Dialing down caspase-7 through allosteric control: An integrated approach

通过变构控制降低 caspase-7:一种综合方法

基本信息

  • 批准号:
    10439889
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.9万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-09-15 至 2024-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Our goal is to provide a physical and chemical rationale for how human caspase-7 (C7) is allosterically controlled, particularly by small molecules. Caspase dysregulation, both catalytic and autocatalytic, has been implicated in numerous neurodegenerative, inflammatory diseases and cancers. Due to a highly charged active site, with low druggability and selectivity problems, development of active site inhibitors has been problematic. However, there has been enormous interest in targeting an allosteric pocket of C7, which is located more than 17 Å from the active site. The current proposal includes data that represents a breakthrough advance in our understanding of how small drug-like molecules may be used to allosterically “dial down” the activity of C7. This initial groundwork has been made possible by advances in Fragment Based Drug Discovery (FBDD), which includes a confluence of chemical informatics, biophysical methods such as Surface Plasmon Resonance, X-ray crystallography and molecular dynamics. The work described in this proposal centers on our discovery of a series of reversible allosteric inhibitors that bind in this allosteric pocket, which are the first drug-like compounds to show such activity in caspases. The allosteric effectors obtained from our FBDD campaign were used to elucidate several high resolution crystal structures of the inhibited complex, which revealed a way forward for specific allosteric control for this enzyme. The use of FBDD, as illustrated by our two inhibited high resolution crystal structures, PDB-ID 5V6U and 5V6Z, provide us with the first rational basis for structure-activity relationships for reversible allosteric inhibitors for the executioner caspase class of drug targets. These two structures clearly show that binding of the allosteric inhibitor to the remote allosteric pocket of C7, yields structures with C7’s catalytic thiolate (Cys186) oriented in a non- productive conformation (pointing into the P1 pocket instead of into the active site). Another important feature of these allosterically inhibited complexes is a large increase in crystallographic B-factors (relative to crystal structures of uninhibited C7) of a number of important loop regions. This proposal will focus on obtaining high resolution structures of the many other distinct allosteric effectors resulting from our FBDD campaign, which have not been co-crystallized with C7, including 13 confirmed inhibitors, 5 binders that do not inhibit, and one activator; completion of this work will provide a structural Rosetta Stone (an ability to directly compare inhibitor, non-inhibitor and activator) for understanding how C7’s catalytic power is affected by remote ligation at the allosteric pocket. Upon successful completion, not only will we learn what chemical space occupancy in the C7 allosteric pocket results in inhibition, but more importantly, we will know how these remotely bound species are achieving their dampening of C7’s catalytic power.
我们的目标是为人类 caspase-7 (C7) 的变构提供物理和化学原理 控制,特别是通过小分子的半胱天冬酶失调,催化和自催化, 与许多神经退行性疾病、炎症性疾病和癌症有关。 高电荷活性位点,具有低成药性和选择性问题,活性位点的开发 然而,人们对靶向变构抑制剂产生了巨大的兴趣。 C7 的口袋,距离活性位点超过 17 Å 当前的提案包括数据。 这代表着我们对药物样小分子如何发挥作用的理解取得了突破性进展 用于变构“降低”C7 的活性这一初步基础工作已成为可能。 基于片段的药物发现 (FBDD) 的进步,其中包括化学物质的融合 信息学、生物物理方法,如表面等离子共振、X 射线晶体学和 本提案中描述的工作集中于我们一系列的发现。 结合在这个变构袋中的可逆变构抑制剂,这是第一个类药物化合物 为了显示半胱天冬酶中的这种活性,从我们的 FBDD 活动中获得的变构效应器是 用于阐明受抑制复合物的几种高分辨率晶体结构,揭示了 该酶的特异性变构控制的前进方向 FBDD 的使用,如我们的两个所示。 抑制高分辨率晶体结构 PDB-ID 5V6U 和 5V6Z 为我们提供了第一个理性的 刽子手半胱天冬酶可逆变构抑制剂的结构-活性关系的基础 这两种结构清楚地表明变构抑制剂与药物靶点的结合。 C7 的远程变构口袋,产生 C7 的催化硫醇盐 (Cys186) 定向于非-的结构 生产性构象(指向 P1 口袋而不是活性位点)。 这些变构抑制复合物的特点是晶体 B 因子大幅增加 (相对于不受抑制的 C7 的晶体结构)许多重要的环区域。 将重点关注获得许多其他不同变构效应子的高分辨率结构 来自我们的 FBDD 活动,尚未与 C7 共结晶,其中包括 13 个已确认的 抑制剂、5种不抑制的结合剂和一种激活剂,完成这项工作将提供 结构罗塞塔石碑(直接比较抑制剂、非抑制剂和激活剂的能力) 了解变构袋上的远程连接如何影响 C7 的催化能力。 成功完成,我们不仅将了解 C7 变构中的化学空间占用情况 口袋会导致抑制,但更重要的是,我们将知道这些远程结合的物种是如何 从而抑制 C7 的催化能力。

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 }}

Michael Ashley Spies其他文献

Michael Ashley Spies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('Michael Ashley Spies', 18)}}的其他基金

Dialing down caspase-7 through allosteric control: An integrated approach
通过变构控制降低 caspase-7:一种综合方法
  • 批准号:
    10259744
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Dialing down caspase-7 through allosteric control: An integrated approach
通过变构控制降低 caspase-7:一种综合方法
  • 批准号:
    10649449
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Dialing down caspase-7 through allosteric control: An integrated approach
通过变构控制降低 caspase-7:一种综合方法
  • 批准号:
    10027338
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Exploiting Enzyme Plasticity in Drug Discovery: application to glutamate racemase
在药物发现中利用酶可塑性:在谷氨酸消旋酶中的应用
  • 批准号:
    8238516
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Exploiting Enzyme Plasticity in Drug Discovery: application to glutamate racemase
在药物发现中利用酶可塑性:在谷氨酸消旋酶中的应用
  • 批准号:
    9381976
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Exploiting Enzyme Plasticity in Drug Discovery: application to glutamate racemase
在药物发现中利用酶可塑性:在谷氨酸消旋酶中的应用
  • 批准号:
    8730183
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Exploiting Enzyme Plasticity in Drug Discovery: application to glutamate racemase
在药物发现中利用酶可塑性:在谷氨酸消旋酶中的应用
  • 批准号:
    8534789
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Exploiting Enzyme Plasticity in Drug Discovery: application to glutamate racemase
在药物发现中利用酶可塑性:在谷氨酸消旋酶中的应用
  • 批准号:
    9134161
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Determination of the Biological Roles and Chemical Mechanisms of the Glutamate Ra
谷氨酸 Ra 的生物学作用和化学机制的测定
  • 批准号:
    7882479
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Determination of the Biological Roles and Chemical Mechanisms of the Glutamate Ra
谷氨酸 Ra 的生物学作用和化学机制的测定
  • 批准号:
    7740323
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:

相似国自然基金

P29单克隆抗体的3-羟基丁酰化修饰对其稳定性影响及提升抗泡型包虫病作用的研究
  • 批准号:
    82360402
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
IDF代谢产物异丁酸通过促进H2AK5和H2BK12乙酰化修饰调控c-Myc影响NSCLC的分子机制及流行病学研究
  • 批准号:
    82304235
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
H3K9丁酰化调控ENTREP1抑制嘌呤“从头”合成影响肺腺癌进展的研究
  • 批准号:
    82372671
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
circEZH2通过促进RNA乙酰化修饰EZH2影响前列腺癌对PARP抑制剂敏感性的机制研究
  • 批准号:
    82303665
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
脱乙酰化酶Dac6调控碳源利用影响新型隐球菌耐热性
  • 批准号:
    82302549
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Discovery of phosgene and chlorine gas modes of action and therapeutic targets using chemoproteomic profiling strategies
使用化学蛋白质组学分析策略发现光气和氯气的作用模式和治疗靶点
  • 批准号:
    10883970
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Dialing down caspase-7 through allosteric control: An integrated approach
通过变构控制降低 caspase-7:一种综合方法
  • 批准号:
    10259744
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Dialing down caspase-7 through allosteric control: An integrated approach
通过变构控制降低 caspase-7:一种综合方法
  • 批准号:
    10649449
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Dialing down caspase-7 through allosteric control: An integrated approach
通过变构控制降低 caspase-7:一种综合方法
  • 批准号:
    10027338
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
Regulation of mitochondrial metabolism by lysine acylation
赖氨酸酰化调节线粒体代谢
  • 批准号:
    9304197
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 30.9万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了