新規プロドラッグの設計、合成、および評価キネシンスピンドルタンパク質を標的とするS-Trityl-L-Cysteine誘導体誘導体

キネシンスピンドルタンパク質（ksp）は、細胞分裂を受けている細胞でのみ発現しているため、癌の治療の魅力的な標的を表しています。いくつかのKSP阻害剤が開発され、臨床試験が行われましたが、それらの臨床使用は、非癌性細胞を急速に増殖させるための毒性によって制限されています。癌細胞に対して非常に選択的な新しいKSP阻害剤を作成するために、in silicoモデリングを使用して、s-トリティル-l-シュスタイン（STLC）誘導体1のアミノ酸部分を最適化しました。分子ドッキングと分子動力学シミュレーションを実行して、KSPで1の結合モードを調査しました。構造活動関係の研究と一致して、システインアミノ部分が相互作用の安定化に重要な役割を果たすことがわかりました。γ-グルタミルトランスフェラーゼ（GGT）の基質であるGSHの構造とGSHの構造に基づいて、GGTによって加水分解されるプロドラッグN-γ-グルタミル化STLC誘導体9を設計および合成しました。9の9は1のそれよりも低く、LC-MS分析は、in vitroでGGTの存在下でのみ1に変換されたことを示しました。さらに、9の細胞毒性活性は、GGT-Knockdown A549細胞で有意に減衰しました。GGTはさまざまな癌細胞の細胞膜で過剰発現しているため、これらの結果は、化合物9がGGT発現癌細胞の増殖を選択的に阻害する有望なプロドラッグである可能性があることを示唆しています。

Kinesin spindle protein (KSP) is expressed only in cells undergoing cell division, and hence represents an attractive target for the treatment of cancer. Several KSP inhibitors have been developed and undergone clinical trial, but their clinical use is limited by their toxicity to rapidly proliferating non-cancerous cells. To create new KSP inhibitors that are highly selective for cancer cells, we optimized the amino acid moiety of S-trityl-l-cysteine (STLC) derivative 1 using in silico modeling. Molecular docking and molecular dynamics simulation were performed to investigate the binding mode of 1 with KSP. Consistent with the structure activity relationship studies, we found that a cysteine amino moiety plays an important role in stabilizing the interaction. Based on these findings and the structure of GSH, a substrate of γ-glutamyltransferase (GGT), we designed and synthesized the prodrug N-γ-glutamylated STLC derivative 9, which could be hydrolyzed by GGT to produce 1. The KSP ATPase inhibitory activity of 9 was lower than that of 1, and LC-MS analysis indicated that 9 was converted to 1 only in the presence of GGT in vitro. In addition, the cytotoxic activity of 9 was significantly attenuated in GGT-knockdown A549 cells. Since GGT is overexpressed on the cell membrane of various cancer cells, these results suggest that compound 9 could be a promising prodrug that selectively inhibits the proliferation of GGT-expressing cancer cells.