Vortrag 14: p38 MAP Kinase Inhibitor

Question 1

Auf was wirkt dieser Arzneistoff?

Answer 1

Dibenzosuberon als Pharmakophor

-> Wirkt als p38α-Inhibitor

Question 2

Welchen Sinn hat es p38α zu inhibieren?

• > Erst allgemein sagen zu welcher Klasse von Molekülen es gehört
• > Wodurch wird sie aktiv?
• > Worauf wirkt sie?

Answer 2

p38α ist eine MAP-Kinase (Mitogen-aktivierte Protein Kaskade)

Phosphorylierungskaskase erreicht ihr Ende -> phosphoryliert eine MAP-Kinase -> MAP-Kinasen = executive Kinasen

Aktivierung durch extrazellulären Stress

Regulator von Wachstum und Apoptose/Regulation der Ausschüttung von Entzündungsfaktoren

Question 3

Wie wechselwirkt Skepinon mit der Kinase?

Answer 3

WW mit dem Gatekeeper-Rückstand (Thr106)
Glycin-Flip → verbesserte Selektivität
Interaktion mit HR I und HR II → verbesserte Löslichkeit

(HR = Hydrophobe Region)

Question 4

Was liegt das Problem dieser Verbindung?

Wie kann man dies beheben?

Answer 4

Amid kann hydrolysiert werden

Erhöhung der metabolischen Stabilität durch Einführung einer N-Acylhydrazon Gruppe

Question 5

ADP-glo-Assay 23

Wie kann man mit diesem Assay die Inhibitor Funktion messen?

Answer 5

1. ATP + Substrat + Enzym + Inhibitor
2. -> Reaktion läuft unter Inhibition ab und man erhält eine bestimmte Menge an ADP
3. ATP aus Gemisch entfernen
4. Erzeugtes ADP wieder in ATP umwandeln
5. ATP Nachweis mittels Luciferin/Luciferase Reaktion

Question 6

Wie wird der TNF-α-Assay mit humanem Vollblut durchgeführt?

Answer 6

Verwende fisches Blut und versetze dieses mit Inhibitor und LPS-Lösung

Die LPS-Lösung bewirkt eine Stimulation der TNF-α-Freisetzung

Der Inhibitor hemmt die MAPK und soll auf diese Weise die TNF-α-Freisetzung verhindern

Die Menge an TNF-α wird mit Ak-Ag-Ak Komplex quantifiziert

Question 7

Wieso ist es möglich und auch von Vorteil bei manchen Medikamenten Benzol durch Thiophen zu ersetzen?

Answer 7

Thiophen ist Bioisoster, gleiche Raumerfüllung

C=C entspricht im Durchmesser einem S-Atom

• > Aber Unterschied ist, dass Thiophen eine höhere Elektronendichte hat als Benzol
• > Kann besser mit Molekülbindetasche wechselwirken

Question 8

Welche Arten von Kinasen kennen Sie?

Answer 8

Einteilung nach Substrat das phosphoryliert wird:

• Lipidkinasen
• Kohlenhydratkinasen (PFK)
• Proteinkinasen (MAPK)

Weitere Einteilung von Proteinkinasen in Aminosäure Rest den sie phosphorylieren

Serin, Threonin, Tyrosin

Question 9

Wofür steht MAP?

Wie ist der Ablauf zur Aktivierung von MAP?

Answer 9

Mitogen-activated Protein

Mitogen -> Zellteilung anregend

Ablauf: Mitogen regt Signaltransduktionsweg über Phosphorylierungskaskade an

-> Letzter Schritt ist Phosphorylierung von MAP-Kinasen z.B. p38

Question 10

Nenne ein paar MAP Kinasen und ihre Funktion

Answer 10

ERK1/2 -> Wachstumsfördernd

JNK -> Inflammation/Apoptose

p38-α -> Inflammation/Apoptose

Question 11

Welche Aufgabe haben scaffold Proteine?

Answer 11

Bringen die einzelnen Kinasen des MAP Kinase Signaltransduktionsweges in räumliche Nähe

• > Zielgerichtete Weiterleitung des Signals möglich
• > Modulation des Signals möglich

Question 12

Warum werden die MAP Kinasen nicht direkt phosphoryliert?

Answer 12

Mehr Kinasen bedeutet es kann Cross Talk geben

Kann Signalamplifikation erreichen

Question 13

Was für GPCRs aktivieren:

• ERK
• JNK
• p38

Welche pathologische Bedeutung haben diese Down-Stream Effektoren?

Answer 13

ERK: G_s gekoppelte Rezeptoren

JNK: G_12/13 gekoppelte Rezeptoren

p38: G_q gekoppelte Rezeptoren

Down-Stream Effektoren wie z.B. Ras sind Protoonkogene

-> Unkontrolliertes Zellwachstum

Question 14

Nennen sie Input Signale die den p38 Signalweg aktivieren

Answer 14

Zellulärer/oxidativer Stress (UV-Licht)

Pro inflammatorische Zytokine (IL-1)

TGF-Beta

Gq-gekoppelte Rezeptoren (Aktivieren PKC)

Rezeptor-Tyrosinkinasen (RTK mit ihren Liganden den Wachstumsfaktoren)

Question 15

Man kann eine in silico Methode zur Vorhersage des Bindemodus verwenden. Was lässt sich durch Docking vorhersagen?

Answer 15

Vorhersage wo das Molekül im Protein bindet -> Mögliche Bindetasche mit Bindemodus

Erlaubt eine Abschätzung wie affin das Molekül in der Bindetasche binden kann (Bindungsenergie)

Question 16

Welche Wechselwirkungen können zwischen Ligand und Target vorliegen?

• > Thema Docking
• > Auch nennen wie viel Energie beigetragen wird

Answer 16

Van-der-Waals 2-4 kJ/mol

HBB 5-20 kJ/mol

Dipol-Dipol WW 5-25 kJ/mol

Ionische WW 20-40 kJ/mol

Kovalente Bindung 800-1000 kJ/mol

Question 17

Was ist der Unterschied zwischen gerichteten und ungerichteten Wechselwirkungen?

Answer 17

Ungerichtet: In alle Richtungen des Raumes gleichmäßig wirkend Beispiel ist Ionische WW.

Gerichtet: In eine bestimmte Richtung wirkend (Abstand und Winkel sind wichtig)

Question 18

Was ist TRT und wie kann man sie bestimmen?

Answer 18

TRT: Target Residence Time -> Verweilzeit am Target

ADP-TR-FRET-Assay (TR: Time resolved)

Ablauf: 1) Enzym + Inhibitor inkubieren -> Enzym Inhibitor Komplex

2) Substrat + ATP dazu gegeben
3) Enzyme die nicht inhibiert sind können ATP zu ADP umsetzen
4) ADP mit Fluorophor an einem AK zugeben
5) FLuorophor ADP durch gebildetes ADP verdrängen (-> Kein Signal Quencher mehr -> Fluoreszenz) Im Vortrag wurde dies genau anders herum erklärt d.h. die Fluoreszenz würde abnehmen.