ВВЕДЕНИЕХромогенные субстраты ферментов часто используются для определения активностей последних с помощью фотометрических методов [1,2]. Так как данные методы широко применяются в научных исследованиях, клинической диагностике, при проведении анализов в биотехнологической промышленности, экологии и иных областях для выявления ферментов и оценки их активности, потребности в специфичных хромогенных субстратах весьма высоки, и многие из этих субстратов есть в каталогах зарубежных компаний -производителей и поставщиков реактивов.Тромбин, он же фактор свёртывания II, играет одну из ключевых ролей в процессе свёртывания крови. Нарушения процесса свёртывания, вызывающие усиленную активацию тромбина, приводят к тромбозам и являются одними из основных причин развития сердечно-сосудистых заболеваний, нарушения кровообращения и кровоснабжения органов и тканей [3][4][5]. Связь серьезных патологий с нарушением регуляции активности тромбина требует контроля активности этого фермента. Медикаментозная регуляция повышенной свёртываемости крови также должна сопровождаться контролем активности тромбина, поскольку длительное и излишнее снижение её может привести к опасным для жизни кровотечениям [5]. Помимо этого, разработка новых лекарственных средств, регулирующих активность тромбина, сопровождается исследованием их воздействия на кинетические параметры катализируемых тромбином реакций. Потребность в субстратах тромбина, позволяющих просто, надежно и в условиях прямой регистрации во времени определять активность этого фермента, привела к разработке ряда коротких пептидов, модифицированных по С-концевой карбоксильной группе остатками хромофора (п-нитроанилина) или флуорофора (7-амино-4-метилкумарина) [6,7]. п-Нитроанилидные субстраты ранее получали путём присоединения хромофора непосредственно к готовому пептиду либо к С-концевой аминокислоте в растворе [2,[8][9][10], однако разработаны и более удобные так называемые one-pot способы синтеза п-нитроанилидов пептидов на твёрдой фазе. В ряде способов аминокислотный остаток присоединяется к смоле за функциональную группу в боковой цепи [9][10][11]. Это требует обязательного наличия таких остатков вблизи С-конца пептида и использования особым образом функционализированных смол, обычно не применяемых в пептидном синтезе [11,12], что весьма неудобно и непрактично. Использование связанного со смолой п-фенилендиамина позволило проводить наращивание на нём пептидной цепи с помощью стандартных методик твердофазного пептидного синтеза с последующим окислением остатка п-аминоанилида (рАА) до п-нитроанилида (pNA) в отщепленных пептидах, однако применяемые смолы подвергались дополнительным модификациям для обеспечения возможности присоединения п-фенилендиамина [13,14]. Наиболее удобным оказался способ с модификацией остатком п-фенилендиамина смолы с легко замещаемым атомом хлора (тритилхлоридной или 2-хлортритилхлоридной, обычно используемых для синтеза защищенных пептидов) с последующим наращиванием на нём пептидной цепи с помощью Fmoc-аминокислот и мягким окислением остатка п-аминоанилида до п...
1Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 8; тел.: 8(499)246-33-75, 8(926) 384-04-99; эл. почта: sofa_kuznetsova@mail.ru 2 Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова, 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1, стр. 5.Кноттины из семян растений, в основном семейства тыквенных, и ингибитор трипсина из семян подсолнечника (SFTI 1) являются самыми низкомолекулярными каноническими пептидными ингибиторами сериновых протеаз. Высокая эффективность ингибирования ряда сериновых протеаз, жесткость структуры при возможности ограниченных вариций аминокислотной последовательности, высокая химическая стабильность, отсутствие токсических свойств, возможность получения химическим синтезом и продукции в системах гетерологической экспрессии делают указанные природные ингибиторы привлекательным шаблоном для дизайна новых соединений -регуляторов активностей терапевтически значимых сериновых протеаз, а разработку таких соединений -перспективным направлением исследований. В данном обзоре рассмотрены особенности структуры этих ингибиторов, их свойства, способы получения и дизайна новых аналогов. Приведены примеры успешного использования природных ингибиторов сериновых протеаз семейства кноттинов и SFTI 1 в качестве шаблонов для дизайна высокоспецифичных ингибиторов ряда протеаз.Ключевые слова: сериновые протеазы, ингибиторы, кноттины, дизайн пептидных ингибиторов протеаз DOI 10.18097/PBMC20166204353 * -адресат для переписки комплементарностью к субстрат-связывающим участкам активных центров ферментов за счёт пространственного соответствия и нековалентных взаимодействий между группами атомов ингибитора и фермента. Для ряда терапевтически значимых сериновых протеаз разработаны селективные или относительно селективные (действующие на группу ферментов со сходной специфичностью) ингибиторы, большинство которых представляет собой низкомолекулярные соединения, получаемые химическим синтезом [16,[21][22][23]. Однако, такие ингибиторы обладают выраженной токсичностью, могут приводить к возникновению печёночной и почечной недостаточности, проявляют и другие побочные эффекты. В частности, боцепревир и телапревир, ингибиторы протеазы вируса гепатита С (КФ 3.4.21.98), недавно зарегистрированные в качестве лекарственных препаратов, на стадии клинических испытаний вызывали серьёзные побочные эффекты, вплоть до смерти пациентов [23].В процессе поиска менее токсичных ингибиторов протеаз исследователи обращают внимание на природные пептидные ингибиторы, например, на циклические и квазициклические пептидные ингибиторы из семян растений. Эти ингибиторы состоят из остатков природных аминокислот, которые претерпевают превращения в естественных метаболических путях организма, не вызывают индукции ферментов метаболизма ксенобиотиков и не воздействуют на выделительные системы, что объясняет их меньшую токсичность, а также меньший риск возникновения побочных эффектов по сравнению с низкомолекулярными синтетическими соединениями. Среди дру...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.