Design, Synthesis, and Evaluation of Polyamine Deacetylase Inhibitors, and High-Resolution Crystal Structures of Their Complexes with Acetylpolyamine Amidohydrolase
摘要:
多胺是必需的脂肪族多阳离子,能与核酸结合,因此参与多种细胞过程。多胺的功能可以通过乙酰化和去乙酰化进行调控,正如组蛋白的功能也可以通过赖氨酸的乙酰化和去乙酰化进行调控。来自Mycoplana ramosa的乙酰多胺酰胺水解酶(APAH)是一种锌依赖性多胺去乙酰化酶,其氨基酸序列与人类组蛋白去乙酰化酶约有20%的相似性。我们现报告APAH–抑制剂复合物的X射线晶体结构,采用了一种新的且更优的晶体形态,能够达到非常高的分辨率(1.1–1.4 Å)。抑制剂包括之前合成的N8-乙酰斯表明胺的类似物,这些类似物带有三氟甲基酮、硫醇和羟肟酸锌结合基团【Decroos, C., Bowman, C. M., 和 Christianson, D. W. (2013) Bioorg. Med. Chem. 21, 4530】以及新合成的短链单乙酰化二胺的羟肟酸类似物,其中最强效的是N-乙酰尸胺的羟肟酸类似物(IC50 = 68 nM)。APAH–抑制剂复合物的高分辨率晶体结构提供了关于锌依赖性去乙酰化酶的抑制和催化机制的关键推论。例如,N8-乙酰斯表明胺的三氟甲基酮类似物以四面体gem-diol的形式结合,模拟催化中的四面体中间体及其相邻的过渡态。令人惊讶的是,这种化合物也是人类组蛋白去乙酰化酶8的强效抑制剂,其IC50为260 nM。APAH–抑制剂复合物的晶体结构是在现存的锌去乙酰化酶结构中分辨率最高的,因此代表了理解这一关键酶家族中的结构–机制和结构–抑制关系的最准确参考点。