多段階構造ベースの仮想スクリーニングによるキモトリプシン様活性の高い選択性を持つ非共有プロテアソーム阻害剤の同定

非共有プロテアソーム阻害剤は、共有結合阻害剤の阻害の代替メカニズムを導入します。がん療法で使用されるCarfilzomib。65,375 NCI鉛様化合物ライブラリーの多段階階層構造ベースの仮想スクリーニング（SBV）は、キモトリプシン様（CHT-L）活性（KI = 2.18およびChymotrypsin様（CHT-L）活性を非共有抑制した2つの化合物（9および28）の同定につながりました。それぞれ2.12μM）他の2つの主要なプロテアソームタンパク質分解活性、トリプシン様（T-L）およびグルタミルペプチドヒドロラーゼ（PGPH）活性にほとんどまたはまったく影響を与えません。最も活性なトリペプチドベースの阻害剤9を備えた完全なNCIデータベース上のその後の階層類似性検索により、β5/β6特異的トリペプチド誘導体38が発見され、CHT-L部位が非共有結合されます（KI =0.42μM）。9および38の溶液構造は、（1）NMR分光法によって解決され、阻害剤の結合モードは、酵母20Sプロテアソームを使用した実験をドッキングすることにより解明されました。化合物38（IC50 =26.7μm）は、デキサメタゾン耐性（MM.1R）ヒト多発性骨髄腫細胞の生存を阻害する際に、9（IC50 =34.3μM）よりわずかに強力です。したがって、特定されたリガンドは、サブタイプ特異的プロテアソーム阻害剤の将来の構造ベースの設計に対する貴重な洞察を提供します。

Noncovalent proteasome inhibitors introduce an alternative mechanism of inhibition to that of covalent inhibitors, e.g. carfilzomib, used in cancer therapy. A multistep hierarchical structure-based virtual screening (SBVS) of the 65,375 NCI lead-like compound library led to the identification of two compounds (9 and 28) which noncovalently inhibited the chymotrypsin-like (ChT-L) activity (Ki = 2.18 and 2.12 μM, respectively) with little or no effects on the other two major proteasome proteolytic activities, trypsin-like (T-L) and post-glutamyl peptide hydrolase (PGPH) activities. A subsequent hierarchical similarity search over the full NCI database with the most active tripeptide-based inhibitor 9 resulted in the discovery of the β5/β6-specific tripeptide derivative 38 that noncovalently binds the ChT-L site (Ki = 0.42 μM). The solution structure of 9 and 38 was solved by (1)H NMR spectroscopy and the binding mode of the inhibitors was elucidated by docking experiments using the yeast 20S proteasome. Compound 38 (IC50 = 26.7 μM) is slightly more potent than 9 (IC50 = 34.3 μM) at inhibiting survival of dexamethasone-resistant (MM.1R) human multiple myeloma cells. The identified ligand thus provides valuable insights for the future structure-based design of subtype-specific proteasome inhibitors.