Contribution of Noncovalent Recognition and Reactivity to the Optimization of Covalent Inhibitors : A Case Study on KRasG12C

Péczka, Nikolett [Péczka, Nikolett (gyógyszervegyészm...), szerző] Gyógyszerkémiai Kutatócsoport (HRN TTK / SZKI); Ranđelović, Ivan [Randelovic, Ivan (Oncology), szerző] Országos Onkológiai Intézet; Orgován, Zoltán [Orgován, Zoltán (Gyógyszervegyész-...), szerző] Gyógyszerkémiai Kutatócsoport (HRN TTK / SZKI); Csorba, Noémi [Csorba, Noémi (gyógyszervegyész-...), szerző] Gyógyszerkémiai Kutatócsoport (HRN TTK / SZKI); Egyed, Attila [Egyed, Attila (szerves kémia, gy...), szerző] Gyógyszerkémiai Kutatócsoport (HRN TTK / SZKI); Petri, László [Petri, László (szerves kémia, gy...), szerző] Gyógyszerkémiai Kutatócsoport (HRN TTK / SZKI); Ábrányi-Balogh, Péter [Ábrányi-Balogh, Péter (szerves kémia), szerző] Szerves Kémiai Intézet (HRN TTK); Gadanecz, Márton [Gadanecz, Márton (Fehérjék szerkeze...), szerző] Hevesy György Kémia Doktori Iskola (ELTE / TTK); Perczel, András [Perczel, András (Peptidek és fehér...), szerző] Szerkezeti Kémiai és Biológiai Laboratórium (Sz... (ELTE / TTK / KI); HUN-REN-ELTE Fehérjemodellező Kutatócsoport (ELTE / TTK / KI); Tóvári, József [Tóvári, József (Daganatbiológia, ...), szerző] Országos Onkológiai Intézet; Schlosser, Gitta [Schlosser, Gitta (Vácziné) (Tömegspektrometria), szerző] MTA-ELTE Lendület Ionmobilitás-tömegspektrometr... (ELTE / TTK / KI); Takács, Tamás [Takács, Tamás (Természettudomány), szerző] Biológia Doktori Iskola (ELTE / TTK); Jelátviteli és Funkcionális Genomika Kutatócsop... (HRN TTK / MÉI); Mihalovits, Levente M [Mihalovits, Levente Márk (kémiai tudományok), szerző] Gyógyszerkémiai Kutatócsoport (HRN TTK / SZKI); Ferenczy, György G [Ferenczy, György (Elméleti kémia, g...), szerző] Szerves Kémiai Intézet (HRN TTK); Buday, László [Buday, László (Biokémia), szerző] Jelátviteli és Funkcionális Genomika Kutatócsop... (HRN TTK / MÉI); Keserű, György M [Keserű, György Miklós (Gyógyszerkémia, g...), szerző] Szerves Kémia és Technológia Tanszék (BME / VBK); Szerves Kémiai Intézet (HRN TTK)

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: ACS CHEMICAL BIOLOGY 1554-8929 1554-8937 19 (8) pp. 1743-1756 2024
  • SJR Scopus - Biochemistry: Q1
Azonosítók
Támogatások:
  • (NVKP-16-1-2016-0020)
  • (2020-1.1.6-JOVO)
  • Nemzeti Gyógyszerkutatási és Fejlesztési Laboratórium (PharmaLab)(RRF-2.3.1-21-2022-00015) Támogató: NKFIH
  • (National Tumor Biology Laboratory project—2022-2.1.1-NL-2022-00010)
  • (TKP2021-EGA-20)
  • Hungarian Thematic Excellence Program((TKP2021-EGA-44))
  • (KDP-2021)
Covalent drugs might bear electrophiles to chemically modify their targets and have the potential to target previously undruggable proteins with high potency. Covalent binding of drug-size molecules includes a noncovalent recognition provided by secondary interactions and a chemical reaction leading to covalent complex formation. Optimization of their covalent mechanism of action should involve both types of interactions. Noncovalent and covalent binding steps can be characterized by an equilibrium dissociation constant (KI) and a reaction rate constant (kinact), respectively, and they are affected by both the warhead and the scaffold of the ligand. The relative contribution of these two steps was investigated on a prototypic drug target KRASG12C, an oncogenic mutant of KRAS. We used a synthetically more accessible nonchiral core derived from ARS-1620 that was equipped with four different warheads and a previously described KRAS-specific basic side chain. Combining these structural changes, we have synthesized novel covalent KRASG12C inhibitors and tested their binding and biological effect on KRASG12C by various biophysical and biochemical assays. These data allowed us to dissect the effect of scaffold and warhead on the noncovalent and covalent binding event. Our results revealed that the atropisomeric core of ARS-1620 is not indispensable for KRASG12C inhibition, the basic side chain has little effect on either binding step, and warheads affect the covalent reactivity but not the noncovalent binding. This type of analysis helps identify structural determinants of efficient covalent inhibition and may find use in the design of covalent agents.
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2025-05-23 06:54