Selective inhibition of nitric oxide synthase for multiple indications
选择性抑制一氧化氮合酶用于多种适应症
基本信息
- 批准号:10611534
- 负责人:
- 金额:$ 42.96万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-05-01 至 2024-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Alzheimer&aposs DiseaseAntibioticsBacteriaBacterial InfectionsBiological AvailabilityBlood - brain barrier anatomyCell LineCerebral PalsyCrystallographyDrug Delivery SystemsGenerationsGrantGrowthHydrogen PeroxideMelanoma CellMembraneMetabolismModelingNeoplasm MetastasisNerve DegenerationNeurodegenerative DisordersNitric OxideNitric Oxide SynthaseNitric Oxide Synthase Type INitric Oxide Synthetase InhibitorOralOryctolagus cuniculusParkinson DiseasePeptidesPhotoaffinity LabelsPropertyProteinsProteomicsResistanceTestingXenograft procedureexperimental studyinhibitormelanocytemelanomamethicillin resistant Staphylococcus aureusmouse modeloxidant stresspeptide drugpharmacokinetics and pharmacodynamicsside effect
项目摘要
Project Summary
This proposal is a continuation of R01 GM049725, “Selective Inhibition of Nitric Oxide
Synthase for Multiple Indications”. Nitric oxide synthase (NOS) is a remarkable target, as we have
found that neuronal nitric oxide synthase (nNOS) inhibitors are applicable to the potential treatment of
neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson's, Alzheimer's, cerebral palsy), bacterial infection, and
melanoma. Inhibitors of nNOS block the excess NO that can cause degeneration of neurons. They
also inhibit NO produced in melanocytes that leads to melanoma. Inhibitors of bacterial NOS (very
similar to nNOS) can be used to protect antibiotics from bacterial degradation (i.e., resistance) and
can be synergistic for bacterial growth inhibition by oxidant stress molecules, such as hydrogen
peroxide. We have made outstanding progress on all three indications; two of which could not have
progressed without the crystallography expertise of Thomas Poulos. In the last four years we have
been able to shorten the syntheses of our inhibitors, make inhibitors that are membrane penetrable,
are stabilized from metabolism, and are blood-brain barrier (BBB) penetrable with good oral
bioavailability while maintaining excellent potency and nNOS selectivity. However, we have not yet
gotten compounds that possess all of the desired properties. Consequently, this grant will allow us to
identify compounds that have all of the desired pharmacodynamics and pharmacokinetic properties.
We plan to optimize our nNOS-selective compounds for pharmacodynamics and
pharmacokinetics and test in mouse models of Parkinson's and Alzheimer's diseases and in a rabbit
model for cerebral palsy.
We have identified several nNOS-selective compounds that inhibit the growth of bacteria,
including MRSA, especially in combination with an antibiotic or hydrogen peroxide. We plan to make
bacterial NOS (bNOS)-selective compounds to avoid potential side effects from inhibition of
mammalian NOS. Also, there may be additional targets, other than bNOS with which our compounds
interact; therefore, we will carry out protein pulldown experiments with a photoaffinity-labeled bNOS
inhibitor and identify proteins to which it attaches with proteomics. This should clarify a more
complete mechanism of action of bNOS inhibitors.
Our best nNOS-selective inhibitors will also be tested by Dr. Sun Yang as inhibitors of a variety
of melanoma cell lines and in a xenograft melanoma model for inhibition of melanoma growth and
metastasis. Dr. Yang has identified a peptide carrier to target molecules to melanoma; we will
conjugate active compounds to this peptide for drug delivery. We also will make a photoaffinity probe
of an active inhibitor to identify targets.
项目概要
该提案是 R01 GM049725“选择性抑制一氧化氮
一氧化氮合酶 (NOS) 是一个值得注意的目标,因为我们已经
发现神经元一氧化氮合酶(nNOS)抑制剂适用于潜在的治疗
神经退行性疾病(例如帕金森病、阿尔茨海默病、脑瘫)、细菌感染和
nNOS 抑制剂可阻止过量的 NO 导致神经元退化。
还可以抑制黑色素细胞中产生的 NO,从而导致黑色素瘤(细菌 NOS 的抑制剂)。
类似于 nNOS)可用于保护抗生素免遭细菌降解(即耐药性)和
可以通过氧化应激分子(例如氢)协同抑制细菌生长
我们在所有三个适应症上都取得了显着的进展;其中两个是不可能的。
在过去的四年里,我们在没有托马斯·普洛斯的晶体学专业知识的情况下取得了进展。
能够缩短抑制剂的合成,使抑制剂具有膜渗透性,
新陈代谢稳定,并且具有良好的口服穿透性,可穿透血脑屏障 (BBB)
生物利用度,同时具有出色的维持效力和 nNOS 选择性。但是,我们还没有。
获得具有所有所需测试特性的化合物,这笔资助将使我们能够
鉴定具有所有所需药效学和药代动力学特性的化合物。
我们计划优化我们的 nNOS 选择性化合物的药效学和
帕金森病和阿尔茨海默病小鼠模型以及兔子的药代动力学和测试
脑瘫模型。
我们已经鉴定出几种抑制细菌生长的 nNOS 选择性化合物,
包括 MRSA,特别是与抗生素或过氧化氢结合使用。
细菌一氧化氮合酶(bNOS)选择性化合物,以避免抑制细菌一氧化氮合酶(bNOS)的潜在副作用
此外,除了 bNOS 之外,我们的化合物还可能有其他靶点。
相互作用;因此,我们将使用光亲和标记的 bNOS 进行蛋白质下拉实验
抑制剂并通过蛋白质组学鉴定其所附着的蛋白质,这应该可以澄清更多问题。
bNOS 抑制剂的完整作用机制。
我们最好的nNOS选择性抑制剂也将由孙杨博士作为多种抑制剂进行测试
黑色素瘤细胞系和异种移植黑色素瘤模型中抑制黑色素瘤生长和
杨博士已经确定了一种肽载体,可以将分子靶向黑色素瘤;
我们还将制作一种光亲和探针,将活性化合物与该肽结合以进行药物输送。
活性抑制剂来识别目标。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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