1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸還元エイソメラーゼの阻害を理解するためのフラグメントベースのアプローチ

Fosmidomycinによる1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸還元エイソメラーゼ（DXR）の阻害は、NADPHおよび合成基質の消費に基づく速度論的アッセイを使用して研究されました。Fosmidomycinは、結合中の強い負の協同性（絶対値（H）= 0.3）を示すDXRの遅いタイト結合阻害剤です。協同性は、初期（弱い、k0.5 = 10 microM）結合イベント中に表示され、秒から数分間でバインディングが0.9 nmの平衡値に引き締まると変化しません。一連のフォスミドマイシン断片が調べられましたが、すべてがMM範囲ではるかに弱い阻害を示しました。一連の環状フォスミドマイシン類似体も合成およびテストされましたが、これらはせいぜい高マイクロム結合を示しました。合成化合物はいずれも、時間依存性阻害を示しませんでした。私たちは、ゆっくりとしたタイト結合挙動、そしておそらく協同性も、フォスミドマイシン結合時の活性部位の有意な再編成によって媒介されると結論付けました。これにより、DXRの新しい阻害剤の合理的な設計がせいぜい困難になります。

The inhibition of 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase (DXR) by fosmidomycin was studied by using a kinetic assay based on the consumption of NADPH and synthetic substrate. Fosmidomycin is a slow tight-binding inhibitor of DXR that shows strong negative cooperativity (absolute value(h) = 0.3) in binding. Cooperativity is displayed during the initial (weak, K0.5 = 10 microM) binding event and does not change as the binding tightens to the equilibrium value of 0.9 nM over a period of seconds to minutes. A series of fosmidomycin fragments was examined, but all showed much weaker inhibition, in the mM range. A series of cyclic fosmidomycin analogues was also synthesised and tested, but these showed high-microM binding at best. None of the synthetic compounds showed time-dependent inhibition. We concluded that the slow tight-binding behaviour, and perhaps also cooperativity, are mediated by significant reorganisation of the active site upon fosmidomycin binding. This makes the rational design of new inhibitors of DXR difficult at best.