УДК 577.322
Г. П. ВОЛИНЕЦЬ, В. Г. БДЖОЛА, О. П. КУХАРЕНКО, С. М. ЯРМОЛЮК
IN SILICO ДИЗАЙН ТА БІОХІМІЧНЕ ТЕСТУВАННЯ НИЗЬКОМОЛЕКУЛЯРНИХ ІНГІБІТОРІВ ПРОТЕЇНКІНАЗИ ASK1
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Київ;
Протеїнкіназа ASK1 (Apoptosis signal-regulating kinase 1) відіграє важливу роль у процесах диференціювання, старіння і апоптозу клітин. Підвищена активність ASK1 пов’язана з розвитком багатьох патологій. Інгібітори ASK1 можуть бути терапевтичними засобами для лікування низки нейродегенеративних, серцево-судинних хвороб та фіброзної гістіоцитоми. Однак, дотепер офіційно не опубліковано жодних результатів про успіхи пошуків синтетичних інгібіторів, які б мали високу активність та специфічність стосовно ASK1.
Робота присвячена пошуку інгібіторів ASK1 за допомогою методів комп’ютерного моделювання та біохімічного тестування.
На початковому етапі дизайну інгібіторів ASK1 було здійснено рецепторно-орієнтований віртуальний скринінг бібліотеки низькомолекулярних органічних сполук, яка налічувала 164 840 хімічних сполук. На основі показників енергії утворення комплексів низькомолекулярних сполук із ензимом, що були розраховані пакетом програм DOCK 4.0 та в результаті оцінки формування водневих зв’язків із амінокислотними залишками АТФ-зв’язувального сайту протеїнкінази ASK1 для тестування in vitro було відібрано 197 сполук різних класів. Серед них було виявлено три активні сполуки – похідні 2-тіоксо-тіазолідин-4-ону. Найбільш активна сполука мала ІС50 2 ?M. Потім був проведений віртуальний скринінг бібліотеки похідних 2-тіоксо-тіазолідин-4-ону, яка нараховувала 8425 сполук. Для біохімічного тестування були відібрані 20 сполук. Найбільш активна сполука мала Кі 250 nM і демонструвала АТФ-конкурентний тип інгібування. Селективність даної сполуки була перевірена in vitro на кіназах FGFR1, CK2, JNK3, c-Met, Aurora A, ROCK та Tie2.
У процесі аналізу взаємодії сполук із амінокислотними залишками протеїнкінази ASK1 методами комп’ютерного моделювання було встановлено, що сполуки досліджуваного класу мають хорошу стеричну комплементарність із АТФ-зв’язувальною кишенею ензиму. Перевагою типу зв’язування найбільш активної сполуки у порівнянні з іншими 19 тестованими є одночасна взаємодія із шарнірною ділянкою протеїнкінази, що з’єднує субдомени каталітичної субодиниці ASK1, та фосфат-зв’язуючим регіоном АТФ-акцепторного сайту ASK1.
Отримані результати можуть бути використані для подальшої оптимізації інгібіторів з метою покращення активності та селективності інгібування протеїнкінази ASK1.