Nové inhibitory HIV proteasy: návrh, synthesa a testování aktivity

Abstract

HIV proteasa zůstává jedním z hlavních terapeutických cílů při léčbě HIV. V současné době je na trhu 9 schválených inhibitorů HIV proteasy. Nicméně, díky vysoké chybovosti reversní transkriptasy byla vůči každému z nich již popsána rezistence. Právě proto hledání nového inhibitoru s rozdílným vazebným modem je stále aktuálním tématem. Nový typ proteasových inhibitorů (1, 4-benzodiazepinové analogy) byl nedávno objeven v naší laboratoři. Tato nová skupina látek je velice aktivní (Ki v řádech 10-9 ), ale zároveň má několik nežádoucích vlastností, mezi které patří například špatná rozpustnost, či velké množství stereogenních center. Hlavním úkolem této práce bylo pokusit se připravit rozpustnější sloučeninu s menším počtem možných stereoisomerů, enzymologicky charakterizovat její vazbu na přirozenou a mutantní proteasu z viru HIV a určit její strukturu v komplexu s tímto enzymem. Malá knihovna 1, 4-benzodiazepinových inhibitorů byla připravena a plně charakterizována pomocí NMR spektroskopie a hmotnostní spektrometrie. Počet stereogenních center byl úspěšně zredukován ze 4 na 2 bez jakékoliv ztráty aktivity. Zvýšení rozpustnosti vedlo vždy zároveň i ke snížení aktivity. Všechny strukturní a kinetické studie byly prováděny s nejaktivnějším inhibitorem, který byl ale omezeně rozpustný. Byl určen...

More than 20 years after its discovery HIV protease still remains one of the primary targets in HIV treatment. Currently there are 9 approved protease inhibitors on the market. However, due to immense replication rate and the high error prone nature of reverse transcriptase, resistance to each of them has already been described. Therefore, the search for new protease inhibitors with different binding mode is still active. A novel type of protease inhibitors (1, 4-benzodiazepine analogs) was recently discovered in our laboratory. Even though this new class of inhibitors is highly potent (Ki' in range of 10-9 ), it also has several undesirable qualities, such as low solubility and a high number of stereogenic centers. Primary objective of this study was to try to prepare more soluble compounds with lower number of possible stereoisomers, enzymologically characterize its binding to the wild-type and mutated HIV protease and to determine its structure in the complex with the enzyme. A small library of 1, 4-benzodiazepine inhibitors of HIV protease was synthesized and fully characterized using NMR spectroscopy and mass spectroscopy. The number of stereogenic centers was successfully reduced from 4 to 2 without loosing activity of the inhibitor. The improvement in solubility was always associated with a...