Staurosporin

Staurosporin
Staurosporin
Kémiai vegyület
IUPAC ( 9S,10R,11R,13R )-2,3,10,11,12,13-hexahidro -10-metoxi-9 -
metil-11-(metil-amino)-9,13-epoxi - 1H
, 9H- diindolo[1,2,3-gh:3',2',1'-lm]pirrolo[3,4-j][1,7] benzodiazonin-1-on
Bruttó képlet C28H26N4O3 _ _ _ _ _ _ _
Moláris tömeg 466.541
CAS
PubChem
gyógyszerbank
Összetett
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A staurosporin (AM-2282 antibiotikum vagy STS) természetes eredetű szerves anyag, egy antibiotikum, amelyet először 1977-ben nyertek a Streptomyces staurosporeus baktériumból [1] . A staurosporin volt az első a több mint 50 hasonló szerkezetű alkaloid közül, beleértve a bisz-indolt is. A röntgenanalízis kimutatta a bakteriális termék abszolút sztereospecifitását [2] .

Kimutatták, hogy a staurosporinnak széles körű biológiai hatása van: a gombaellenestől a vérnyomáscsökkentőig [3] .

Biológiai aktivitás

A staurosporin fő biológiai aktivitása a protein kináz gátlása azáltal, hogy megakadályozza az ATP enzimhez való kötődését. Ez annak köszönhető, hogy a sztaurosporin nagy affinitással rendelkezik a protein-kináz ATP-kötő helyéhez. Így a straurosporin az ATP tipikus kompetitív inhibitora, mivel számos protein kinázt gátol, de alacsony szelektivitással [4] . A szerkezeti elemzés kimutatta, hogy a sztaurosporinnal való kölcsönhatás a protein kinázok ATP-kötő helyének fő leginkább konzervált csoportjait érinti, ami megmagyarázza az antibiotikum-szelektivitás hiányát [5] . A staurosporin specifitásának hiánya a különböző protein kinázok tekintetében nem teszi lehetővé klinikai alkalmazását, ezért elsősorban biológiai kutatásokban használják.

A staurosporin apoptózist indukál , de ennek mechanizmusa nem világos. Csak az ismeretes, hogy a reagens a kaszpáz 3 aktiválása miatt képes apoptózist indukálni [6] . Alacsonyabb koncentrációkban a staurosporin sejtciklus-leállást vált ki a G 1 vagy G 2 fázisban [7] .

Kémiai leírás

A staurosporin az indolokarbazolok közé tartozik, és az indolo-(2,3-a)-karbazolok legnagyobb csoportjába, valamint az indolo-(2,3-a)-pirrol-(3,4-c)-karbazolok alcsoportjába tartozik. . Ebbe az alcsoportba tartoznak a halogénezett (klórozott) és nem halogénezett indolo-(2,3-a)-pirrol-(3,4-c)-karbazolok. A halogénezett indolo-(2,3-a)-pirrol-(3,4-c)-karbazolok oxidált C-7-et tartalmaznak, és csak egy indol-nitrogén tartalmaz β-glikozidkötést, míg a nem halogénezett indolo-(2,3- a) A -pirrol-(3,4-c)-karbazolok redukált C-7-et tartalmaznak, és mindkét indol-nitrogén glikozilezett. A sztaurosporin a nem halogénezett alcsoportba tartozik [8] .

A sztaurosporin a protein kináz inhibitor midostaurin (PKC412) prekurzora [9] [10] .

Bioszintézis

A sztaurosporin bioszintézise az L-triptofánnal kezdődik, az utóbbi ikerionos formájában. A triptofánt a bakteriális StaO enzim iminné alakítja, amely egy L-aminosav-oxidáz, és valószínűleg FAD-függő. A StaD hatására az imin karakterizálatlan intermedierré, feltehetően két imin dimerizációs termékévé alakul. Az intermedier vegyületből a VioE hatására kromopirrolinsav képződik. Az aril-aril kapcsolatot valószínűleg a citokróm P 450 valósítja meg aromás gyűrűrendszer kialakításával [8] .

A két indol-nitrogén közötti nukleofil támadás ciklizációhoz, majd a StaC általi dekarboxilációhoz vezet, és staurosporin-glikont (ún. K252c-t) képez. A glükóz , amelyet StaA/B/E/J/I/K enzimek NTP-L-risztoaminná alakítanak át, a StaG által a staurosporin-glikonhoz kötődik az egyik indol nitrogén pozícióban. A StaN átirányítja a cukormaradékot azáltal, hogy megtámadja a 2. indol nitrogénjét kedvezőtlen konformációban, és O-demetil-N-demetil-staurosporint képez. Az utolsó lépésben a 4'-helyzetben lévő amin StaMA-val történő O-metilezése és a 3'-hidroxilcsoport StaMB-val történő N-metilezése staurosporin képződéséhez vezet [8] .

Jegyzetek

  1. Omura S, Iwai Y, Hirano A, Nakagawa A, Awaya J, Tsuchiya H, Takahashi Y, Masuma R (1977). "A Streptomyces eredetű új AM-2282 alkaloid taxonómiája, fermentációja, izolálása és előzetes jellemzése." J. Antibiot . 30 (4): 275-282. DOI : 10.7164/antibiotikum.30.275 . PMID  863788 .
  2. Funato N, Takayanagi H, Konda Y, Toda Y, Harigaya Y, Omura S (1994). „A staurosporin abszolút konfigurációja röntgenanalízissel”. Tetrahedron Lett . 35 (8): 1251-1254. DOI : 10.1016/0040-4039(94)88036-0 .
  3. [1] Archiválva : 2016. március 7., a Wayback Machine Rüegg UT, Burgess GM. (1989) Staurosporine, K-252 és UCN-01: a protein kinázok erős, de nem specifikus inhibitorai. Trends in Pharmacological Science 10(6): 218-220.
  4. Karaman MW, Herrgard S, Treiber DK, Gallant P, Atteridge CE, Campbell BT, Chan KW, Ciceri P, Davis MI, Edeen PT, Faraoni R, Floyd M, Hunt JP, Lockhart DJ, Milanov ZV, Morrison MJ, Pallares G, Patel HK, Pritchard S, Wodicka LM, Zarinkar PP (2008). "A kináz inhibitor szelektivitás kvantitatív elemzése." Nat. Biotechnol . 26 (1): 127-132. DOI : 10.1038/nbt1358 . PMID  18183025 . S2CID  205273598 .
  5. Tanramluk D, Schreyer A, Pitt WR, Blundell TL (2009). „Az enzimgátló-szelektivitás és a promiszkuitás eredetéről: esettanulmány a protein-kináz staurosporinhoz való kötődéséről ” Chem. Biol. DrugDes . 74 (1): 16-24. DOI : 10.1111/j.1747-0285.2009.00832.x . PMC2737611  _ _ PMID  19519740 .
  6. Chae HJ, Kang JS, Byun JO, Han KS, Kim DU, Oh SM, Kim HM, Chae SW, Kim HR (2000). „A staurosporin által kiváltott apoptózis molekuláris mechanizmusa oszteoblasztokban”. gyógyszerészeti kutatás . 42 (4): 373-381. DOI : 10.1006/phs.2000.0700 . PMID  10987998 .
  7. Bruno S, Ardelt B, Skierski JS, Traganos F, Darzynkiewicz Z (1992). "A staurosporin, a protein kinázok gátló hatása a normál és leukémiás limfociták sejtciklusára és kromatin szerkezetére." Cancer Res . 52 (2): 470-473. PMID  1728418 .
  8. 1 2 3 Ryan KS. Rebeccamicin, staurosporin és violacein bioszintetikus enzimek szerkezeti vizsgálatai . Ph.D. szakdolgozat . Massachusetts Institute of Technology. Az eredetiből archiválva : 2012. március 14.
  9. Midostaurin archiválva 2014. szeptember 1. a Wayback Machine termékoldalán, Fermentek
  10. Wang, Y; Yin, OQ; Grafikon, P; Kisicki, JC; Schran, H (2008). „A midostaurin dózis- és időfüggő farmakokinetikája diabetes mellitusban szenvedő betegeknél” . J Clinic Pharmacol . 48 (6): 763-775. DOI : 10.1177/0091270008318006 . PMID  18508951 . S2CID  26657407 .