Báo cáo Y học: Synthesis of phosphoenol pyruvate (PEP) analogues and evaluation as inhibitors of PEP-utilizing enzymes

Synthesis of Phosphoenolpyruvate (PEP) Analogues and Evaluation as Inhibitors of PEP-Utilizing Enzymes

Tên đề tài: Synthesis of Phosphoenolpyruvate (PEP) Analogues and Evaluation as Inhibitors of PEP-Utilizing Enzymes

Tác giả: Luis Fernando García-Alles and Bernhard Erni

Lĩnh vực: Hóa sinh, Dược lý

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu này mô tả việc tổng hợp 10 hợp chất phosphoenolpyruvate (PEP) mới, với những thay đổi ở nhóm phosphate và nhóm carboxylate. Hai trong số các hợp chất này có khả năng là chất ức chế không thuận nghịch đối với các enzyme sử dụng PEP. Một hợp chất có nhóm chloromethylphosphonate phản ứng thay thế nhóm phosphate, trong khi hợp chất còn lại có nhóm chloromethyl thay thế nhóm carboxylate của PEP. Nghiên cứu cũng cung cấp một quy trình cải tiến để điều chế các đồng phân (Z)- và (E)-3-chloro-PEP đã biết. Các đồng phân này được tách ra bằng sắc ký trao đổi anion và đặc tính không gian của chúng được xác định thông qua các hằng số ghép nối 3JH-C. Tất cả các hợp chất PEP mới tổng hợp và các hợp chất đã biết đều được thử nghiệm như những chất ức chế thuận nghịch và không thuận nghịch đối với các enzyme hoạt hóa bằng Mg2+ và Mn2+ sử dụng PEP, bao gồm enzyme I của hệ thống phosphoenolpyruvate:sugar phosphotransferase (PTS), pyruvate kinase, PEP carboxylase và enolase. Các hợp chất có sự thay thế proton vinyl cho thấy hiệu quả ức chế mạnh mẽ nhất. Ngược lại, các biến đổi ở nhóm phosphate và carboxylate dẫn đến các hợp chất kém hiệu quả hơn. Enzyme I tỏ ra nhạy cảm nhất với các biến đổi này. Đặc biệt, (Z)-3-Cl-PEP được xác định là một chất ức chế tự sát có hoạt tính nhanh và hiệu quả đối với enzyme I, với thời gian bán hủy (t1/2) là 0.7 phút.

Mục lục chi tiết:

• Synthesis of phosphoenolpyruvate (PEP) analogues and evaluation as inhibitors of PEP-utilizing enzymes
• Luis Fernando García-Alles and Bernhard Erni
• Department for Chemistry and Biochemistry, University of Bern, Switzerland
• The synthesis of 10 new phosphoenolpyruvate (PEP) analogues…
• Phosphoenolpyruvate (PEP) is a small and highly functionalized molecule…
• Keywords: phosphoenolpyruvate analogues; chemical synthesis; inhibition; irreversible inhibitor; PEP-utilizing enzymes.
• Scheme 1.
• MATERIALS AND METHODS
• Enzyme I, and the rest of components from the PTS…
• Correspondence to L. F. García-Alles…
• Abbreviations: PEP, phosphoenolpyruvate…
• (Received 20 February 2002, revised 23 April 2002, accepted 15 May 2002)
• Table 1. ¹H-NMR spectral data (D₂O, noninterchangeable signals)…
• Scheme 2.
• Synthesis of potential irreversible inhibitors
• Fig. 1. Stereochemical assignment of (Z)-3-CI-PEP (left) and (E)-3-Cl-PEP (right)…
• Scheme 3.
• Stability of PEP analogues 1–3
• Competitive inhibition enzyme assays
• Enzyme inactivation experiments
• RESULTS
• Preparation of the PEP-analogues 2a-i
• Fig. 2. Lineweaver–Burk plots of inhibition of PEP-utilizing enzymes…
• Inhibition of enolase.
• DISCUSSION
• Fig. 4. Alternative binding mode of inhibitors to PEP carboxylase…
• ACKNOWLEDGEMENTS
• REFERENCES
• SUPPLEMENTARY MATERIAL