PY873、PY899およびイソフタル酸の誘導体によるアミドホスホリボシルトランスフェラーゼ阻害のシリコ分析

プリンヌクレオチドのde novo生合成の前駆体の利用可能性を選択的に減少させることは、白血病の治療法を求めるための有効なアプローチです。ヌクレオチドとデオキシヌクレオチドは、NADP（+）、FAD（+）、Coenzyme A、ATPなどのRNA、DNA、および補因子の合成について生細胞に必要です。ヌクレオチドには、プリンとピリミジン塩基が含まれており、サルベージ経路を通じて合成することもできます。アミドホスホリボシルトランスフェラーゼ（APRT）は、グルタミンホスホリボシル - シルロリン酸アミドトランスフェラーゼ（GPAT）としても知られており、ヒトではPPAT（ホスホリボシルピオロリン酸アミドトランフェーゼ）遺伝子によってエンコードされる酵素です。APRTは、その基質であるホスホリボシルピロリン酸（PRPP）を使用して、de novo経路の最初のコミットされたステップを触媒します。したがって、APRTは多くの葉酸類似体によって阻害されるため、この研究では、APRT活性に対する3つの葉酸類似体の阻害効果に焦点を当てました。これは、現在の研究で分子モデリングとドッキングツールを使用して、分子相互作用と阻害メカニズムを分析および分析するための以前のウェットラボ作業の拡張です。比較分子ドッキング研究は、テンプレートとしてBacillus subtilis APRT（PDB ID; 1mph）の3D構造を使用して構築されたヒト酵素のモデルを使用した3つのジアミノ葉酸誘導体に対して実施されました。相互作用の結合方向は、同じ活性部位の深い狭い極性亀裂に公称クラスターRMSDを持つすべての化合物があることを示しています。比較立体構造分析、静電相互作用、結合自由エネルギー、相互作用の結合方向に基づいて、これらの分子がAPRT阻害剤として振る舞い、したがってプリンデノnovo生合成をブロックする可能性をサポートします。その結果、PY899は、PY873およびDIAよりもAPRT阻害の強力な阻害剤となる最も活性な生物学的化合物であり、これは以前のウェットラボレポートを確認することも示唆しています。

Selectively decreasing the availability of precursors for the de novo biosynthesis of purine nucleotides is a valid approach towards seeking a cure for leukaemia. Nucleotides and deoxynucleotides are required by living cells for syntheses of RNA, DNA, and cofactors such as NADP(+), FAD(+), coenzyme A and ATP. Nucleotides contain purine and pyrimidine bases, which can be synthesized through salvage pathway as well. Amido phosphoribosyltransferase (APRT), also known as glutamine phosphoribosylpyrophosphate amidotransferase (GPAT), is an enzyme that in humans is encoded by the PPAT (phosphoribosyl pyrophosphate amidotransferase) gene. APRT catalyzes the first committed step of the de novo pathway using its substrate, phosphoribosyl pyrophosphate (PRPP). As APRT is inhibited by many folate analogues, therefore, in this study we focused on the inhibitory effects of three folate analogues on APRT activity. This is extension of our previous wet lab work to analyze and dissect molecular interaction and inhibition mechanism using molecular modeling and docking tools in the current study. Comparative molecular docking studies were carried out for three diamino folate derivatives employing a model of the human enzyme that was built using the 3D structure of Bacillus subtilis APRT (PDB ID; 1GPH) as the template. Binding orientation of interactome indicates that all compounds having nominal cluster RMSD in same active site's deep narrow polar fissure. On the basis of comparative conformational analysis, electrostatic interaction, binding free energy and binding orientation of interactome, we support the possibility that these molecules could behave as APRT inhibitors and therefore may block purine de novo biosynthesis. Consequently, we suggest that PY899 is the most active biological compound that would be a more potent inhibitor for APRT inhibition than PY873 and DIA, which also confirms previous wet lab report.