistamaan uusia ClpP-aktivaattoreita.65, 68 molemmat tunnistivat E: n pienimolekyyliset aktivaattorit., coli ClpP käyttämällä in vitro-määritys mittaus-lisää fluoresenssin aiheuttamia pilkkominen fluoreseiini-isotiosyanaatti–kaseiini, malli, alustan ClpP. Ensimmäisessä, Leung et al.65 seulotaan 60 000 lääke-kuin synteettisiä kemikaaleja, tunnistaa viisi yhdisteitä kutsutaan ACP1–5 (Kuva 4a). Aktiivisin näistä yhdisteistä olivat 10-20-kertainen vähemmän voimakas kuin ADEP1 klo aktivoimalla ClpP ja näytetään vain vaatimaton antibakteerinen aktiivisuus vaikka läsnä permeabilizing aineita. Lavey ym.,68 sen sijaan seulotaan >20 450 sieni-ja bakteeri-otteita tai aineenvaihduntatuotteiden ja tunnistaa yhden ClpP aktivaattori, sclerotiamide (Kuva 4a). Tämä paraherquamide-liittyvät indolinone oli 73-kertaa heikompi kuin ADEP1 klo aktivoimalla EcClpP ja jättänyt estää kasvua efflux-puutteellinen E. coli tai Pseudomonas aeruginosa.

Huolimatta rajallinen tehokkuuksia Akt-maissa ja sclerotiamide, nämä tutkimukset tarjoavat uusia telineitä varten derivatization ja avaa oven tulevaisuuden tutkimuksia tunnistaa ClpP aktivaattoreita., Voisi kuvitella esimerkiksi vaihtoehtoisten aktivointisidoskohtien tunnistamista ClpP: stä. ClpP asetus ei koske vain ohjaus alustan merkintä pore laajentaa, kun AAA+ Atpaasi yhdistys, mutta myös muodostumista seriini katalyyttinen sivuston kautta oligomerization osaksi tetradecamers.69 Ehkä pieni molekyyli, joka aiheuttama aktiivisen muodostumisen säilyttäen ClpP kuin heptamer voisi mahdollistaa helpon pääsyn tämä aktiivinen sivusto, jonka mielivaltaisesta alustoille.,

AAA+ Atpaasi uncouplers kuin therapeutics

Kuten ClpP perustuu AAA+ ATPases valita ja kehittyä proteiini-substraatteja, hämminki nämä yhteistyökumppanit voivat myös vapauttaa ClpP proteolyyttisen järjestelmän. Tämä pätee erityisesti tuberkuloosiin, jossa ClpC1-ja ClpX-Atpaasit ovat välttämättömiä solujen elinkelpoisuuden kannalta.40, 41 Todellakin, kunkin kolmen yhdisteitä kohdistaminen ClpC1 ominaista tasalla löydettiin seulonta luonnollinen tuote otteita anti-M. tuberculosis-toimintaa., Ensimmäinen näistä löydetyistä on Syklomariini a (cymA), merellisen Streptomyces sp-bakteerin tuottama syklinen heptapeptidi. CNB-982 (Kuva 5a).70 Vaikka se oli kuvattu vuonna 1999 voimakas anti-inflammatorinen aine, jolla sytotoksisuus syöpäsoluja vastaan, se ei ollut vuoteen 2011 asti, että toimintaa vastaan M. tuberkuloosi oli havaittu luonnollinen tuotteen koko-cell-näyttö.71 ensimmäinen yritys tunnistaa cymA on molekyyli kohde, käänteinen genomiikka lähestymistapaa. Kuitenkin sen jälkeen, kun ei ole spontaania resistenttiä M., tuberkuloosi mutantteja voidaan periä takaisin, affiniteetti kromatografia oli sen sijaan käytetään osoittamaan, että cymA tavoitteet ClpC1, joilla on korkea spesifisyys. Myöhemmät co-crystalization of cymA kanssa ClpC1 on N-terminal domain havaittuja jäämiä tärkeää sitova, ja vaikka kyvyttömyys luoda spontaani resistenttejä mutantteja, sallittu luomiseen ClpC1 mutantteja antavat vastustuskykyä cymA.72

Vuonna 2014, ecumicin, on macrocyclic tridecapeptide alkaen Nonomuraea sp., Mjm5123, 73 ja lassomysiini, Lentzea kentuckyensis SP: n 16-memberinen lasso-peptidi.,74 eristettiin sekä seulomalla raakoja actinomycete-uutteita (Kuva 5a). N-terminaali verkkotunnuksen ClpC1 oli tunnistettu molekyyli tavoite näiden yhdisteiden käänteisellä genomiikka on spontaani resistenttejä mutantteja. Vaikka cymA, ecumicin ja lassomycin, joilla on yhteinen tavoite, rakenteelliset ominaisuudet ja asema mutaatiot aiheuttaisivat vastus kunkin yhdisteen ehdottaa, että jokainen sitoa hieman eri asentoon N-terminaali verkkotunnuksen ClpC1 (Kuva 5b)., Esimerkiksi, toisin kuin cymA ja ecumicin, lassomycin on erittäin basic, joka sisältää useita Arg jäämiä, ja satamassa on erittäin hapan alueella ClpC1.74

CymA, ecumicin ja lassomycin ovat kaikki bakterisidinen vastaan jäljittelevän M. tuberkuloosi, moniin muihin mykobakteeri-lajeja, ja monilääkeresistentti M. tuberkuloosi. Tärkeää on, että ne toimivat myös M. tuberkuloosin ilmoittamatta jättämistä vastaan. Sopusoinnussa puute olennaisuuden AAA+ ATPases, jokainen puuttuu toimintaa vastaan muut Gram-positiivisia ja Gram-negatiiviset lajit, kuten S. aureus ja P. aeruginosa., Tämä spesifisyys on hyötyä, koska ne eivät myöskään toimi ihmisen mikrobiotan vastaavia jäseniä vastaan.

jotta aiheuttaa solun kuoleman M. tuberkuloosi, ecumicin ja lassomycin näy edistää Atpaasi aktiivisuus, mutta irrota se proteiinin hajoamista.73, 74 tällä tavalla, hajoaminen luonnon alustoille on estetty ja johtaa niiden kertyminen ja myrkyllisyys, vastaavia toimia sekä ClpP-estäjät ja aktivaattoreita M. tuberkuloosi., Toisin kuin ecumicin ja lassomycin, cymA on ehdotettu lisätä proteiinin hajoamista, mistä on osoituksena lasku LeuAspAsp tripeptidin-merkitty vihreä fluoresoiva proteiini fluoresenssi suunnattu ClpC1 on inkubaation cymA.71 se on Kuitenkin mahdollista, että tämä lasku fluoresenssi on seurausta vihreä fluoresoiva proteiini kehittymässä, joita ClpC1 sijaan hajoaminen ja cymA voi siis olla sama irrottamista mekanismi kuin ecumicin ja lassomycin., Useat kysymykset jäävät vaille vastausta siitä, vaikutusmekanismi näitä lääkkeitä, mukaan lukien niiden vaikutuksia proteiinin kehittymässä ja miten Atpaasi aktiivisuus on kannustanut ja proteolyysi estyy, esimerkiksi estämällä vuorovaikutus ClpP1P2. Lisäksi luonnehdinta on edelleen käynnissä vielä toinen ClpC1 estäjä äskettäin löydetty, rufomycin analoginen RUF-I. 75

Huolimatta suhteellisen korkea teho cymA, ecumicin ja lassomycin vastaan M. tuberculosis -, optimointi farmakologisia ominaisuuksia ei tarvita., Esimerkiksi, cymA näyttelyitä maksapuhdistumaa ja lyhyt puoliintumisaika hiirillä, ja ecumicin on rajoitettu liukoisuus ja huono imeytyminen suolistosta.13, 73 viimeaikainen kokonaissynteesi ja käymisen optimointi voivat auttaa tässä kehityksessä.76, 77, 78,

Vaikka huumeita kohdistaminen ClpC1 ovat kiehtova mahdollisuus, anti-M. tuberkuloosi therapeutics, he eivät yleensä on bakterisidinen vaikutus muihin lajeihin kuin actinobacteria., Näillä lajeilla, jossa ClpP ja niihin liittyvät AAA+ ATPases ovat korvattavissa, on mahdollista, että kohdistaminen nämä ATPases olisi antivirulence kaltaisia vaikutuksia havaittu ClpP-estäjät. Tällaisen yhdisteen olisi kuitenkin todennäköisesti pystyttävä kohdentamaan Useita ATPase-kumppaneita, jotta sillä olisi yhtä laaja vaikutus kuin suorilla toimilla ClpP: hen. Näitä mahdollisia antivirulenssivaikutuksia ei ole tutkittu cyman, lassomysiinin tai ekumisiinin osalta.,

Saavuttaa spesifisyys

bakteeri proteolyyttiset komplekseja, mutta kaikki HslUV on ihmisen ortholog ja monet ovat itse asiassa intensiivisesti tutkittu mahdollisina syövän tavoitteita. Esimerkiksi mitokondrioiden proteaasien LONP1, ClpXP ja m-AAA (FtsH homolog) on tärkeä rooli laadunvalvonnassa mitokondrioissa, varsinkin hengitysteiden stressiä.79 Mutaatioita m-AAA ovat myös mukana spastinen paraplegia, perinnöllinen hermoston sairaus.80 sinänsä on tärkeää, että mikrobilääkkeet voivat kohdistaa niiden bakteerien homologia erityisesti.,

Jos proteaasinestäjät pyrkivät toimimaan itsemurhasubstraatteina, spesifisyyden saavuttaminen voi olla haastavaa konservoitujen katalyyttisten mekanismien vuoksi. Spesifisyyden puutetta onkin havaittu pyrittäessä kehittämään sekä prokaryoottisen proteasomin että bakteeriperäisen Lon-proteaasin estäjiä. Prokaryoottinen proteasomin M. tuberkuloosi tekee lupaava kohde esto, koska se on tarpeeton kasvua in vitro, mutta se on välttämätöntä selviytymisen typpioksidin stress81 ja pysyvyys hiirillä.,62, 82 Monet on yritetty kehittää lääke vastaan mykobakteeri-proteasomi, yleensä peptidyl epoxyketones, aldehydejä tai boronates, mutta useimmat estävät nisäkkäiden proteasomin enemmän voimakkaasti kuin M. tuberculosis.83 selektiivisyys ei kuitenkaan ole ennenkuulumatonta, kuten oksatiatsoli-2-oniyhdisteiden GL5 ja HT1171 löytyminen osoittaa (kuva 6). Nämä yhdisteet ovat bakteereja vastaan ei-jäljittelevän M., tuberkuloosia hoidettiin subinhibitory taso typpihapon oxide21 ja ovat >1000-kertainen toimintaa vastaan mykobakteeri yli ihmisen proteasomien. Spesifisyyden uskotaan johtuvan lääkkeen vuorovaikutuksesta aktiivisen kohdan ulkopuolella olevien jäämien kanssa, joita ei ole säilytetty nisäkkäiden proteasomeissa.21

Lon tekee myös lupaava kohde, koska se on ollut mukana biofilmin muodostumista, liikkuvuutta ja paineensietokyky, ja mutantit on osoitettu vähentää kolonisaatio ja virulenssi Salmonella enterica serovariantti Typhimurium, Actinobacillus pleuropneuoniae, Vibrio kolera ja P. aeruginosa.84, 85, 86, 87 vain vaivaa päivämäärä tunnistaa bakteeri-Lon-estäjät, proteasomin estäjät seulottiin in vitro-ja peptidyl boronate MG262 oli tunnistettu.,18 kuitenkin, tämä yhdiste on vielä 2000-kertainen tehokkaampi vastaan 20s proteasomi.18 Kuten oxathiazole-2-yhdisteitä, hyödyntää jäämiä erilaisten ihmisten homologeista, jotka on todennäköisesti tarpeen kehittää erittäin erityinen Lon-estäjä.

Spesifisyys voi myös saavuttaa siirtämällä ulkopuolella katalyyttisesti aktiivinen sivusto sitova sivustoja, jotka hämmentää proteaasi-toiminto, mutta ovat huonosti säilyneitä ihmisen ja bakteerien orthologs. ADEPs osoittaa osuvasti tämän lähestymistavan mahdollisuudet., Vaikka niitä ei ole suoraan testattu ihmisen ClpP (hClpP), ADEPs ovat myrkyttömiä ihmisen soluja enintään 25 µg ml−1, mikä viittaa siihen, että he ovat köyhiä, jos mitään, affiniteetti ihmisen entsyymi.58 E. colin (EcClpP) ja hClpP: n rakenteellinen vertailu tukee tätä käsitystä. Niiden runkorakenne on suurelta osin säilytetty, ja niiden juurikeskipoikkeama on 0.,63 Å;88 kuitenkin, tarkastus hydrofobinen tasku käytetään ADEP sitova osoittaa, että hClpP on useita vaihtoja vähentämällä sen hydrofobisuus (Asn55Pro, His60Tyr ja His112Phe) sekä vastaava inversio (Glu56Lys) klo distaalinen osa telakka ura. Se on varsin mahdollista, että nämä muutokset estävät ADEP sitova hClpP. On huomattava, kuitenkin, että EcClpX, vaikka ei EcClpA, voi aktivoida hClpP.88 joka tapauksessa, etsivät huumeita sitova vähemmän säilytetty sääntely-sivustot voi olla avain löytää erittäin erityisiä bakteerilääkkeet.