ピルビン酸リン酸ジキナーゼの阻害剤の設計、合成、および評価

ピルビン酸リン酸ジキナーゼ（PPDK）は、2つの部分反応を介してホスホエノールピルビン酸（PEP）を形成するピルビン酸のリン酸化反応を触媒します：PPDK + ATP + P（I）→PPDK-P + AMP + PP（I）およびPPDK-P + Pyrvate→Pepepep + pyvate→pepepe+ ppdk。微生物のヒト病原体の代謝におけるその役割に基づいて、PPDKは潜在的な薬物標的です。PPDK ATP-GRASPドメイン活性部位に結合する物質のスクリーニングは、フラボン類似体がClostridium symbiosum PPDKの強力な阻害剤であることを明らかにしました。in silicoモデリングの研究では、5,7-ジヒドロキシフラボンの3 'または4'ポジションでの3〜6個のカーボンテザーアンモニウム置換基の配置が、PPDK MG-ATP結合部位との良好な静電相互作用をもたらすことが示唆されました。その結果、5,7-ジヒドロキシフラボンのポリメチレンテザーアミン誘導体を調製しました。これらの物質の定常状態の運動分析は、4'-アミノヘキシル-5,7-ジヒドロキシフラボン10が強力な競合PPDK阻害剤であることを示しています（K（I）= 1.6±0.1μm）。4'-アミノプロピル-5,7-ジヒドロキシフラボン7を使用して単一の離職実験を実施して、このフラボンがATP結合部位を特異的に標的とし、PPDK + ATP + P（I）→PPDK-P + AMP PPのみの触媒を阻害することを示しました（i）部分反応。最後に、4'-アミノプチル-5,7-ジヒドロキシフラボン8は、ATPおよびNADを利用する他の酵素と比較して、PPDKと他の酵素の阻害のための選択性を示します。

Pyruvate phosphate dikinase (PPDK) catalyzes the phosphorylation reaction of pyruvate that forms phosphoenolpyruvate (PEP) via two partial reactions: PPDK + ATP + P(i) → PPDK-P + AMP + PP(i) and PPDK-P + pyruvate → PEP + PPDK. Based on its role in the metabolism of microbial human pathogens, PPDK is a potential drug target. A screen of substances that bind to the PPDK ATP-grasp domain active site revealed that flavone analogues are potent inhibitors of the Clostridium symbiosum PPDK. In silico modeling studies suggested that placement of a 3–6 carbon-tethered ammonium substituent at the 3′- or 4′-positions of 5,7-dihydroxyflavones would result in favorable electrostatic interactions with the PPDK Mg-ATP binding site. As a result, polymethylene-tethered amine derivatives of 5,7-dihydroxyflavones were prepared. Steady-state kinetic analysis of these substances demonstrates that the 4′-aminohexyl-5,7-dyhydroxyflavone 10 is a potent competitive PPDK inhibitor (K(i) = 1.6 ± 0.1 μM). Single turnover experiments were conducted using 4′-aminopropyl-5,7-dihydroxyflavone 7 to show that this flavone specifically targets the ATP binding site and inhibits catalysis of only the PPDK + ATP + P(i) → PPDK-P + AMP PP(i) partial reaction. Finally, the 4′-aminopbutyl-5,7-dihydroxyflavone 8 displays selectivity for inhibition of PPDK versus other enzymes that utilize ATP and NAD.