Exploiting new approaches for selective inhibition of trypsins
开发选择性抑制胰蛋白酶的新方法
基本信息
- 批准号:10338695
- 负责人:
- 金额:$ 30.14万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-01-01 至 2025-11-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Active SitesAffinityAllosteric RegulationAllosteric SiteBindingBinding ProteinsBiochemicalBiologicalBiological ModelsBiological ProcessCalibrationCatalysisComputer AnalysisDataDevelopmentDimerizationDirected Molecular EvolutionDiseaseDisease modelEngineeringEnzymesFamilyFutureGenerationsGoalsHeterogeneityHumanIndividualInternationalLibrariesLigandsMachine LearningMalignant NeoplasmsMapsMediatingMedicalMembrane ProteinsMethodologyMethodsMolecularMolecular ConformationMutationNaturePancreatitisPathologicPathologyPeptide HydrolasesPeptidesPharmaceutical PreparationsPharmacologyPlayPolyvalencePositioning AttributePre-Clinical ModelProcessProtease InhibitorProtein IsoformsProteinsProteomePublishingRegulationRoleSerine ProteaseShapesSpecificityStructureSurfaceSystemTherapeuticTherapeutic AgentsTrypsinTrypsin InhibitorsValidationX-Ray CrystallographyYeastsbasecombinatorialdesigndimerin silicoinhibitorinhibitor therapyinnovationinsightlead optimizationmesotrypsinmolecular dynamicsmolecular modelingmolecular recognitionnext generation sequencingnovelnovel strategiesnovel therapeuticsprotein complexprotein protein interactionscreeningtherapeutic targettooltrypsin-like serine proteasevirtual screening
项目摘要
PROJECT SUMMARY/ABSTRACT
The human trypsin isoforms, trypsin 1, trypsin 2, and mesotrypsin, are proteases that have been implicated in
disease processes in cancer and pancreatitis, and may offer viable therapeutic targets. Trypsins belong to a
large family of trypsin-like enzymes with similar active site topology, and hence existing inhibitors lack
selectivity. There is a need for selective trypsin inhibitors and isoform-selective trypsin inhibitors as
pharmacological tools to better define the functions of these individual enzymes in disease, and to evaluate
trypsin inhibition as a therapeutic strategy in preclinical models of disease. In this project, we will take a
multipronged approach to develop new strategies for potent and selective inhibition of each of the human
trypsin isoforms. (1) Our preliminary data reveal a previously unsuspected auto-inhibited conformation of
mesotrypsin with a ligand-targetable allosteric site that may be exploited for inhibitory effect. We will use high-
throughput virtual screening and structure-based hit-to-lead optimization to develop potent and selective
allosteric inhibitors of mesotrypsin. We will also use structural and molecular dynamics analyses to evaluate
whether similar strategies may hold potential for trypsins 1 and 2. (2) Our published studies have shown that
Kunitz domains can be engineered to create more selective protein-based inhibitors of trypsin-like proteases
by using a yeast surface display (YSD) platform for directed evolution. To enable further optimization of such
inhibitors, we seek to generate comprehensive maps of the binding specificity landscapes that can, for any
possible combination of mutations within an inhibitor, predict the consequences on inhibitor affinity and
specificity toward a set of target proteases. We will accomplish this task by integrating YSD combinatorial
library screening with next-generation sequencing (NGS), machine-learning (ML) approaches, and
experimental calibration to enable quantitative prediction of the impact of multiple potentially interacting
mutations of an inhibitor. These data will enable us to identify the most potent and selective Kunitz domains
that can be achieved for targeting each of the human trypsins. (3) Our preliminary data demonstrate an
enhancement of trypsin affinity by bivalent inhibitors capable of binding simultaneously to two molecules of
mesotrypsin. Here, we will dissect the mechanisms responsible for these affinity enhancements and design
strategies to exploit this information toward development of more potent and selective polyvalent trypsin
inhibitors. In addition to developing three complementary strategies, each of which has high potential to
produce the desired selective inhibitors of human trypsins, our project will provide broader insights that can aid
future development of inhibitors for many other important trypsin-like proteases. Finally, the novel methodology
developed here for mapping protein-protein interaction (PPI) affinity and specificity landscapes will be of broad
utility for characterizing the sequence and structural constraints governing affinity and selectivity of functional
protein interactions in many other diverse systems.
项目概要/摘要
人类胰蛋白酶异构体、胰蛋白酶 1、胰蛋白酶 2 和中胰蛋白酶是与胰蛋白酶相关的蛋白酶。
癌症和胰腺炎的疾病过程,并可能提供可行的治疗靶点。胰蛋白酶属于
胰蛋白酶样酶大家族具有相似的活性位点拓扑结构,因此现有的抑制剂缺乏
选择性。需要选择性胰蛋白酶抑制剂和异构体选择性胰蛋白酶抑制剂,因为
药理学工具可以更好地定义这些单独的酶在疾病中的功能,并评估
胰蛋白酶抑制作为临床前疾病模型的治疗策略。在这个项目中,我们将采取
多管齐下的方法来开发有效和选择性抑制每个人类的新策略
胰蛋白酶同种型。 (1) 我们的初步数据揭示了之前未曾怀疑的自抑制构象
具有可用于抑制作用的配体可靶向变构位点的胰岛胰蛋白酶。我们将使用高
吞吐量虚拟筛选和基于结构的命中到先导化合物优化,以开发有效和选择性的药物
中胰蛋白酶的变构抑制剂。我们还将使用结构和分子动力学分析来评估
类似的策略是否对胰蛋白酶 1 和 2 具有潜力。(2) 我们发表的研究表明
Kunitz 结构域可以被设计为创建更具选择性的基于蛋白质的胰蛋白酶样蛋白酶抑制剂
通过使用酵母表面展示(YSD)平台进行定向进化。为了进一步优化此类
抑制剂,我们寻求生成结合特异性景观的综合图谱,可以针对任何
抑制剂内可能的突变组合,预测对抑制剂亲和力的影响以及
对一组目标蛋白酶的特异性。我们将通过整合YSD组合来完成这项任务
使用下一代测序 (NGS)、机器学习 (ML) 方法进行文库筛选,以及
实验校准能够定量预测多种潜在相互作用的影响
抑制剂的突变。这些数据将使我们能够识别最有效和最具选择性的 Kunitz 域
针对每种人类胰蛋白酶都可以实现这一目标。 (3) 我们的初步数据表明
通过能够同时结合两个胰蛋白酶分子的二价抑制剂增强胰蛋白酶亲和力
中胰蛋白酶。在这里,我们将剖析负责这些亲和力增强和设计的机制
利用这些信息来开发更有效和更具选择性的多价胰蛋白酶的策略
抑制剂。除了制定三种互补策略外,每一种策略都具有很大的潜力
生产所需的人类胰蛋白酶选择性抑制剂,我们的项目将提供更广泛的见解,可以帮助
未来开发许多其他重要的胰蛋白酶样蛋白酶的抑制剂。最后,新颖的方法论
这里开发的用于绘制蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 亲和力和特异性景观的技术将具有广泛的应用
用于表征控制功能亲和力和选择性的序列和结构约束的实用程序
许多其他不同系统中的蛋白质相互作用。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Evette S Radisky其他文献
Evette S Radisky的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Evette S Radisky', 18)}}的其他基金
Exploiting new approaches for selective inhibition of trypsins
开发选择性抑制胰蛋白酶的新方法
- 批准号:
10542402 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Engineering tissue inhibitor of metalloproteinases-2 (TIMP-2) for triple negative breast cancer therapy
用于三阴性乳腺癌治疗的工程组织金属蛋白酶-2 (TIMP-2) 抑制剂
- 批准号:
10177669 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Engineering tissue inhibitor of metalloproteinases-2 (TIMP-2) for triple negative breast cancer therapy
用于三阴性乳腺癌治疗的工程组织金属蛋白酶-2 (TIMP-2) 抑制剂
- 批准号:
10357957 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Engineering tissue inhibitor of metalloproteinases-2 (TIMP-2) for triple negative breast cancer therapy
用于三阴性乳腺癌治疗的工程组织金属蛋白酶-2 (TIMP-2) 抑制剂
- 批准号:
10559719 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Engineering selective inhibition of metalloproteinases by tissue inhibitors of metalloproteinases (R01 GM132100 RESUB - *TIMPs)
通过金属蛋白酶组织抑制剂对金属蛋白酶进行工程选择性抑制(R01 GM132100 RESUB - *TIMP)
- 批准号:
10545017 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Engineering selective inhibition of metalloproteinases by tissue inhibitors of metalloproteinases (R01 GM132100 RESUB - *TIMPs)
通过金属蛋白酶组织抑制剂对金属蛋白酶进行工程选择性抑制(R01 GM132100 RESUB - *TIMP)
- 批准号:
10319170 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Inhibiting serine protease-induced prostate cancer progression
抑制丝氨酸蛋白酶诱导的前列腺癌进展
- 批准号:
8634737 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Inhibiting serine protease-induced prostate cancer progression
抑制丝氨酸蛋白酶诱导的前列腺癌进展
- 批准号:
9257188 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Inhibiting serine protease-induced prostate cancer progression
抑制丝氨酸蛋白酶诱导的前列腺癌进展
- 批准号:
9020758 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Defining SPINK1 as a tumor driver and therapeutic target in ovarian cancer
将 SPINK1 定义为卵巢癌的肿瘤驱动因素和治疗靶点
- 批准号:
8685917 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
相似国自然基金
抗原非特异性B细胞进入生发中心并实现亲和力成熟的潜力与调控机制
- 批准号:32370941
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
面向免疫疗法标志物识别的基于多特征融合的肽与MHC亲和力预测研究
- 批准号:62302277
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于胞内蛋白亲和力标记策略进行新型抗类风湿性关节炎的选择性OGG1小分子抑制剂的发现
- 批准号:82304698
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
DNA四面体限域辅助的高亲和力铅笔芯微电极用于早期癌症精准诊断研究
- 批准号:22304062
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于计算生物学技术小分子农兽药残留物驼源单域抗体虚拟筛选与亲和力成熟 -以内蒙古阿拉善双峰驼为例
- 批准号:32360190
- 批准年份:2023
- 资助金额:34 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似海外基金
Exploiting new approaches for selective inhibition of trypsins
开发选择性抑制胰蛋白酶的新方法
- 批准号:
10542402 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Structural and Dynamic Mechanisms in Classical Protein Allostery
经典蛋白质变构的结构和动力学机制
- 批准号:
10021672 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Structural and Dynamic Mechanisms in Classical Protein Allostery
经典蛋白质变构的结构和动力学机制
- 批准号:
10216306 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Inhibiting Multi-Functional ALDOA for Cancer Therapy
抑制多功能 ALDOA 用于癌症治疗
- 批准号:
10494262 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别:
Inhibiting Multi-Functional ALDOA for Cancer Therapy
抑制多功能 ALDOA 用于癌症治疗
- 批准号:
10357451 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 30.14万 - 项目类别: