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Mensa und Mathetower im Sonnenuntergang © Roland Baege​/​TU Dortmund

Erfolgreiche Werkzeuge – kovalent-allosterische Inhibitoren zeigen Akt-Isoform-Selektivität

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  • Neues aus der Fakultät 2019
Grafische Illustration © CCB​/​TU Dortmund
Die Arbeitsgruppe um Prof. Rauh beschreibt in neuer Studie [1] die Verwendung von kovalent-allosterischen Liganden als Werkzeuge für eine selektive und irreversible Inhibition von Isoformen der Protein Kinase Akt, welche eine entscheidende Rolle in der Entstehung von Krebs tragen. Die Ent­wick­lung solcher hoch-selektiven Wirk­stof­fe stellt eine große Herausforderung in der pharmazeutischen Forschung dar und verdeutlicht das Potenzial dieses chemisch-biologischen Ansatzes neue therapeutische Vorteile identifizieren zu können.

In der Arbeit präsentieren die Autoren, dass durch gezielte Einführung und Orientierung von kleinen Substituenten, an die pharmaklogisch vorteilhaften kovalent-allosterischen Inhibitoren, die Selektivität hinsichtlich der adressierten Akt-Isoformen beeinflusst werden kann. Ein detaillierter strukturbasierter Ansatz leitete Design und Ent­wick­lung der Liganden hin zu idealen Eigenschaften, um die einzelnen hoch-konservierten Bindungstaschen dieser Kinasen selektiv zu adressieren. In Folgeexperimenten konnte die kovalente Modifikation mittels Massenspektrometrie für Akt1 und erstmalig für Akt2 bestätigt sowie biochemische und kinetische Eigenschaften in Aktivitätsassays ergründet werden. Anhand von Röntgen-Strukturanalyse konnten Proteinkristalle der Moleküle in Komplex mit Akt1 gelöst werden, welches zu neuen Einblicken der Bindungsmodi auf atomarer Ebene verhalf. Selbst in komplexen zel­lu­lä­ren Systemen konnte ein Erhalt des Selektivitätsprofils dieser kovalent-allosterischen Liganden gezeigt werden.

Diese Ergebnisse können anregen, strukturelle Unterschiede in Isoformen und homologen Proteinen tiefgehender zu untersuchen, und verdeutlichen das Potenzial, welches letztlich in eine erfolgreiche Ent­wick­lung von selektiven funktionellen Mo­le­kü­len resultieren kann.

 

[1] Quambusch, L., Landel, I., Depta, L., Weisner, J., Uhlenbrock, N., Müller, M. P., Glanemann, F., Althoff, K., Siveke, J. T. and Rauh, D. (2019), Covalent‐Allosteric Inhibitors to Achieve Akt Isoform‐Selectivity. Angew. Chem. Int. Ed. Accepted Author Manuscript. doi:10.1002/anie.201909857.

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