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.2012年3月;81(3):356-65.
doi:10.1124/mol.111.075648。 Epub 2011年11月23日。

用新型丝氨酸类似物确定丙氨酸-丝氨酸-半胱氨酸转运体2(ASCT2)配体的底物和阻断剂活性

附属公司

用新型丝氨酸类似物确定丙氨酸-丝氨酸-半胱氨酸转运体2(ASCT2)配体的底物和阻断剂活性

托马斯·阿尔伯斯等。 分子药理学. 2012年3月.

摘要

中性氨基酸转运蛋白丙氨酸-半胱氨酸转运蛋白2(ASCT2)属于溶质转运蛋白的溶质载体1(SLC1)家族,可跨膜转运小的中性氨基酸,包括生理上重要且普遍存在的氨基酸谷氨酰胺。由于缺乏对ASCT2药理学的了解以及缺乏高亲和力抑制剂,我们对ASCT2参与谷氨酰胺生理过程的理解受到了阻碍。在本研究中,我们将电子对接方法与结合参数的实验研究相结合,以开发新的ASCT2抑制剂和底物,一系列丝氨酸酯,并确定控制其功能效应的结构参数。该系列化合物是使用标准方法合成的,具有从抑制剂到部分底物和全底物的一系列性质。我们的结果表明,侧链体积小、侧链疏水性低的氨基酸衍生物与结合位点的闭环形式强烈相互作用,其中重入环2(底物结合位点的假定细胞外门)被关闭。然而,这些衍生物与开环形式(外门向细胞外侧开放)结合较弱,充当转运底物。相反,抑制剂优先与开环形式结合。侧链中的芳香残基是高亲和力相互作用所必需的。其中一种化合物,1-丝氨酸酯-丝氨酸联苯-4-羧酸盐以30μM的表观亲和力可逆地抑制ASCT2功能。

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数字

图1。
图1。
A、 Glt天然天冬氨酸配体的叠加酸碱度 2NWX公司结构(粉红色配体)-Autodock Vina预测的天冬氨酸复合物(基于2NWX公司,绿色配体)。B、 叠加-Ser(绿色)和-Asn(黄色)配体对接到ASCT2(2NWX)同源模型(灰色结构)。具有结合配体的GltPh2NWX结构;Asp(粉红色),显示为绿松石色。距离配体4Å的氨基酸侧链突出显示为线条。
图2。
图2。
总结了本研究中使用的氨基酸底物和抑制剂的结构,并总结了合成程序。
图3。
图3。
A、 Glt天然TBOA配体的叠加酸碱度 2西北偏西结构(绿松石配体)-Autodock Vina预测的Bzl-Ser复合物(姿势5)(基于第2周同源模型,灰色配体)。B、 预测抑制剂结合位点的表面表征。
图4。
图4。
A、 在灰色条指示的时间和浓度下,将全部和部分底物应用于ASCT2所引发的内向阴离子电流的原始痕迹。减去基线电流。膜电位为0 mV,细胞内溶液含有10 mM丙氨酸和135 mM NaSCN。细胞外溶液含有140 mM NaMes。B、 两种底物(■,4c类,异丙基-;○,第6页c,乙基)。实线表示根据Michaelis-Menten方程进行的拟合。
图5。
图5。
A、 在灰条指示的时间和浓度下,应用丙氨酸引起的向内阴离子电流的原始迹线(左迹线)和应用抑制剂抑制ASCT2的泄漏阴离子电流。减去基线电流。膜电位为0 mV,细胞内溶液含有10 mM丙氨酸和135 mM NaSCN。细胞外溶液含有140 mM NaMes。B、 两种抑制剂的剂量反应曲线(2厘米3立方厘米). 实线表示根据Michaelis-Menten方程进行的拟合。C、,3立方厘米抑制对200μM丙氨酸的电流响应(如A中的离子条件)。D、 抑制常数,K(K),用于丝氨酸联苯-4-羧酸盐(5厘米)不同浓度的丙氨酸。根据方程式1,虚线表示竞争抑制的预期关系。显示两行的事实反映了K(K)测定丙氨酸。E、 在两种抑制剂存在的情况下抑制电流(5厘米)和丙氨酸(此处显示200μM丙氨酸),等式2用于拟合数据。
图6。
图6。
抑制剂解离动力学。A、 从只含有细胞外缓冲液(对照,黑点)的溶液到含有缓冲液+2 mM丙氨酸的溶液的快速溶液交换,如条形图所示(顶部)。红点显示类似的实验,其中用1mM预培养细胞3立方厘米.随后应用丙氨酸会导致3立方厘米,允许测定解离动力学。减去基线电流。膜电位为0mV,细胞内溶液含有10mM丙氨酸和135mM NaSCN。细胞外溶液含有140 mM NaMes。B、 指数拟合的时间常数量化在A中显示为实线。注意,丙氨酸激活电流的时间常数受到溶液交换时间常数的限制。
图7。
图7。
ASCT2配体的构效关系。表观解离常数[log(1/K)]对侧链取代基(A)体积和取代基(B)的log(P)的依赖性。取代基被定义为所有侧链原子,从C开始β,不包括Cα以及α羧基和氨基。基板显示为开放符号,抑制剂显示为填充符号。P、 辛醇-水分配系数。
图8。
图8。
预测底物、部分底物或抑制剂行为:阴离子电流的方向与侧链体积成比例。阴离子电流响应是相对于饱和丙氨酸浓度(均为0 mV)引起的响应进行计算的。

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引用人

工具书类

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