背景[1-6]
MLN9708(20S proteasome抑制劑)是一種治療多發(fā)性骨髓瘤的藥物,一種白細(xì)胞癌,與其他藥物聯(lián)合使用。它以膠囊的形式通過口服。常見的副作用包括腹瀉,便秘和低血小板計(jì)數(shù)。與較早的硼替佐米(只能通過注射給藥)一樣,它可作為蛋白酶體抑制劑,并且是硼酸衍生物。在治療濃度下,ixazomib選擇性地和可逆地抑制蛋白質(zhì)蛋白酶體亞基β5型(PSMB5),解離半衰期為18分鐘。這種機(jī)制與硼替佐米相同,硼替佐米的解離半衰期長得多,為110分鐘;相反,相關(guān)藥物卡非佐米不可逆地阻斷PSMB5。蛋白酶體亞基β1型和2型僅在細(xì)胞培養(yǎng)模型中達(dá)到的高濃度下被抑制。
PSMB5是20S蛋白酶體復(fù)合物的一部分,具有與胰凝乳蛋白酶相似的酶活性。它在各種癌細(xì)胞系中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,一種程序性細(xì)胞死亡。在大量骨髓瘤細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)了伊沙唑嗪和來那度胺的協(xié)同作用。藥物作為前藥口服,即檸檬酸艾沙唑,它是一種硼酸酯。
該酯在生理?xiàng)l件下迅速水解成其生物活性形式,即ixazomib,一種硼酸。絕對生物利用度為58%,1小時(shí)后達(dá)到伊沙唑米的最高血漿濃度。血漿蛋白結(jié)合率為99%。該物質(zhì)被許多CYP酶代謝(體外百分比,高于臨床濃度:CYP3A4 42.3%,CYP1A2 26.1%,CYP2B6 16.0%,CYP2C8 6.0%,CYP2D6 4.8%,CYP2C9 4.8%,CYP2C9<1%)以及作為非CYP酶,可以解釋低相互作用潛力。清除率約為每小時(shí)1.86升,個(gè)體之間的變異性為44%,血漿半衰期為9.5天。62%的伊沙唑米及其代謝產(chǎn)物通過尿液排出(其中未改變的形式少于3.5%)和22%的糞便。
MLN9708抑制20S proteasome的糜蛋白酶樣蛋白水解(β5)位點(diǎn),無細(xì)胞試驗(yàn)中IC50和Ki分別為3.4nM和0.93nM,也抑制胱天蛋白酶樣(β1)和胰蛋白酶樣(β2)蛋白水解位點(diǎn),IC50分別為31和3500nM。
應(yīng)用[7][8]
MLN9708(20S proteasome抑制劑)可用于proteasome的生化研究:
proteasome是蛋白質(zhì)復(fù)合物,通過蛋白水解(一種破壞肽鍵的化學(xué)反應(yīng))降解不需要的或受損的蛋白質(zhì)。有助于這種反應(yīng)的酶被稱為蛋白酶。蛋白酶體是細(xì)胞調(diào)節(jié)特定蛋白質(zhì)濃度和降解錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的主要機(jī)制的一部分。蛋白質(zhì)被標(biāo)記為用稱為遍在蛋白的小蛋白質(zhì)降解。標(biāo)記反應(yīng)由稱為遍在蛋白連接酶的酶催化。一旦蛋白質(zhì)被單個(gè)遍在蛋白分子標(biāo)記,這是其他連接酶附著額外泛素分子的信號。結(jié)果是多聚泛蛋白鏈被蛋白酶體結(jié)合,使其降解標(biāo)記的蛋白質(zhì)。所述的降解方法產(chǎn)生的肽的約七至八個(gè)氨基酸然后可以進(jìn)一步降解為較短的氨基酸序列并用于合成新蛋白質(zhì)。在所有真核生物和古細(xì)菌以及一些細(xì)菌中都發(fā)現(xiàn)了蛋白酶體。在真核生物中,蛋白酶體位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。
在結(jié)構(gòu)中,蛋白酶體是圓柱形復(fù)合物,其含有形成中心孔的四個(gè)堆疊環(huán)的“核心”。每個(gè)環(huán)由七個(gè)單獨(dú)的蛋白質(zhì)組成。內(nèi)部兩個(gè)環(huán)由七個(gè)β亞基組成,其含有三到七個(gè)蛋白酶活性位點(diǎn)。這些位點(diǎn)位于環(huán)的內(nèi)表面上,因此目標(biāo)蛋白質(zhì)在降解之前必須進(jìn)入中心孔。外部兩個(gè)環(huán)各自包含七個(gè)α亞基,其功能是維持蛋白質(zhì)進(jìn)入桶的“門”。通過與“帽”結(jié)構(gòu)或調(diào)節(jié)顆粒結(jié)合來控制這些α亞基識(shí)別附著在蛋白質(zhì)底物上的多聚泛蛋白標(biāo)簽并啟動(dòng)降解過程。泛素化和蛋白酶體降解的整個(gè)系統(tǒng)被稱為遍在蛋白-蛋白酶體系統(tǒng)。
蛋白酶體降解途徑對于許多細(xì)胞過程是必需的,包括細(xì)胞周期,基因表達(dá)的調(diào)節(jié)和對氧化應(yīng)激的反應(yīng)。蛋白酶體及其亞基具有臨床意義,有兩個(gè)原因:(1)受損復(fù)雜組裝或功能失調(diào)的蛋白酶體可能與特定疾病的潛在病理生理學(xué)相關(guān),(2)它們可被用作治療藥物靶點(diǎn)干預(yù)措施。最近,已經(jīng)做出更多努力來考慮蛋白酶體用于開發(fā)新的診斷標(biāo)志物和策略。對蛋白酶體病理生理學(xué)的改進(jìn)和全面理解應(yīng)該導(dǎo)致未來的臨床應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]Aspirin Suppresses the Growth and Metastasis of Osteosarcoma through the NF-κB Pathway[J].Liao Dan,Zhong Li,Duan Tingmei,Zhang Ru-Hua,Wang Xin,Wang Gang,Hu Kaishun,Lv Xiaobin,Kang Tiebang.Clinical Cancer Research.2015(23)
[2]Marizomib,A Potent Second Generation Proteasome Inhibitor from Natural Origin[J].Long Ma,Aipo Diao.Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry.2015(3)
[3]Withaferin A inhibits NF-kappaB activation by targeting cysteine 179 in IKKβ[J].Karen Heyninck,Maija Lahtela-Kakkonen,Pieter Van der Veken,Guy Haegeman,Wim Vanden Berghe.Biochemical Pharmacology.2014(4)
[4]1,8-Cineol inhibits nuclear translocation of NF-κB p65 and NF-κB-dependent transcriptional activity[J].Johannes F.-W.Greiner,Janine Müller,Marie-Theres Zeuner,Stefan Hauser,Thorsten Seidel,Christin Klenke,Lena-Marie Grunwald,Timo Schomann,Darius Widera,Holger Sudhoff,Barbara Kaltschmidt,Christian Kaltschmidt.BBA-Molecular Cell Research.2013(12)
[5]Carfilzomib:a novel agent for multiple myeloma[J].Kimberly Redic.J Pharm Pharmacol.2013(8)
[6]Dehydroxymethylepoxyquinomicin(DHMEQ),a novel NF‐kappaB inhibitor,inhibits allergic inflammation and airway remodelling in murine models of asthma[J].K.Shimizu,S.Konno,M.Ozaki,K.Umezawa,K.Yamashita,S.Todo,M.Nishimura.Clin Exp Allergy.2012(8)
[7]Structure-based design and biological profile of(E)-N-(4-Nitrobenzylidene)-2-naphthohydrazide,a novel small molecule inhibitor of IκB kinase-β[J].European Journal of Medicinal Chemistry.2011(4)
[8]The role of IκB kinase complex in the neurobiology of Huntington’s disease[J].Ali Khoshnan,Paul H.Patterson.Neurobiology of Disease.2011(2)