脱離基サブサイト S1' ～ S3' と相互作用するキモトリプシンの拡張結合阻害剤

我々は、S および S' サブサイトに結合するフルオロメチルケトンをベースとしたキモトリプシン阻害剤を合成しました。以前に合成されたセリンプロテアーゼの「小さな」阻害剤は、S サブサイトとのみ相互作用します。親化合物は Ac-Leu-ambo-Phe-CF2H (1) (Ki = 25 X 10(-6) M) です。この阻害剤は、-CF2H 基の H を -CH2CH2CONHCH3 (4)、-CH2CH2CONH-Leu-NHMe (5)、-CH2CH2CONH-Leu-Val-OEt (6)、および -CH2CH2CONH-Leu-Arg-OMe (7) に順次置き換えることによって修飾されました。対応する Ki 値は 7.8 (4)、0.23 (5)、0.21 (6)、および 0.014 (7) microM です。P3'でVal-OEtを添加して5から6に延長してもKiは低下しません。対照的に、P3'にArg-OMeを組み込むことによって5から7に伸長すると、Kiは約15分の1に減少し、ArgとS3'サブサイト間の相互作用が示唆されるが、そのサブサイトではValとの対応する相互作用は存在しないことが示唆される。これらの結果は、鳥類のオボムコイド第 3 ドメインタンパク質の相同ファミリーで得られた結果と一致しています。P3' 位置に Arg を持つタンパク質は、S3' サブサイトでプロテアーゼと非常に好ましい相互作用を示します [Park, S. J. (1985) Ph.D.パデュー大学の論文。M.ラスコウスキー・ジュニア、個人通信]。これらの結果は、S' サブサイトと相互作用する残基を組み込むと阻害剤の有効性が大幅に増加すること、および小型阻害剤の最も効果的なアミノ酸組成に関する貴重な情報がタンパク質阻害剤のアミノ酸配列から得られることを証明します。

We have synthesized inhibitors of chymotrypsin, based on fluoromethyl ketones, that bind at S and S' subsites. "Small" inhibitors of serine proteases, which have previously been synthesized, only interact with S subsites. The parent compound is Ac-Leu-ambo-Phe-CF2H (1) (Ki = 25 X 10(-6) M). This inhibitor was modified by successively replacing H of the -CF2H group by -CH2CH2CONHCH3, (4), -CH2CH2CONH-Leu-NHMe (5), -CH2CH2CONH-Leu-Val-OEt (6), and -CH2CH2CONH-Leu-Arg-OMe (7). Corresponding Ki values are 7.8 (4), 0.23 (5), 0.21 (6), and 0.014 (7) microM. Extending 5 to 6 by addition of Val-OEt at P3' does not decrease Ki. In contrast, extension of 5 to 7 by incorporating Arg-OMe at P3' decreases Ki approximately 15-fold, suggesting interaction between Arg and the S3' subsite but no corresponding interaction at that subsite with Val. These results are in accordance with results obtained with the homologous family of avian ovomucoid third domain proteins. Proteins with Arg at the P3' position show highly favorable interactions with the protease at the S3' subsite [Park, S. J. (1985) Ph.D. Thesis, Purdue University; M. Laskowski, Jr., personal communication]. These results establish that incorporation of residues which interact with S' subsites significantly increases the efficacy of inhibitors and that valuable information concerning the most effective amino acid composition of small inhibitors can be obtained from the amino acid sequence of protein inhibitors.