EP1891028A1 - Non-peptidic inhibitors of akap/pka interaction - Google Patents

Non-peptidic inhibitors of akap/pka interaction

Info

Publication number
EP1891028A1
EP1891028A1 EP06742376A EP06742376A EP1891028A1 EP 1891028 A1 EP1891028 A1 EP 1891028A1 EP 06742376 A EP06742376 A EP 06742376A EP 06742376 A EP06742376 A EP 06742376A EP 1891028 A1 EP1891028 A1 EP 1891028A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
asthma
pka
disease
akap
decoupler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06742376A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Enno Klussmann
Walter Rosenthal
Jörg Rademann
Frank Christian
Sina Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Forschungsverbund Berlin FVB eV
Original Assignee
Forschungsverbund Berlin FVB eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Forschungsverbund Berlin FVB eV filed Critical Forschungsverbund Berlin FVB eV
Publication of EP1891028A1 publication Critical patent/EP1891028A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C335/00Thioureas, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C335/30Isothioureas
    • C07C335/32Isothioureas having sulfur atoms of isothiourea groups bound to acyclic carbon atoms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00Drugs for disorders of the respiratory system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00Drugs for disorders of the respiratory system
    • A61P11/02Nasal agents, e.g. decongestants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00Drugs for disorders of the respiratory system
    • A61P11/06Antiasthmatics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00Drugs for disorders of the respiratory system
    • A61P11/16Central respiratory analeptics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P13/00Drugs for disorders of the urinary system
    • A61P13/02Drugs for disorders of the urinary system of urine or of the urinary tract, e.g. urine acidifiers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P15/00Drugs for genital or sexual disorders; Contraceptives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P15/00Drugs for genital or sexual disorders; Contraceptives
    • A61P15/10Drugs for genital or sexual disorders; Contraceptives for impotence
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P15/00Drugs for genital or sexual disorders; Contraceptives
    • A61P15/12Drugs for genital or sexual disorders; Contraceptives for climacteric disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/10Anti-acne agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/14Drugs for dermatological disorders for baldness or alopecia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders
    • A61P19/02Drugs for skeletal disorders for joint disorders, e.g. arthritis, arthrosis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders
    • A61P19/04Drugs for skeletal disorders for non-specific disorders of the connective tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders
    • A61P19/08Drugs for skeletal disorders for bone diseases, e.g. rachitism, Paget's disease
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders
    • A61P19/08Drugs for skeletal disorders for bone diseases, e.g. rachitism, Paget's disease
    • A61P19/10Drugs for skeletal disorders for bone diseases, e.g. rachitism, Paget's disease for osteoporosis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P21/00Drugs for disorders of the muscular or neuromuscular system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P21/00Drugs for disorders of the muscular or neuromuscular system
    • A61P21/02Muscle relaxants, e.g. for tetanus or cramps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/18Antipsychotics, i.e. neuroleptics; Drugs for mania or schizophrenia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P27/00Drugs for disorders of the senses
    • A61P27/02Ophthalmic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/04Anorexiants; Antiobesity agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/08Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis
    • A61P3/10Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis for hyperglycaemia, e.g. antidiabetics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/12Drugs for disorders of the metabolism for electrolyte homeostasis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • A61P31/14Antivirals for RNA viruses
    • A61P31/18Antivirals for RNA viruses for HIV
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P33/00Antiparasitic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/08Antiallergic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P7/00Drugs for disorders of the blood or the extracellular fluid
    • A61P7/04Antihaemorrhagics; Procoagulants; Haemostatic agents; Antifibrinolytic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P7/00Drugs for disorders of the blood or the extracellular fluid
    • A61P7/06Antianaemics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/04Inotropic agents, i.e. stimulants of cardiac contraction; Drugs for heart failure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/10Drugs for disorders of the cardiovascular system for treating ischaemic or atherosclerotic diseases, e.g. antianginal drugs, coronary vasodilators, drugs for myocardial infarction, retinopathy, cerebrovascula insufficiency, renal arteriosclerosis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/14Vasoprotectives; Antihaemorrhoidals; Drugs for varicose therapy; Capillary stabilisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/44Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to only one six-membered aromatic ring
    • C07C211/49Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to only one six-membered aromatic ring having at least two amino groups bound to the carbon skeleton
    • C07C211/50Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to only one six-membered aromatic ring having at least two amino groups bound to the carbon skeleton with at least two amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/57Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
    • C07C211/61Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton with at least one of the condensed ring systems formed by three or more rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C215/00Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C215/74Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having hydroxy groups and amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the same carbon skeleton
    • C07C215/76Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having hydroxy groups and amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the same carbon skeleton of the same non-condensed six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C215/00Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C215/74Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having hydroxy groups and amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the same carbon skeleton
    • C07C215/76Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having hydroxy groups and amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the same carbon skeleton of the same non-condensed six-membered aromatic ring
    • C07C215/80Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having hydroxy groups and amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the same carbon skeleton of the same non-condensed six-membered aromatic ring containing at least two amino groups bound to the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C225/00Compounds containing amino groups and doubly—bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton, at least one of the doubly—bound oxygen atoms not being part of a —CHO group, e.g. amino ketones
    • C07C225/22Compounds containing amino groups and doubly—bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton, at least one of the doubly—bound oxygen atoms not being part of a —CHO group, e.g. amino ketones having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C233/00Carboxylic acid amides
    • C07C233/01Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • C07C233/02Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having nitrogen atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to carbon atoms of unsubstituted hydrocarbon radicals
    • C07C233/09Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having nitrogen atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to carbon atoms of unsubstituted hydrocarbon radicals with carbon atoms of carboxamide groups bound to carbon atoms of an acyclic unsaturated carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C233/00Carboxylic acid amides
    • C07C233/01Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • C07C233/45Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having the nitrogen atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a hydrocarbon radical substituted by carboxyl groups
    • C07C233/46Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having the nitrogen atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a hydrocarbon radical substituted by carboxyl groups with the substituted hydrocarbon radical bound to the nitrogen atom of the carboxamide group by an acyclic carbon atom
    • C07C233/47Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having the nitrogen atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a hydrocarbon radical substituted by carboxyl groups with the substituted hydrocarbon radical bound to the nitrogen atom of the carboxamide group by an acyclic carbon atom having the carbon atom of the carboxamide group bound to a hydrogen atom or to a carbon atom of an acyclic saturated carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C233/00Carboxylic acid amides
    • C07C233/01Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • C07C233/56Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having carbon atoms of carboxamide groups bound to carbon atoms of carboxyl groups, e.g. oxamides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C237/00Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by amino groups
    • C07C237/28Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by amino groups having the carbon atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a non-condensed six-membered aromatic ring of the carbon skeleton
    • C07C237/40Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by amino groups having the carbon atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a non-condensed six-membered aromatic ring of the carbon skeleton having the nitrogen atom of the carboxamide group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C245/00Compounds containing chains of at least two nitrogen atoms with at least one nitrogen-to-nitrogen multiple bond
    • C07C245/02Azo compounds, i.e. compounds having the free valencies of —N=N— groups attached to different atoms, e.g. diazohydroxides
    • C07C245/06Azo compounds, i.e. compounds having the free valencies of —N=N— groups attached to different atoms, e.g. diazohydroxides with nitrogen atoms of azo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C07C245/08Azo compounds, i.e. compounds having the free valencies of —N=N— groups attached to different atoms, e.g. diazohydroxides with nitrogen atoms of azo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings with the two nitrogen atoms of azo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings, e.g. azobenzene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C251/00Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton
    • C07C251/02Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups
    • C07C251/04Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups having carbon atoms of imino groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • C07C251/06Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups having carbon atoms of imino groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms to carbon atoms of a saturated carbon skeleton
    • C07C251/08Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups having carbon atoms of imino groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms to carbon atoms of a saturated carbon skeleton being acyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C251/00Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton
    • C07C251/02Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups
    • C07C251/24Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups having carbon atoms of imino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C251/00Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton
    • C07C251/32Oximes
    • C07C251/34Oximes with oxygen atoms of oxyimino groups bound to hydrogen atoms or to carbon atoms of unsubstituted hydrocarbon radicals
    • C07C251/44Oximes with oxygen atoms of oxyimino groups bound to hydrogen atoms or to carbon atoms of unsubstituted hydrocarbon radicals with the carbon atom of at least one of the oxyimino groups being part of a ring other than a six-membered aromatic ring
    • C07C251/46Quinone oximes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C271/00Derivatives of carbamic acids, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C271/06Esters of carbamic acids
    • C07C271/08Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C271/26Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms with the nitrogen atom of at least one of the carbamate groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C271/28Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms with the nitrogen atom of at least one of the carbamate groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring to a carbon atom of a non-condensed six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C279/00Derivatives of guanidine, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C279/04Derivatives of guanidine, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups having nitrogen atoms of guanidine groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C279/00Derivatives of guanidine, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C279/20Derivatives of guanidine, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups containing any of the groups, X being a hetero atom, Y being any atom, e.g. acylguanidines
    • C07C279/24Y being a hetero atom
    • C07C279/26X and Y being nitrogen atoms, i.e. biguanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C281/00Derivatives of carbonic acid containing functional groups covered by groups C07C269/00 - C07C279/00 in which at least one nitrogen atom of these functional groups is further bound to another nitrogen atom not being part of a nitro or nitroso group
    • C07C281/16Compounds containing any of the groups, e.g. aminoguanidine
    • C07C281/18Compounds containing any of the groups, e.g. aminoguanidine the other nitrogen atom being further doubly-bound to a carbon atom, e.g. guanylhydrazones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C31/00Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C31/13Monohydroxylic alcohols containing saturated rings
    • C07C31/137Monohydroxylic alcohols containing saturated rings polycyclic with condensed ring systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C311/00Amides of sulfonic acids, i.e. compounds having singly-bound oxygen atoms of sulfo groups replaced by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C311/01Sulfonamides having sulfur atoms of sulfonamide groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C311/02Sulfonamides having sulfur atoms of sulfonamide groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C311/08Sulfonamides having sulfur atoms of sulfonamide groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton having the nitrogen atom of at least one of the sulfonamide groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C311/00Amides of sulfonic acids, i.e. compounds having singly-bound oxygen atoms of sulfo groups replaced by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C311/15Sulfonamides having sulfur atoms of sulfonamide groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C07C311/20Sulfonamides having sulfur atoms of sulfonamide groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings having the nitrogen atom of at least one of the sulfonamide groups bound to a carbon atom of a ring other than a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C311/00Amides of sulfonic acids, i.e. compounds having singly-bound oxygen atoms of sulfo groups replaced by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C311/50Compounds containing any of the groups, X being a hetero atom, Y being any atom
    • C07C311/51Y being a hydrogen or a carbon atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C317/00Sulfones; Sulfoxides
    • C07C317/44Sulfones; Sulfoxides having sulfone or sulfoxide groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C335/00Thioureas, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C335/04Derivatives of thiourea
    • C07C335/06Derivatives of thiourea having nitrogen atoms of thiourea groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C335/10Derivatives of thiourea having nitrogen atoms of thiourea groups bound to acyclic carbon atoms of an unsaturated carbon skeleton
    • C07C335/12Derivatives of thiourea having nitrogen atoms of thiourea groups bound to acyclic carbon atoms of an unsaturated carbon skeleton the carbon skeleton containing six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C335/00Thioureas, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C335/04Derivatives of thiourea
    • C07C335/16Derivatives of thiourea having nitrogen atoms of thiourea groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C337/00Derivatives of thiocarbonic acids containing functional groups covered by groups C07C333/00 or C07C335/00 in which at least one nitrogen atom of these functional groups is further bound to another nitrogen atom not being part of a nitro or nitroso group
    • C07C337/06Compounds containing any of the groups, e.g. thiosemicarbazides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C50/00Quinones
    • C07C50/24Quinones containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/017Esters of hydroxy compounds having the esterified hydroxy group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/76Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C69/94Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring of polycyclic hydroxy carboxylic acids, the hydroxy groups and the carboxyl groups of which are bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/04Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D213/24Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
    • C07D213/36Radicals substituted by singly-bound nitrogen atoms
    • C07D213/42Radicals substituted by singly-bound nitrogen atoms having hetero atoms attached to the substituent nitrogen atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D231/00Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings
    • C07D231/02Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings
    • C07D231/10Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D231/12Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/02Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings
    • C07D277/20Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D277/32Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D277/38Nitrogen atoms
    • C07D277/40Unsubstituted amino or imino radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/02Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings
    • C07D277/20Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D277/32Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D277/54Nitrogen and either oxygen or sulfur atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/60Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D277/62Benzothiazoles
    • C07D277/68Benzothiazoles with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached in position 2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D295/00Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D295/04Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms
    • C07D295/12Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly or doubly bound nitrogen atoms
    • C07D295/135Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly or doubly bound nitrogen atoms with the ring nitrogen atoms and the substituent nitrogen atoms separated by carbocyclic rings or by carbon chains interrupted by carbocyclic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/52Benzo[b]thiophenes; Hydrogenated benzo[b]thiophenes
    • C07D333/62Benzo[b]thiophenes; Hydrogenated benzo[b]thiophenes with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to carbon atoms of the hetero ring
    • C07D333/64Oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14The ring being saturated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/02Ortho- or ortho- and peri-condensed systems
    • C07C2603/04Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings
    • C07C2603/06Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members
    • C07C2603/10Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings
    • C07C2603/12Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings only one five-membered ring
    • C07C2603/18Fluorenes; Hydrogenated fluorenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/02Ortho- or ortho- and peri-condensed systems
    • C07C2603/04Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings
    • C07C2603/22Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing only six-membered rings
    • C07C2603/24Anthracenes; Hydrogenated anthracenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/56Ring systems containing bridged rings
    • C07C2603/58Ring systems containing bridged rings containing three rings
    • C07C2603/70Ring systems containing bridged rings containing three rings containing only six-membered rings
    • C07C2603/74Adamantanes

Definitions

  • the invention relates to non-peptidic molecules which modulate, in particular inhibit, the interaction of protein kinase A (PKA) and protein kinase A anchor proteins (AKAP), and a host or target organism which encodes these non-peptidic compounds or recognition molecules are directed, such.
  • PKA protein kinase A
  • AKAP protein kinase A anchor proteins
  • the invention furthermore relates to a pharmaceutical agent, in particular for the treatment of diseases associated with a disorder of the cAMP signaling pathway, in particular diabetes insipidus, hypertension, diabetes mellitus, duodenal ulcer, asthma, cardiac insufficiency, obesity, AIDS, edema, Cirrhosis, schizophrenia and others.
  • the invention also relates to the use of the molecules according to the invention.
  • the ability of cells to receive and respond to external signals is fundamental to their survival and function.
  • the signals are detected by receptors and converted into a cellular response, which always involves a chemical process.
  • a possible signaling pathway that is the cAMP-dependent signaling pathway. It begins by activating a G protein-coupled, heptahelical transmembrane receptor by an extracellular signal, e.g. By a neurotransmitter or a hormone.
  • the most well-studied example of such a signaling pathway is the beta-adrenergic receptor system in which adrenaline or norepinephrine activate G-protein-coupled, beta-adrenergic receptors (GPCR v. G protein-coupled receptor).
  • GPCR v. G protein-coupled receptor the beta-adrenergic receptors
  • a distinction is made between the subtypes beta x , beta2 and beta 3 , which differ in terms of their tissue distribution and ligand affinity.
  • the receptor thus activated transmits the signal to a heterotrimeric, guanosine triphosphate-binding protein (GTP-binding or G protein); this then exchanges bound GDP for GTP and is also activated.
  • GTP-binding or G protein a heterotrimeric, guanosine triphosphate-binding protein
  • trimer After GTP binding, the trimer dissociates into an alpha subunit and a betagamma subunit. Both subunits are membrane-bound via acylations and can each activate or inhibit their own effectors.
  • G proteins have an intrinsic GTPase activity that can cleave the bound GTP and thus deactivate the G protein, and alpha and beta gamma subunits then form a trimer again. So the G-proteins take over the function of a molecular switch.
  • Different classes of G proteins are distinguished (G 3 , Gi, G q , G olf ) whose subunits can activate or deactivate different effector molecules.
  • the effectors include Ca 2+ and K + channels, phospholipase C-beta and adenylate cyclase (AZ).
  • the adenylate cyclase - also a membrane-bound, occurring in several variants - enzyme is stimulated by G alpha .
  • the cAMP can freely diffuse into the cytosol and activate different effectors. These include cyclic nucleotide-gated (CNG) cation channels that open or close upon cAMP binding, and a family of guanine nucleotide exchange factors (GEF), the so-called Epac (ex- change proteins act ⁇ vated by cAMP).
  • CNG cyclic nucleotide-gated
  • GEF guanine nucleotide exchange factors
  • the latter regulate the small monomeric GTPases Rap-1 and Rap-2, which act as suppressors of Ras.
  • CAMP binding to Epac leads to a conformational change that exposes and activates the GEF domain.
  • Ras can be activated by the GEF function.
  • Ras is involved in MAP kinase (mitogen-activated protein kinase) signaling pathways, which are affected by a variety of proliferation or differentiation-inducing signals, e.
  • MAP kinase mitogen-activated protein kinase
  • cytokines activated.
  • CREB cAMP-responsive element binding proteins
  • CRE cAMP-responsive elements
  • PKA cAMP-dependent protein kinase
  • the protein When inactive, the protein is a heterotetramer consisting of two regulatory (R) and two catalytic (C) subunits.
  • the catalytic subunits are inactive. If the intracellular cAMP concentration increases after stimulation, two cAMP molecules bind to each R subunit. By the resulting conformational change releases the catalytic subunits. They then phosphorylate nearby target proteins at Ser and Thr residues, which in turn undergo these conformational and thus functional changes. The recognition of the target proteins takes place via consensus sequences. Since many different extracellular stimuli converge in the cAMP-PKA pathway, and since PKA is an enzyme with broad substrate specificity, the question arises as to how the numerous different stimuli can trigger different specific cell responses.
  • R- and C-subunits RIalpha, RIbeta, RIIalpha, RKbeta or Calpha, Cbeta, Cgamma, PrKX
  • the RI generally have a higher affinity for cAMP than the RII subunits.
  • R subunits can form both homo- and heterodimers, allowing many combinations with fine affinity gradients.
  • cAMP is generated at a certain location near the G protein-coupled receptor through the AZ, and free diffusion in the cytosol is limited by phosphodiesterases (PDEs) - these hydroly - cAMP to adenosine monophosphate. After an extracellular stimulus, only PKA tetramers are activated, which are located in the local PDE-limited cAMP activity range. Not only does an A-kinase anchor protein (AKAP) play an important role in anchoring PKA in such an area, but also in the vicinity of substrates to be phosphorylated.
  • PDEs phosphodiesterases
  • AKAP A-kinase anchor protein
  • AKAP proteins are a family of currently about 50 proteins without significant sequence homology but with similar function. AKAP proteins are defined by the binding domain feature for the R subunits of PKA. This conserved motif is an amphipathic alpha helix of 14 to 18 amino acids, whose hydrophobic side interacts with a hydrophobic pocket of PKA. The hydrophobic pocket is formed by the N-termini of dimerized R subunits. The N-termini assemble in antiparallel fashion, with two helix-turn-helix yiotics forming a four-helix bundle.
  • alpha helices of each subunit closest to the N-terminus form the hydrophobic pocket required for AKAP binding, while the C-terminal alpha helices of the bundle allow dimerization.
  • amino acids involved in the alpha helices other N-terminal amino acid side chains are involved in interactions with AKAP proteins.
  • RI and RII subunits differ in sequence, resulting in different AKAP binding specificities.
  • Most AKAP proteins bind to RII subunits (K d in the nanomolar range), distinguishing low- and high-affinity AKAP proteins.
  • AKAP Lbc / Ht31, AKAP79 and AKAP95 d with ⁇ K values between 1 and 50 nM for the high-affinity include AKA proteins, include Gravin and the
  • D-AKAP dual-specific AKAP proteins
  • AKAP82 (from Caenorhabditis elegans), AKAP82, PAP7 [peripheral-type benzodiazepine receptor (PBR) associated protein 7) and hAKAP220.
  • PBR peripheral-type benzodiazepine receptor
  • Another characteristic domain of AKAP proteins is the so-called targeting domain, which anchors each AKAP protein in a specific subcellular compartment in the cell.
  • A-KAP proteins can bind additional signaling molecules and enzymes important in the cAMP-PKA system, such as PDE and phosphatases. The latter reverse the phosphorylation reactions by hydrolysis and can thus terminate the action of a stimulus.
  • PDE and phosphatases The latter reverse the phosphorylation reactions by hydrolysis and can thus terminate the action of a stimulus.
  • AKAP proteins close to the substrate provide a scaffold that can recruit all the proteins needed to initiate and terminate the signal.
  • the basically diffuse cAMP signal emanating from the AZ is thus spatially and spatially focused with substrate
  • AKAP proteins are involved in central sites of many cellular processes.
  • One possibility of subdivision is the localization of the AKAP proteins in the cell; there are ion channel, cytoskeletal and mitochondrial-associated AKAP proteins.
  • Another possibility is given by the tissue-specific expression of the AKAP proteins.
  • AKAP proteins In order to demonstrate the importance of AKAP proteins for signal transduction pathways in cells, the functions of three AKAP proteins are described in more detail below: Gravin, AKAP79 and AKAP18.
  • Gravin is an actin-associated A-KAP; polymerized actin is an important component of the cytoskeleton. Gravin serves as a multivalent scaffold protein, which in addition to actin also binds PKA and the Ca 2+ -dependent protein kinase (PKC). This complex is important for the desensitization of the beta 2 adrenergic receptor (see above) after stimulation by agonists. At rest, the gravin complex is bound to the receptor. If the receptor is activated, for. B. by adrenaline binding, this leads to the formation of cAMP (see above). Graken-anchored PKA releases its catalytic subunits, which themselves phosphorylate gravin. Phosphorylation initially strengthens the bond.
  • PKA Ca 2+ -dependent protein kinase
  • Gravin is also phosphorylated by the likewise anchored PKC. This phosphorylation causes the dissociation of the gravin complex from the receptor. Instead, the adapter protein linked to the ubiquitin ligase mouse double minute-2 (MDM2) binds beta-arrestin to the receptor. MDM2-catalyzed ubiquitination characterizes the receptor for proteasomal degradation and endocytosis, thus desensitizing the beta 2 adrenergic receptor system.
  • MDM2 ubiquitin ligase mouse double minute-2
  • AKAP79 is an ion channel-associated AKAP which is involved in the regulation of synaptic plasticity in the hippocampus. pus is involved. There, PKA-mediated Na + currents or Ca 2+ currents are enhanced, which were induced by alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) receptors. AMPA receptors have an intrinsic Ca 2+ / Na + channel function. The enhancement is achieved by modulating the activity of the glutamate receptor by phosphorylation. The task of the AKAP79 is to anchor the PKA in the vicinity of the AMPA receptors.
  • AMPA alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid
  • AKAP18 was first described as a membrane-associated, 15 or 18 kDa protein anchoring PKA to the basolateral plasma membrane of epithelial cells and to skeletal muscle cells near the L-type Ca 2+ channels on the plasma membrane, with AKAP18 attached directly to the C Terminus of the Ca 2+ channels interacts.
  • the protein consists of 81 amino acids containing the PKA-binding amphipathic helix and N-terminal myristoyl and palmitoyl lipid anchors that anchor the PKA-AKAP complex to the plasma membrane.
  • the interaction between AKAP18 and the Ca 2+ channel occurs via the C-terminal domain of the alpha subunits of the channel; this is a leucine zipper-like motif involved.
  • the PKA is positioned near an important phosphorylation site in the alpha subunit, allowing for specific phosphorylation. Phosphorylation increases the likelihood of the channel.
  • AKAP18alpha also AKAP15
  • Other splice variants are AKAP18b, gamma and delta.
  • AKAPl ⁇ beta consists of 104 amino acids and contains the same membrane binding domain as the alpha variant. An additional 23 amino acid domain directs the protein to the apical plasma membrane in polarized epithelial cells. The function of AKAPl ⁇ beta is so far unclear.
  • AKAP18delta is a 353 amino acid protein whose RII binding domain is almost identical to those of the alpha-gamma variants. It is for the most part homologous to AKAPl ⁇ gamma. AKAPl ⁇ delta was discovered during the search for AKAP proteins involved in the translocation of the aquaporin-2 (AQP2) water channel from intracellular vesicles into the apical plasma membrane of kidney seed tube cells (see below). It could be shown that AKAPl ⁇ delta is localized to the AQP2-containing vesicles.
  • AQP2 aquaporin-2
  • AQP2 translocation is induced by the antidiuretic hormone arginine vasopressin (AVP, also known as ADH).
  • AVP antidiuretic hormone arginine vasopressin
  • the formation of the hormone and its secretion into the bloodstream are controlled by osmoreceptors in the hypothalamus, which constantly monitor the osmolarity of the blood. If the osmolarity increases, for example as a result of reduced fluid absorption of the organism, AVP is synthesized and secreted into the bloodstream.
  • the start signal for AQP2 redistribution delivers the binding of AVP to the vasopressin receptor (V2R) on the basolateral membrane side of the main renal collecting tube.
  • V2R vasopressin receptor
  • the V2 receptor which is a GPCR, initiates the signaling cascade described above, so that more cAMP is formed.
  • the PKA anchored to the AQP2-containing secretory vesicles by AKAPl ⁇ delta releases its catalytic subunits due to the cAMP-induced conformational change, which phosphorylates the nearby AQP2 water channels.
  • This phosphorylation ensures the transport of the vesicles and their fusion with the apical plasma membrane. In this way, the water permeability of this membrane is increased, and it can be increasingly water from the - located on the other side of the apical membrane in the manifold - reabsorbed primary urine. This counteracts the initial stimulus of the signal chain.
  • AKAPl ⁇ delta In addition to AKAPl ⁇ delta, other proteins are associated with the AQP2 vesicles, but unlike A-KAPl ⁇ delta they do not reach the plasma membrane. This could mean that the PKA anchored to the vesicle membranes by AKAPl ⁇ delta is not limited to the AQP2 Phosphorylation, but also, for example, for the transport process to the plasma membrane regulating phosphorylations is required. Such a function has also been demonstrated for the L-type Ca 2+ channel-associated AKAP79 (see above).
  • peptides can not be administered to experimental animals because they are degraded in the gastrointestinal tract.
  • Another important model for the study of AKAP functions are cell culture models. For use in cell cultures, however, peptides must be acylated to ensure membrane permeability.
  • Prior art peptides dock more tightly to the hydrophobic pocket of the regulatory PKA subunits due to lack of steric hindrance or better interacting (hydrophobic) amino acid side chains complete AKAP proteins. In this way, it can be experimentally verified how the abolition of PKA compartmentalization by AKAP proteins has a physiological effect.
  • the first introduced and hitherto most widely used anchor inhibitor peptide is the 22 to 24 amino acid Ht31 peptide derived from the PKA binding domain of the AKAP protein Ht31, also known as AKAP-Lbc.
  • AKAP-Lbc The first introduced and hitherto most widely used anchor inhibitor peptide is the 22 to 24 amino acid Ht31 peptide derived from the PKA binding domain of the AKAP protein Ht31, also known as AKAP-Lbc.
  • non-peptidic molecules according to Table A can be used as inhibitors or decouplers of PKA and AKAP or as substances for blocking the PKA anchoring.
  • the non-peptidic inhibitors are also lead compounds for new drugs.
  • Such drugs are a new tool for blocking PKA anchoring for in vitro experiments and they are the basis for a new class of drugs. which, unlike classical drugs, attack protein-protein interactions and do not modulate enzyme or receptor activities.
  • preferred claimed compounds have a multiplicity of common physicochemical properties which result in the compounds being very useful as pharmaceutical agents since they comply to the so-called rules of five of Lipinski. correspond.
  • These common physicochemical or structural features of the components according to the invention relate to their molecular weight, which is in the range from 150 to 600 g / mol, preferably from 190 to 300 g / mol, a distribution coefficient of logP ⁇ 10, preferably ⁇ 8, especially preferably ⁇ 1 to ⁇ 5 with a maximum of 10 hydrogen bond donors and a maximum of 10 hydrogen bridge acceptors, a solubility value of logSw of -400 to 0 and a BrotN value of 0 to 7, wherein preferably the AKAP18delta-RII interaction is at least 40% is inhibited.
  • the molecules according to the invention particularly preferably bind to regulatory subunits of the PKA, in particular to RIalpha or RII-alpha or RII-alpha or R-beta.
  • the molecules according to the invention make it possible to modify, inhibit or decouple AKAP, preferably AKAP18, more preferably AKAP18delta and PKA, depending on the species used.
  • recognition molecules against the molecules of the invention may be, for example, antibodies, chelators, complexing agents or other structures known in the art.
  • recognition molecules are easy to generate when their carrying is revealed - as in the present case the decouplers.
  • the decouplers can be administered together with an adjuvant into organisms, thereby producing antibodies that can be obtained by known methods.
  • the aid of these recognition molecules or with the aid of the molecules according to the invention it is possible to provide organisms in which the AKAP-PKA interaction is tissue- and / or cell-specifically modified by bringing the organisms mentioned into contact with the molecules according to the invention or the recognition molecules.
  • Preferred decouplers have a logP value of ⁇ 9, 8, 7, 6, 5, preferably 4, more preferably 3 and very particularly preferably ⁇ 2 and at most 10, 9, 8, 7, 6, preferably 5, particularly preferably 4, 3 and / or 2 water Substance bridge donors and / or acceptors and / or a BrotN value of in particular 1, 2, 3, 4, 5, or 6 and / or a logSw value of -350, -300, -250, -200, - 150, -100 or -50 and a molecular weight of 150 to 550, from 150 to 500, from 150 to 450, from 150 to 400 or from 150 to 350.
  • the decouplers preferably have a maximum of 6 hydrogen-bond donors and / or a maximum of 4 hydrogen-bond acceptors and / or a distribution coefficient of logP of ⁇ 1 to ⁇ 5.
  • the decouplers according to the invention inhibit the interaction of AKAP and PKA subunits by at least 80%.
  • the person skilled in sufficient methods are known with which he can determine the inhibition of the interaction.
  • inhibition means any form of modification of the interaction between AKAP and PKA against unaffected interaction with these two molecules.
  • it is preferred to inhibit the binding between AKAP and PKA it may be desired according to the invention that the interaction of AKAP and PKA be increased.
  • decouplers are those shown in Table A. These decouplers exhibit physicochemical
  • AKAP and PKA properties that not only inhibit the interaction of AKAP and PKA, but that Furthermore, they can be very well absorbed in a target organism, so that it is possible to treat diseases resulting from an imbalance or disruption of cAMP-dependent signal transduction.
  • diseases include diabetes insipidus, diabetes mellitus, obesity, edema, chronic obstructive pulmonary disease, AIDS, schizophrenia, cirrhosis, heart failure, coronary heart disease, hypertension and / or asthma.
  • the diseases caused by the disruption of cAMP-dependent signal transduction are not limited to these.
  • the other diseases mentioned below are also among the preferred diseases which can be treated very well with the agents according to the invention.
  • compositions of the invention are disclosed in Table B. These preferred compounds share common physicochemical properties that result in the compounds being optionally used in conjunction with a pharmaceutically acceptable carrier for the surgical and / or therapeutic treatment of the human or animal body and diagnostic procedures performed on the human or animal body can.
  • the compounds have substance properties that comply with the rules of five by Lipinski et al. (Lipinski et al., Adv. Drug Deliv. Rev. 46, 3-26, 2001).
  • a further preferred embodiment of the invention relates to decouplers selected from Table C. These preferred compounds have such a good membrane permeability that they can very well be used in vivo, ie, in particular as a pharmaceutical agent, for PKA anchorage or to modulate the AKAP-PKA interaction, in particular to inhibit.
  • Advantageous molecules according to the invention are disclosed in Table A, B and / or C. Because of their physicochemical properties, such as their low molecular weight, advantageous partition coefficient and solubility and bread N value, as well as the fact that they contain no more than 10 H-bond acceptors, and in particular substantially no more than 7, preferably 6, all particularly preferably have 5 H-bridge donors, these agents are very good in prophylaxis, therapy, post-treatment and / or diagnosis in in vivo systems such.
  • decoupler of the invention have the general ⁇ my formula I which can be guided into one another by resonance ⁇ (R 2 and R 3 are treated as interchangeable) LV
  • X is a non-hydrogen atom, preferably a sulfur atom
  • R 1 is an alkyl or aryl radical, preferably a 1-Naphthylmethylrest
  • R 2 and R 3 is a hydrogen atom or an alkyl or aryl radical, preferably R 2 and R are 3 is two hydrogen atoms, two methyl radicals, one benzyl radical and one methyl radical or one shortcoming radical and one tert-butyl radical, more preferably R 2 and R 3 are a 2-thiazolidinyl radical and a methyl or tert-butyl radical, and a 1-naphthyl radical and Isoproyl, cyclohexyl, benzyl or methyl radical.
  • the invention accordingly also relates to compounds according to the general formula I for use as medicaments or as pharmaceutical active ingredients.
  • the invention also relates to the use of the compounds according to the general formula I for the treatment of the diseases disclosed in the application.
  • the decouplers of the invention have the general formula II, wherein Rl to R3 have the meaning as above:
  • the ratio 1/5 depends on the basicity of the nitrogen next to R 3 .
  • the arrangement of the radicals R 2 and R 1 exchangeable are particularly preferred.
  • the protonated compounds such as. Hydrochloride, for use as a decoupler of the AKAE-PKA interaction.
  • the compound JG5 is particularly preferred the dihydrochloride.
  • the lead structure is 990 (see table).
  • the IC values decrease as the aliphatic residues become larger and, as with JG31 (see Table), the anthracene has additional effects. This means a higher electron thrust to amidine and a higher basicity.
  • the electron density on the amidine is important, so that the radicals R 1 and R 2 are electron donating units (see compounds 6 and 7; ortho- or para-methoxyphenyl, ortho- or para-diaminophenyl).
  • the thiocarbamimic acid esters (such as # 990) are labile to nucleophiles such as e.g. B. Amines. This produces thiols and guanidines, which can also be used for example for the treatment of diseases.
  • the invention relates to the cyclic imidazoles (6) and the dihydroimidazoles (7) for use in medicine, in particular as decouplers of AECAP and PKA, and as tools in basic research in vivo and in vitro.
  • the radicals R 1 and R 2 are preferably aryl radicals or cyclic aliphatic radicals (SM 61, SM63 and SM65). The 6 ring on the amidine is also preferred (compound 8 is based on SM71).
  • R 1 contains SR so that the electron density on the amidine is comparable to the active compounds.
  • R is an alkyl radical. Accordingly, the isomer 10 is also preferred.
  • decouplers according to the general formula 11 and 12 are preferred.
  • R 1 and R 2 may be independent of each other:
  • acyclic aliphatic with a chain length of Cl to C ⁇ cyclic aliphatic having a ring size of C3 to C9, including one or more of a plurality of heteroatoms of the type O or N; aromatic as a monocyclic, heteroaryl and mono- to trisubstituted monocycle radical.
  • the electron-donating substituents eg OMe or NMe2
  • the use of heteroaromatics is particularly advantageous with regard to bioavailability It is furthermore advantageous to use the structure 12 with X as a linker group of the acyclic aliphatic type a chain length of Cl to C6 and R 3 with the same groups as for R 1 and R 2 independently formulated.
  • the sulfur and adjacent position 10 may be sensitive to oxidation in certain embodiments of the invention.
  • the active form does not have the framework of the lead structure (see above), but is either the sulfoxide 2 or the sulfone 3.
  • the position 10 may be acidic after oxidation of the sulfur and may be after deprotonation z.
  • B. undergo a Claisen aldol addition. The latter reaction is exemplified by an acetic acid building block as compound 16 (see below). If R 2 is a hydrogen atom, an intramolecular ring closure also occurs.
  • the two positions are very reactive.
  • position 10 is not modified.
  • these azides can be sensitive to oxidation, as explained below.
  • This position can advantageously without significant change of Jardiner spallung be provided with fluorine atoms, which prevent diversification under physiological conditions and receive the activity advantageously.
  • the structure 16 is thus protected against premature loss.
  • the addition product of an acetyl unit is depicted by way of example as structure 8 after elimination of water in 20 (see below).
  • the position 10 can also be substituted.
  • R 3 and R 4 as shown in connection 21, which may preferably also be F as an extension to R 1 and R 2 .
  • the above to the spacer between N and R 1 / R 2 and the oxidation of the sulfur also applies to the compounds listed below.
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may independently, for example, be alkyl and / or aryl radicals.
  • Triple-anilated ring systems may also be preferred (see also compounds SM39 and SM44, Table).
  • guanidines are preferred when R 1 or R 2 is a cyanide (example compound 25).
  • the compounds according to the invention have a solubility in water of 1 mg / ml, preferably at a pH of 2 to 7. In the case of an injection with a daily At a dose of 200 to 400 mg, the water solubility is even higher, to avoid injecting 400 ml solution with a syringe.
  • Further preferred decouplers have a general structure according to FIG. 19 and / or FIG. 20.
  • the preferred decouplers have many surprising advantages over the peptidic inhibitors or decouplers known in the art.
  • the non-peptidic decouplers according to the invention represent ei ⁇ ne shift away from conventional technologies, which follows a new task. With the structures according to the invention a long-unresolved, urgent need is solved, which the experts have hitherto attempted in vain.
  • the simplicity of the solution speaks in favor of an inventive step as it replaces the more complicated teachings of the prior art.
  • the development of the scientific technique with respect to the treatment of the above and below diseases has taken a different direction, so that the teaching according to the invention represents a development-firming achievement, which eliminates misconceptions of the experts over the solution of the corresponding problem.
  • the technical advancement which is realized by the teaching according to the invention, manifests itself in particular through an improvement, increase in performance, cheapening, savings in time, material, work stages, costs or difficult-to-obtain raw materials, increased reliability, elimination of errors, quality enhancement, Freedom from maintenance, greater effectiveness, higher yield, increase of technical possibilities, provision of further means, opening of a further way to the treatment of the diseases, opening of a new area, first solution of a task, provision of reserve resources, alternatives, the possibility of rationalization, automation resp Miniaturization and enrichment of the drug. Accordingly, the teachings of the present invention represent a fortunate handle in which, of the multitude of possibilities, a particular one has been selected whose result could not be predicted.
  • the preferred molecules according to the invention can be used for the treatment of diseases which are caused by a disorder or by a defect of cAMP-dependent signal transduction.
  • This characterization of the disease is not intended to functionally define the ailments to be treated, but the presentation as diseases associated with a modification or defect of compartmentalized cAMP-dependent signal transduction serves as a generic term for a well-defined group of diseases in the sense of the invention. That is, the person skilled in the art can judge which diseases are covered by the definition according to the preamble and thus fall under the claims of the teaching according to the invention of the claim.
  • the abovementioned AKAP proteins can be influenced in their interaction with PKA molecules.
  • the o. G. AKAP18 proteins and their interaction with PKA molecules are modified, and in particular A-KAPl8delta proteins and their interaction with PKA molecules, in particular with subunits and particularly preferably with Rllalpha and / or RIIbeta molecules.
  • the decouplers inhibit substantially 100%, it is also preferred to inhibit 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, preferably 30%, particularly preferably 20% and in particular 10%. Any of these percentage inhibitions may be preferred.
  • decouplers of the invention are on the one hand claimed as new molecules; on the other hand, preferred molecules are claimed as compounds for which a use in medicine is first disclosed.
  • novel molecules in particular the new molecules in the field of medicine, are claimed for the treatment of diseases which according to the definition of the invention are included under the term of the defects associated with the compartmentalized cAMP-dependent signal transduction Illnesses fall.
  • the invention also relates to recognition molecules which are directed against the non-peptidic molecules according to the invention. Because of the disclosure of the non-peptide molecules of the present invention, one of ordinary skill in the art can readily, without undue burden, provide recognition molecules against the non-peptidic molecules of the present invention by routine experimentation so that the recognition molecules are clearly and completely disclosed.
  • the recognition molecules according to the invention are either antibodies, complexing agents or chelators or peptides which interact with the non-peptidic decouplers such that they are impaired in their biological activity, the modulation of the AKAP-PKA interaction ,
  • the recognition molecules it is also possible to use the decouplers in an in vitro or in vivo system. For this purpose, it may be advantageous if the recognition molecules are provided with a detectable probe. The skilled person is aware of such probes.
  • the invention also cells, cell aggregates, tissue cultures or tissue pieces, but also organisms ⁇ men, such as mice, rats, cattle, horses, donkeys, sheep, camels, goats, pigs, rabbits, guinea pigs, hamsters, cats, monkeys , Dogs or humans comprising the decouplers of the invention and / or the recognition molecules of the invention.
  • organisms ⁇ men, such as mice, rats, cattle, horses, donkeys, sheep, camels, goats, pigs, rabbits, guinea pigs, hamsters, cats, monkeys , Dogs or humans comprising the decouplers of the invention and / or the recognition molecules of the invention.
  • various diseases can be investigated, whereby the examination of the diseases relates, for example, to their causes or to possible methods of diagnosis and treatment.
  • Preferred diseases are asthma, hypertension, hypertrophy of the heart, coronary heart disease, duodenal ulcer, heart failure, liver cirrhosis, schizophrenia, AIDS, diabetes mellitus, diabetes insipidus, obesity, chronic obstructive pulmonary disease, learning difficulties, edema (pathological water retention), infectious diseases and / or cancer ,
  • the person skilled in the art knows which decouplers or which recognition molecules he has to use in which concentration, since these are directly and unambiguously determined by routine experiments from the disclosed inventive technology. see doctrine as well as from the prior art, as set forth, for example, in reference works.
  • the organisms can be used to develop drugs that modify, preferably decouple, the PKA-AKAP interaction.
  • the decouplers according to the invention may of course be used as test molecules for pharmaceuticals, but also as lead structures from which the pharmaceuticals are developed.
  • the organisms can also be used in vivo to study metabolic processes in which the AKAP-PKA interaction plays a role or in which it should be clarified whether, for a particular event, such as a specific pathogenic change such as, for example, Degeneration of cells involved in AKAP-PKA interaction.
  • the decouplers or recognition molecules used according to the invention may also be modified decouplers or recognition molecules which have been obtained by combinatorial methods from the compounds according to the invention.
  • the structures thus obtained, in which the molecules according to the invention serve as a guide structure, are essentially functionally analogous to the abovementioned decouplers and recognition molecules according to the invention.
  • Functional analogy means that the homoge- neous structures obtained also allow conclusions to be drawn regarding the interaction of AKAP and PKA or their significance for certain diseases.
  • functionally analogous molecules in the sense of the invention are molecules which the person skilled in the art can identify as having essentially the same effect.
  • the invention accordingly also relates to modified molecules which have substantially the same function in substantially the same way and produce substantially the same result as the invention
  • Decouplers or recognition molecules, or equivalent compounds in which it will be apparent to one of ordinary skill in the art that the same can be achieved with them, which is achieved with the molecules disclosed in the claims.
  • the functional analogues can be obtained by structure-based, combinatorial or another drug design.
  • drug design is clearly defined by those skilled in the art; he refers z. B. on the reference drug design. The path to the drug, or the textbook of clinical pharmacy or standard works.
  • the invention also relates to a pharmaceutical composition which comprises a decoupler according to the invention or a recognition molecule directed against it in the form of a chelator, complexing agent or antibody, if appropriate together with a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipients.
  • the adjuvants may be, for example, adjuvants, vehicles or others.
  • the carriers may be, for example, fillers, extenders, binders, humectants, disintegrants, dissolution inhibitors, absorption accelerators, wetting agents, adsorbents and / or lubricants. In this case, ie if carriers, adjuvants and / or vehicles - such.
  • the agent according to the invention is used as gel, powder, powder, tablet, sustained-release tablet, premix, emulsion, pour-on formulation, drops, concentrate, granules, syrup, pellet, fluid, capsule, aerosol, Spray and / or inhalant prepared and / or used in this form.
  • the tablets, dragees, capsules, pills and granules may be provided with the usual coatings and sheaths which optionally contain opacifying agents and may also be composed in such a way that they release the active substance only or preferably delayed in a specific part of the intestinal tract , wherein as embedding masses, for example, polymer substances and waxes can be used.
  • the pharmaceutical compositions of this invention may be used for oral administration in any orally acceptable dosage form including, but not limited to, capsules, tablets, and aqueous suspensions and solutions.
  • carriers that are commonly used include lactose and corn starch.
  • Lubricants such as magnesium stearate, can typically be added.
  • useful diluents such as lactose and dried corn starch are used.
  • aqueous suspensions are administered orally, the active ingredient is combined with emulsifying and suspending agents. If desired, certain sweetening and / or flavoring and / or coloring agents may be added.
  • the active substance (s) may optionally also be present in microencapsulated form with one or more of the excipients specified above.
  • Suppositories can fe of these agents in addition to the active substance contain the customary water-soluble or water-insoluble excipients, for example polyethylene glycols, fats, for example cocoa fat and higher esters (for example Ci-C4 alcohol with C 6 fatty acid) 'or mixtures thereof.
  • customary water-soluble or water-insoluble excipients for example polyethylene glycols, fats, for example cocoa fat and higher esters (for example Ci-C4 alcohol with C 6 fatty acid) 'or mixtures thereof.
  • Ointments, pastes, creams and gels may contain the customary excipients in addition to the active substance (s), for example animal and vegetable fats, waxes, paraffins, starch, tragacanth, cellulose derivatives, polyethylene glycols, silicones, bentonites, silicic acid, talc and zinc oxide or mixtures of these substances.
  • active substance for example animal and vegetable fats, waxes, paraffins, starch, tragacanth, cellulose derivatives, polyethylene glycols, silicones, bentonites, silicic acid, talc and zinc oxide or mixtures of these substances.
  • Powders and sprays may contain the customary carriers in addition to the active substance (s), for example lactose, talc, silicic acid, aluminum hydroxide, calcium silicate and polyamide powder or mixtures of these substances.
  • Sprays may additionally contain the usual propellants, for example chlorofluorohydrocarbons.
  • Solutions and emulsions may, in addition to the active compounds, ie the compounds according to the invention, the customary carriers such as solvents, solubilizers and emulsifiers, for example water, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl carbonate, ethyl acetate, benzyl alcohol, benzyl benzoate, Propylene glycol, 1,3-butylene glycol, dimethylformamide, oils, in particular cottonseed oil, soil nut oil, maize germ oil, olive oil, castor oil and sesame oil, glycerol, glycerol formal, tetrahydofurfuryl alcohol, polyethylene glycols and fatty acid esters of sorbitan or mixtures of these substances.
  • the solutions and emulsions may also be in sterile and blood isotonic form.
  • Suspensions may contain , in addition to the active ingredients, the customary carriers such as liquid diluents, for example water, ethyl alcohol, propylene glycol, suspending agents, for example ethoxylated isostearyl alcohols, polyoxyethylene sorbitol and sorbitan esters, microcrystalline cellulose, aluminum metahydroxide, bentonite, agar Agar and tragacanth or mixtures of these substances.
  • liquid diluents for example water, ethyl alcohol, propylene glycol
  • suspending agents for example ethoxylated isostearyl alcohols, polyoxyethylene sorbitol and sorbitan esters, microcrystalline cellulose, aluminum metahydroxide, bentonite, agar Agar and tragacanth or mixtures of these substances.
  • the pharmaceutical compositions may be in the form of a lyophilized sterile injectable preparation, for example as a sterile injectable aqueous or oily suspension.
  • This suspension may also be formulated by methods known in the art using suitable dispersing or wetting agents (such as Tween 80) and suspending agents.
  • the sterile injectable preparation may also be a sterile injectable solution or suspension in a non-toxic parenterally-acceptable diluent or solvent, for example, a solution in 1,3-butanediol.
  • Compatible vehicles and solvents that may be used include mannitol, water, Ringer's solution and isotonic sodium chloride solution.
  • sterile non-volatile oils are commonly used as the solvent or suspending medium.
  • any mild non-volatile oil including synthetic mono- the diglycerides are used.
  • Fatty acids such as oleic acid and its glyceride derivatives, are useful in the preparation of injectables, as are natural pharmaceutically-acceptable oils, such as olive oil or castor oil, especially in their polyoxyethylated forms.
  • These oil solutions or suspensions may also contain a long-chain alcohol or similar alcohol as a diluent or dispersant.
  • the formulation forms mentioned may also contain colorants, preservatives and odour- and taste-improved additives, for example peppermint oil and eucalyptus oil, and sweeteners, for example saccharin.
  • the compounds of the invention should preferably be present in the listed pharmaceutical preparations in a concentration of about 0.01 to 99.9, preferably from about 0.05 to 99 wt .-% of the total mixture.
  • the listed pharmaceutical preparations may contain further pharmaceutically active substances, but in addition to other pharmaceutical active substances also salts, buffers, vitamins, sugar derivatives, in particular saccharides, enzymes, plant extracts and others.
  • the buffers and sugar derivatives advantageously reduce pain on subcutaneous administration, and enzymes such as hyaluronidase increase efficacy.
  • the preparation of the abovementioned pharmaceutical preparations is carried out in the customary manner by known methods, for example by mixing the active substance (s) with the excipient (s).
  • the preparations mentioned can be used in humans and animals either orally, rectally, parenterally (intravenously, intramuscularly, subcutaneously), intracisternally, intravaginally, intraperitoneally, locally (powder, ointment, drops) and for the therapy of the diseases mentioned below.
  • Suitable preparations are injection solutions, solutions and suspensions for oral therapy, gels, infusion formulations, emulsions, ointments or drops.
  • ophthalmic and dermatological formulations, silver and other salts, ear drops, eye ointments, powders or solutions may be used.
  • uptake can also take place via the feed or drinking water in suitable formulations.
  • the drugs can be incorporated into other carrier materials such as plastics - plastic chains for local therapy -, collagen or bone cement.
  • the compounds are introduced in a concentration of from 0.1 to 99.5, preferably from 0.5 to 95, particularly preferably from 20 to 80,% by weight in a pharmaceutical preparation. That is, the compounds are present in the pharmaceutical compositions listed above, for example, tablets, pills, granules and others, preferably in a concentration of 0.1 to 99.5% by weight of the total mixture.
  • the amount of active ingredient that is, the amount of compounds of the present invention combined with the carrier materials to produce a single dosage form will vary depending on the subject to be treated and the particular mode of administration. After In view of the condition of the patient, the proportion of the active compound in the preparation may be changed so as to provide a maintenance dose that arrests the disease.
  • the dose or frequency of administration, or both as a function of the symptoms may be reduced to a level at which the improved condition is maintained.
  • treatment should cease.
  • patients may require long-term intermittent treatment after any recurrence of disease symptoms. Accordingly, the proportion of the compounds, that is to say their concentration, in the overall mixture of the pharmaceutical preparation, as well as their composition or combination, is variable and can be modified and adapted by a person skilled in the art on the basis of his specialist knowledge.
  • the compounds according to the invention can be brought into contact with an organism, preferably a human or an animal, in various ways. Furthermore, it is known to the person skilled in the art that, in particular, the pharmaceutical agents can be administered in various dosages.
  • the application should be carried out in such a way that the disease is combated as effectively as possible or the onset of a disease in a prophylactic administration is prevented.
  • the concentration and the type of application can be determined by the skilled person through routine experimentation.
  • Preferred applications of the compounds according to the invention are oral administration in the form of powders, tablets, juice, drops, capsules or the like, rectal administration in the form of suppositories, solutions and the like, parenterally in the form of injections, infusions and solutions, and locally in the form of ointments, patches, envelopes, rinses and the like.
  • the contacting of the compounds according to the invention preferably takes place prophylactically or therapeutically.
  • the suitability of the chosen forms of application as well as the dose, the application regimen, the adjuvant choice and the like can be determined, for example, by taking serum aliquots from the patient, ie human or animal, and testing for the presence of disease indicators during the course of the treatment protocol become.
  • the state of the kidneys, the liver or the like, but also the amount of T cells or other cells of the immune system or other markers that characterize or document a course of disease or recovery can be determined concomitantly in a conventional manner
  • the patient's clinical condition can be monitored for the desired effect.
  • the patient may be further treated with agents of the invention modified with other known drugs of which an improvement in overall constitution can be expected.
  • agents of the invention modified with other known drugs of which an improvement in overall constitution can be expected.
  • injections for example intramuscularly or subcutaneously or into the blood vessels, are a further preferred route for the therapeutic administration of the compounds according to the invention.
  • the delivery via catheters or surgical tubes can be used; For example, via catheters that lead directly to specific organs such as the kidneys, liver, spleen, intestine, lungs, etc.
  • the compounds according to the invention can be used in a preferred embodiment in a total amount of preferably 0.05 to 500 mg / kg of body weight per 24 hours, preferably from 5 to 100 mg / kg of body weight. This is advantageously a therapeutic amount used to prevent or ameliorate the symptoms of a disorder or responsive pathological physiological condition.
  • the daily dose of from 0.005 to 500 mg / kg, preferably from 0.05 to 500 mg / kg of body weight may be applied once or several times to obtain the desired results.
  • pharmaceutical agents are used for about 1 to 10 times daily administration or alternatively or additionally as a continuous infusion. Such administrations can be used as a chronic or acute therapy.
  • the Amounts of active ingredient combined with the carrier materials to produce a single dosage form may, of course, vary depending on the host to be treated and the particular mode of administration.
  • each Application for example, 1 to 2 tablets are administered with an active ingredient content of 0.05 to 500mg / kg body weight.
  • the active ingredient content may also be retarded, reducing the number of applications per day to 1 to 3.
  • the active ingredient content of the delayed-release tablets can be 3 to 3000 mg.
  • the active ingredient is administered by injection, it is preferred to contact the host with the compounds of the invention 1 to 10 times a day or by continuous infusion, with amounts of 1 to 4000 mg per day being preferred.
  • the preferred total amounts per day have proven to be advantageous in human medicine and in veterinary medicine.
  • the pharmaceutical agent is used in a single dose of 1 to 100, in particular from 2 to 50 mg / kg of body weight.
  • the amount of the single dose per application can also be varied by the person skilled in the art on the basis of his specialist knowledge.
  • the compounds used according to the invention can also be used in veterinary medicine in the individual concentrations and preparations mentioned together with the feed or with feed preparations or with the drinking water.
  • a single dose preferably contains the amount of active ingredient administered in one application, which usually corresponds to a whole, a half daily dose or a third or a quarter of a daily dose.
  • the dosage units may accordingly preferably contain 1, 2, 3 or 4 or more single doses or 0.5, 0.3 or 0.25 of a single dose.
  • the daily dose of the compounds according to the invention is preferably distributed over 2 to 10 applications, preferably 2 to 7, more preferably 3 to 5 applications. Of course, a continuous infusion of the inventive means is possible.
  • 1 to 2 tablets are given for each oral application of the compounds according to the invention.
  • the tablets according to the invention may be provided with coatings and casings known to the person skilled in the art and may also be composed in such a way that they contain only the active substance (s) in preferred, release in a particular part of the host.
  • the individual constituents of the compounds are optionally associated with one another or bound to a carrier in liposomes, wherein the inclusion in liposomes in the sense of the invention need not necessarily mean that the compounds are inside the liposomes available.
  • An inclusion in the sense of the invention may also mean that the compounds are associated with the membrane of the liposomes, for example, so that they are anchored on the outer membrane.
  • Such a representation of the compounds according to the invention in or on the liposomes is advantageous if the person skilled in the art selects the liposomes in such a way that they have an immunostimulating action.
  • the expert is known from DE 198 51 2 82 different ways to modify the immune stimulating effect of liposomes.
  • the lipids may be simple lipids such as esters and amides or complex lipids such as glycolipids such as cerebrosides or ganglionides, sphingolipids or phospholipids.
  • Preferred diseases that can be treated with the agent according to the invention are selected from the group comprising AIDS, acne, albuminuria (proteinuria), alcohol withdrawal syndrome, allergies, alopecia (hair loss), ALS (amyotrophic lateral sclerosis), Alzheimer's disease, AMD (age-related macular degeneration) , Anemia, anxiety disorders, anthrax (anthrax), aortic sclerosis, arterial occlusive disease, arteriosclerosis, arterial Conclusion, Temporal Arteritis, Atherosclerosis, Arteriovenous Fistulas, Arthritis, Osteoarthritis, Asthma, Respiratory Insufficiency, Autoimmune Disease, AV Block, Acidosis, Herniated Disc, Peritonitis, Pancreatic Cancer, Becker Muscular Dystrophy, Benign Prostate Hyperplasia (BPH), Bladder Carcinoma, Hemorrhage (Haemophilia) , Bronchial carcinoma, breast cancer, BSE
  • the pharmaceutical compositions according to the invention can also be used for the treatment of cancers selected from the group of cancers or neoplasms of the ear, nose and throat, the lung, the mediastinum, the gastrointestinal tract, the genitourinary system , the gynecological system, the breast, the endocrine system, the skin, bone and soft tissue sarcomas, mesotheliomas, melanomas, neoplasms of the central nervous system, cancers or childhood tumors, lymphomas, leukemias, paraneoplastic syndromes, metastases without a known primary tumor (CUP syndrome ), peritoneal carcinomatosis, immunosuppression-related malignancies and / or tumor metastases.
  • cancers selected from the group of cancers or neoplasms of the ear, nose and throat, the lung, the mediastinum, the gastrointestinal tract, the genitourinary system , the gynecological system, the breast, the
  • the tumors may be the following cancers: adenocarcinoma of the breast, prostate and colon; all forms of lung cancer emanating from the bronchi; Bone marrow cancer; the melanoma; the hepatoma; neuroblastoma; the papilloma; the Apudo, the Choristom; the branchioma; the malignant carcinoid syndrome; carcinoid heart disease; carcinoma (for example, Walker's carcinoma, basal cell carcinoma, basosquamous carcinoma, Brown-Pearce's carcinoma, ductal carcinoma, Ehrlich- Tumor, in situ carcinoma, cancer 2 carcinoma, Merkel cell carcinoma, mucous carcinoma, non-small cell lung carcinoma, oat cell carcinoma, papillary carcinoma, cirrhotic carcinoma, bronchiolo-alveolar carcinoma, bronchial carcinoma, squamous cell carcinoma and transiting nacellar carcinoma); histiocytic dysfunction; Leukemia (for example in connection with B-cell leukemia, mixed cell leukemia
  • the cancer or tumor being treated or prevented is selected from the group: tumors of the ear, nose and throat, including tumors of the internal nose, sinuses, nasopharynx, lips, and the like Oral cavity, oropharynx, larynx, hypopharynx, ear, salivary glands and paragangliomas, tumors of the lung comprising non-small cell lung carcinomas, small cell lung carcinomas, tumors of the mediastinum, tumors of the gastrointestinal tract, tumors of the esophagus, stomach, of the pancreas, liver, gall bladder and biliary tract, small intestine, colon and rectal carcinomas and anal carcinomas, genitourinary tumors including kidney, ureter, bladder, prostate, urethra, penile and thoracic tumors, gynecological tumors including tumors of the cervix, vagina, vulva, corpus carcinoma, malignant trophoblast disease, ovarian carcinoma
  • the cancer or tumor being treated or prevented is selected from the group consisting of cancers or tumors of mammal carcinomas, gastrointestinal tumors including colon carcinomas, gastric carcinomas, pancreatic carcinomas, colonic carcinomas. cancer, small intestine cancer, ovarian cancer, cervical carcinoma, lung cancer, prostate cancer, renal cell carcinoma and / or liver metastases.
  • the disease is selected from the group comprising diseases which are referred to in the context of the invention as infectious diseases associated with a modulation of compartmentalized cAMP-dependent signal transduction, namely: monkey pox, AIDS, anthrax (Bacillus anthracis , Anthrax), avian influenza (avian influenza, bird flu), Lyme disease, Borrelia recurrentis (louse fever), botulism (Clostridium botulinum), brucellosis, Campylobacter infections, chlamydiosis, cholera (Vibrio cholerae), Creutzfeldt-Jakob disease, Coxiella burnetii (Q Fever), Cryptosporidium parvuum (cryptosporidiosis), dengue fever, diphtheria, Ebola virus infections, echinococcosis (fox tapeworm, dog tapeworm), EHEC infections (STEC infections, VTEC infections), enteroviruses, typhus fever
  • agents according to the invention inhibit the enzymes of these pathogens, in particular the phosphatase.
  • the agents may also be membrane destabilizing or otherwise acting.
  • it is preferably essential that the pathogenicity of the pathogens is reduced.
  • the disease to be treated is essentially triggered by bacteria or co-triggered by bacteria; the bacteria may be Legionella, Streptococci, Staphylococci, Klebsiella, Haemophilis influenzae, Rickettsia (spotted fever), Mycobacteria, Mycoplasmas, Ureaplasmas, Neisseria (Meningitis, Waterfridge-Friedrichsen syndrome, Gonorrhea), Pseudomonas, Bordetella (pertussis) , Corynobacteria (diphtheria), chlamydia, Campylobacter (diarrhea), Escherichia coli, pro- teus, Salmonella, Shigella, Yersinia, Vibrio, Dethococci, Clostridia, Listeria, Borrelia, Treponema pallidum, Brucella, Francisellen and / or Leptospira.
  • the bacteria may be Legionella, Str
  • the invention also relates to the use of the decoupler for specific binding to AKAP, preferably AKAP18, particularly preferably AKAP18delta and / or specific binding to PKA, preferably subunits thereof, very particularly preferably to RII subunits.
  • the invention also relates to the inhibition of the interaction of RIalpha, RIIalpha, RIbeta and / or RIIbeta subunits of PKA with AKAP, wherein inhibition in the sense of the invention is any form of modification.
  • the decouplers can be used as aquaretics, contraceptives, as an anti-infective agent, as an anxiolytic agent and / or as an anti-tumor agent.
  • the diseases are selected from the group comprising asthma of any kind, etiology or pathogenesis, or asthma from the group of atopic asthma, non-atopic asthma, allergic asthma, IgE-induced atopic asthma, bronchial asthma, essential asthma, primary asthma, by pathophysiological Disorders induced endogenous asthma, environmental factors, exogenous asthma, essential asthma of unknown or inapparent cause, non-atopic asthma, bronchitis, emphysematous asthma, stress-induced asthma ma, occupational asthma, infectious allergic asthma caused by bacterial, fungal, protozoan or viral infections, non-allergic asthma, inhaled asthma, whez infant syndrome; chronic or acute bronchoconstriction, chronic bronchitis, small airway obstruction, and emphysema; obstructive or inflammatory respiratory disease of any kind, etiology or pathogenesis, or an obstructive or inflammatory respiratory disease from the group of asthma; Pneumoconiosis,
  • Gout inflammation-associated fever, or inflammation-associated pain
  • PAN Polyarterütis nodosa
  • Bone wasting, primary osteoporosis and secondary osteoporosis disorders of the central nervous system of any type, etiology or pathogenesis, or a disorder of the central nervous system from the group depression, Parkinson's disease, learning and memory disorders, dodecious dyskinesia, drug dependence, arteriosclerotic dementia, and dementia as a concomitant of Huntington's disease, Wilson's disease Paralysis agitans and thalamatic atrophy;
  • Infections particularly viral infections, which viruses increase the production of TNF- ⁇ in their host, or which are susceptible to up-regulation of TNF- ⁇ in their host, so as to hamper their replication or other important activities, including viruses from the Group HIV-1, HIV-2 and HIV-3, cytomegalovirus, CMV; Influenza, adenoviruses and herpesviruses, including herpes zoster and herpes simplex; Yeast and fungal infections, wherein these yeasts and fungi are susceptible to upregulation by TNF- ⁇ or induce TNF- ⁇ production in their host, preferably fungal meningitis, especially when co-administered with other drugs of choice for the treatment of systemic yeast and fungal infections, including the polymycins, preferably polymycin B, imidazoles, preferably clotrimazole, econazole, miconazole and / or ketoconazole, the triazoles, preferably fluconazole and / or itrananazole, and the amphotericins,
  • the invention also relates to a method for the modification, in particular an inhibition of an AKAP-PKA interaction comprising the steps:
  • this method is characterized in that the modification takes place on a regulatory RII subunit of the PKA, wherein particularly preferably the RII subunits are RIIalpha and / or Rllbeta subunits.
  • the invention also relates to a kit comprising the products according to the invention - particularly preferably the decouplers and the recognition molecules directed against them - and / or a pharmaceutical composition according to the invention, optionally together with information - eg. As a leaflet or an Internet address that refers to homepages with more information, etc. - about the handling or about the combination of the contents of the kit includes.
  • the information for handling the kit for example, a therapy scheme for the above diseases, especially for the preferred diseases include.
  • the information may also include information on how to use the products of the invention within a diagnosis of diseases associated with, or their decoupling, AKAP-PKA interactions.
  • the kit according to the invention can also be used in basic research.
  • the kit is preferably used to detect whether a metabolic phenomenon is associated with the ACL or PKA interaction and the non-existent interaction.
  • the aid of the kit according to the invention it is possible with the aid of the kit according to the invention to determine which subunits of AKAP and / or PKA are responsible for the interaction of these two molecules or for the non-existence of the interaction between them.
  • the products according to the invention may comprise peptides, vectors, nucleic acids, amino acids, carbohydrates or lipids.
  • the products may be coupled to a fat remnant so that their membrane permeability is changed.
  • the kits of the invention may be used to study this course of the physiological process.
  • the molecules according to the invention can be selected such that they bind the RII subunits of the PKA more strongly than the typical PKA binding domains from AKAP, preferably AKAP18, in particular from AKAP18delta. Since selected molecules according to the invention are advantageously RIIalpha or RIIbeta-specific or, for certain RI-subunits, z.
  • the kit provides particularly detailed insights into the interaction of these molecules. The decoupling with one or the other regulatory subunit of the PKA from AKAP proteins can in particular give information on which PKA, type IIalpha or type IIbeta or the type I, are involved in the particular process under investigation.
  • the invention also relates to a process for the preparation of pharmaceutical agents, which comprises the following steps:
  • the invention also relates to the process product obtained directly by this process.
  • inhibitors or decouplers according to the invention modulate the interaction of AKAP and PKA.
  • the invention will be described in more detail below with reference to a few selected ones.
  • Luria-Bertani (LB) medium 10 g / l tryptone 10 g / l NaCl 5 g / l yeast extract pH 7.0
  • the solution was autoclaved after intensive stirring.
  • the LB agar was heated in a microwave oven until all solid particles were dissolved. After cooling to 40 ° C., the required antibiotic was added and the solution poured into plates.
  • Ampicillin is a penicillin derivative and prevents cell wall synthesis in proliferating bacteria. It was (mg / ml 100) stored as a stock solution at -20 0 C, just before use to a concentration of 100 ug / ml in LB agar or LB medium diluted.
  • Tris tris (hydroxymethyl) aminomethane
  • ⁇ x deoxyribonucleic acid (DNA) sample buffer 250 mg bromophenol blue 250 mg xylene cyanol 33 ml 150 mM Tris-HCl pH 7.6 60 ml glycerol 7 ml H 2 O Isopropyl-beta-D-thiogalactoside (IPTG) solution 1.79 g IPTG 50 ml H 2 O
  • PBS Phosphate-buffered saline
  • trasylol 0.5 mM benzamidine
  • soybean trypsin inhibitor STI
  • DTT Dithiothreitol
  • Tris-buffered saline 10mM Tris-HCl pH 8.0 150mM NaCl
  • TBS-Tween 20 (TBST) as TBS, with 0.01% Tween 20
  • Binding buffer 80 ⁇ l Protease inhibitor mix 125 ⁇ l PMSF solution 20 ⁇ l DTT stock solution 0.5 M ad 10 ml PBS
  • competent E. coli cells of the strain BL21 (DE3) were prepared by the method of Cohen and Wang.
  • the bacteria stored at -80 ° C were thawed on ice and 2 ng of the plasmid DNA to be transformed was added to 50 ⁇ l of bacterial suspension. After incubation on ice for 30 minutes, the cells were exposed to a heat shock of 42 ° C for 45 seconds to collect the plasmid DNA. Immediately afterwards 250 ul of pre-warmed to 37 ° C was LB medium was added and the cells shaken for 1 h at 37 0 C so that it could express the encoded by the plasmid antibiotic resistance.
  • the pGEX-4T3 plasmid ( Figure 1) with the cloned, pro- teinkoding sequence used.
  • foreign DNA can be introduced into bacterial cells, and the plasmid DNA can, for. B. for control purposes, also be isolated from the cells again.
  • 2-3 ml of LB medium were inoculated with the appropriate antibiotic with single colonies of agar plates. The cultures were incubated at 37 0 C overnight with shaking. The cells were centrifuged at 13,000 xg and the supernatant was discarded as completely as possible.
  • the plasmid isolation from the bacterial sediments was carried out according to the plasmid minipreparation protocol of the QIAprep Spin Miniprep Kit (Qiagen GmbH, Hilden).
  • the cells were then lysed in alkaline lysis buffer to remove proteins and protein-associated chromosomal DNA.
  • the soluble plasmid DNA was bound to silica gel (in a column) in the presence of a highly concentrated saline solution, washed, and finally eluted using a low concentration saline solution.
  • the isolated plasmid DNA was analyzed by restriction endonuclease digestion followed by agarose gel electrophoresis.
  • Restriction endonucleases such as EcoRI (isolated from E. coli) cut DNA at specific sites defined by the sequence. The enzymes recognize these sequences, bind and cut the DNA hydrolytically. Microorganisms such as E. coli have restriction endonucleases to degrade foreign DNA. The distinction between own and foreign DNA is made possible by different methylation patterns of the DNA.
  • DNA restriction treatment with restriction endonucleases was normally carried out at 37 ° C. for 1 h.
  • a typical reaction mixture contained 5 ⁇ g of DNA, 1 ⁇ l of 10x enzyme buffer and 0.5 ⁇ l of enzyme solution and was made up to a final volume of 10 ⁇ l with sterile water. After incubation, the entire reaction was analyzed by agarose gel electrophoresis.
  • agarose gels were used.
  • 1% solid agarose was added to TAE buffer and solubilized by boiling in a microwave oven. The solution was clear cooled to 45 0 C, and per 100 ml agarose solution 5 ul of ethidium bromide (EtBr) was added.
  • EtBr ethidium bromide
  • EtBr intercalates into the bases of the nucleic acids and allows their detection under UV light.
  • EtBr fluorescence is enhanced by the delocalized pi-electron systems of the purine and pyrimidine bases of the DNA, between which EtBr inserts.
  • the liquid gel was then poured into a plastic mold where it could cool and polymerize.
  • the DNA samples to be tested were spiked with sample buffer containing TAE, glycerol and bromophenol blue. Glycerol increased the density of the solution, making it easier to run into and stay in the gel pockets. Bromphenol blue allowed the visualization of the sample.
  • 5 ⁇ l of a DNA molecular weight standard were analyzed with DNA fragments of defined size in one lane per gel (HyperLadder I, Bioline GmbH, Luckenwalde, Fig. 2).
  • the electrophoresis was carried out at a voltage of 120 V for 30 minutes.
  • the gels were then photographed with Boehringer Mannheim's Lillimager Fl and analyzed with the associated Lumi Analyst 3.0 software.
  • the detergent used was Triton X-100 at a final concentration of 1%.
  • the suspension was for 30 min at 4 0 C slightly shakes overall.
  • the lysate thus obtained was centrifuged at 17,000 xg and 4 ° C for 10 minutes to remove cell debris.
  • glutathione-Sepharose 4B 50% suspension in lysis buffer, Amersham GmbH & Co. KG, Braunschweig
  • the enzyme GST plays an important role in detoxification reactions, for example in the cytosol of hepatocytes. It catalyzes the reaction of glutathione with various electrophilic, hydrophobic substrates.
  • the GST fused to the desired protein binds with high affinity and high specificity to glutathione, which is coupled to Sepharose beads.
  • Sepharose is a pearl-shaped, agarose-derived base material that is linked to a three-dimensional network. Due to their large volume, the beads and anything that has bound to them can be sedimented by centrifugation at 500 xg for 5 min.
  • GST fusion proteins can also be purified by affinity chromatography over a column filled with glutathione-Sepharose. This application usually results in greater purity, but also in lower yield of proteins.
  • the Sepharose sediment with the GST fusion proteins was then washed three times by resuspending each in 3 ml of lysis buffer and recentrifuging.
  • the pellet was mixed with 300 ⁇ l elution buffer and shaken for 10 min at room temperature.
  • the elution buffer contains excess glutathione in excess and thus competitively displaces the glutathione sepharose from the GST fusion protein.
  • centrifugation at 500 xg for 5 min of the fusion protein containing supernatant was carefully pipetted off, combined with the same volume chen glycerol, aliquoted and stored at -20 0 C. Glycerin prevents the formation of ice crystals, which lead to the degradation of proteins (especially after several freezing and thawing cycles).
  • samples were taken at various points in the procedure and analyzed by SDS-PAGE (see below): before and after the induction of protein synthesis with IPTG, before and after centrifugation of the cell lysate, before and after addition of glutathione -Sepharose and after washing the Sepharose sediment.
  • the method for analyzing the purity and the molecular weight of proteins is the Laemmli discontinuous sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE).
  • Disulfide bridges are reduced and cleaved by DTT and beta-mercaptoethanol, which are next to SDS in the sample buffer.
  • the denatured proteins bind SDS according to their size, that is the length of the amino acid chain.
  • a molecular weight standard consisting of proteins of known molecular weight is loaded onto the gel.
  • the BenchMark protein ladder molecular weight standard was used ( Figure 3, Invitrogen GmbH, Düsseldorf).
  • the SDS-PAGE is referred to as discontinuous because the gel consists of two parts, a collection and a separation gel. They differ with regard to their pore size and their pH. Such a discontinuous system provides sharper bands than a continuous one, thus allowing a more precise determination of protein size and molecular weight.
  • Bound protein-linked sepharose jbeads can be used directly for SDS-PAGE because the SDS sample buffer has a high reducing power that results in the elution of the proteins from the beads.
  • the separating gel was prepared using the reagents mentioned in Section 2.1. After pipetting TEMED, polymerization began and 3.75 ml of the solution was pipetted between glass plates clamped in a special plastic holder. Subsequently, the gel was covered with 2-propanol to eliminate air bubbles and to keep air from the gel (oxygen prevents the polymerization reaction). After complete polymerization, the 2-propanol was removed and the stacking gel prepared (see Section 1.1). After overlaying the release gel with the collection gel, the comb forming the sample pockets was placed in the gel solution. The protein samples were denatured by boiling in sample buffer for 5 min at 95 ° C. The samples were briefly centrifuged and injected into the. With a Hamilton syringe Transferred gel cakes.
  • the proteins are transferred by electrical voltage to a nitrocellulose or polyvinylidene fluoride (PVDF) membrane and detected with specific antibodies (Ab). After binding of the Ab, excess Ab are washed away and the membrane is incubated with a secondary Ab which specifically recognizes and is labeled the primary Ab.
  • the label may consist of radioactive isotopes or an enzyme that catalyzes a dye-forming reaction.
  • an Immobilon P-PVDF membrane was cut to the size of the gel, wetted with ethanol for 15 seconds and then moistened with Semidry transfer buffer for at least 5 minutes. Whatman filter papers were also tailored to the correct size and in Moisten transfer buffer.
  • Protein transfer from the gel to the membrane was carried out with a BioRad TransBlot SD Semi Dry Transfer Cell onto which 2 filters, the membrane, the gel, and again 2 filters were layered. Air bubbles have been removed as they impede protein transfer.
  • the transfer cell was closed and the proteins were transferred to the membrane at 10 V for 1 h.
  • the proteins on the membrane were stained with Ponceau S solution.
  • the membrane was washed off with water and shaken for 20 minutes at room temperature in Ponceau S solution.
  • the bands of the molecular weight standard were traced with a pencil, and the membrane was wrapped in cling film to take a photograph with the Lumilmager Fl (7 s exposure under top illumination).
  • the primary A18delta3-Ab was already present in the workgroup. It was generated by immunizing rabbits against a peptide whose sequence was identical to amino acids 60-76 of the AKAP18delta sequence. The antisera thus obtained had been purified by affinity chromatography via the peptides used for the immunization, coupled to thiopropyl-Sepharose 6B (Amersham GmbH & Co. KG, Braunschweig).
  • the A18delta3-Ab binds both AKAPl ⁇ delta and -gamma.
  • the Ak solution was diluted 1: 500 in Blotto.
  • the membranes were shaken in incubation bags with 3 ml of air-free Ak solution for 2 h at room temperature or overnight at 4 0 C. After washing three times with TBST for 5 min, the membranes were shaken for 1 h in a 1: 100 O dilution of the secondary Ab (anti-rabbit F (ab) 2 fragments) in Blotto.
  • the secondary Ak was coupled to horseradish peroxidase (POD) (Dianova, Hamburg).
  • the membranes were washed three times with TBST for 10 min and for detection, 4 ml of solutions 1 and 2 of the LumiLight Western Blotting Substrate (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim) were added to the membrane and shaken for 5 min at room temperature.
  • the detection solution contains luminol, which is oxidized by the coupled POD to produce light (chemiluminescence).
  • a photograph of the membrane wrapped in cling film was taken under the setting of chemiluminescence (exposure time 1 min) on the lumi-lager Fl.
  • the protein concentration was determined by comparison with a calibration set of different ovalbumin dilutions.
  • ELISA is a method of detecting an antigen with a specific antibody. The detection takes place via an enzyme covalently linked to one of the binding partners, which catalyzes a chromogen conversion. In this case, for example, a dye or chemiluminescence is produced quantitatively
  • Detection takes place by recording the intensity (I) of the chemiluminescence with the help of a photomultiplier in a special reader (ELISA reader). The measured values are output in relative light units (RLU).
  • RLU relative light units
  • PKA PKA subunit RIIalpha, to which AKAP proteins bind, was bound to 384-well microtiter plates (MTP).
  • the buffer system used was PBS (pH: 4, phosphate-buffered saline, pH 7.4) in order to maintain a physiological pH for the proteins used.
  • PBS pH: 4, phosphate-buffered saline, pH 7.4
  • a mix of protease inhibitors and PMSF as a non-specific protease inhibitor was added to the buffer to delay the degradation of the proteins.
  • DTT was used to protect the proteins from oxidation.
  • the blocking solution additionally contained 0.3% skimmed milk powder in order to saturate the unspecific binding sites on the MTP with the milk proteins contained.
  • the FMP20000 substance library was used for screening - the systematic, in part automated search for potential inhibitors of AKAP18delta-RIIalpha binding. It contained 574 MTP, each with 384 wells 20064 different, commercially available substances (ChemDiv, San Diego, USA) in 10 mM stock solutions in DMSO. The substances of the library were selected according to certain criteria, which also apply to previously known pharmacological agents. These include, for example, the Lipinski rules (see discussion).
  • Tab. 1.1 Assignment of an MTP with control reactions (columns 1 and 24) and low-molecular substances (2-23). See also pipetting scheme in Tab. 1.2.
  • the non-specific binding sites were blocked with 100 ⁇ l of blocking solution / well for at least 1 h at room temperature.
  • the blocking solution was removed using the automatic Power Washer 384 (Tecan) and all wells were rinsed with TBST. After completion of the washing process, any remaining solvents on a paper stack were knocked off.
  • the MTPs were prepared for the automated pipetting of low-molecular substances. 10 ⁇ l of blocking solution were initially introduced into each well or the controls were pipetted according to the pipetting scheme (Table 1.2).
  • the controls used were reactions without inhibitors, but with increasing amounts of AKAP18delta GST (0, 80, 160 ng / well), as well as with the inhibitory peptide L314E and the control peptide 18d-PP (25 nM and 1 ⁇ M final concentration).
  • the plates were centrifuged briefly.
  • the library MTPs were prepared for the pipetting procedure as follows: After thawing (37 ° C. for 30 minutes), centrifugation was carried out briefly to collect the solutions at the bottom of the plate. In order to dissolve any solid particles, the plates were immersed in an ultrasonic bath for 1 min. Water adhering to the plates was evaporated by treatment in the Eppendorf Concentrator 5301 at 30 ° C. for 5 minutes, and the protective film was carefully removed.
  • the Power Washer After removal of excess protein by washing with PBST the Power Washer the amount of the bound in the presence of the potential inhibitor AKAPl8delta-GST was determined using 20 ul Al8delta3- (1: 1000 in blocking solution for at least 1 h at room temperature or overnight at 4 0 C ) and 20 ⁇ l of anti-rabbit POD-Ab (1: 3000 in blocking solution, at least 15 min at room temperature) per well. Between the individual pipetting steps each time with the help of the Power Washer with PBST was washed. The quantification was carried out by pipetting 20 ⁇ l of LumiLight Western blotting substrate (Roche) per well and incubating for 5 min at room temperature.
  • the generated chemiluminescence was measured using a Tecan Genios Pro MTP reader and Magellan 5.02 software ⁇ Chemiluminescence endpoint measurement, integration time 10 ms / 'well; Tecan Germany GmbH, Crailsheim).
  • the pGEX-4T3 vector suitable for the expression of GST fusion proteins (FIG. 1) with the A-KAP18delta-coding sequence cloned in was already present in the work group.
  • the 1059 base pair A-KAP18delta cDNA fragment was located at the 3 'end of the GST coding sequence, so that in the expressed protein the GST was N-terminal to AKAP18delta. The correctness of the sequence was confirmed shortly before the work started by sequencing.
  • the GST-AKAP18delta construct was transformed into competent BL21 cells.
  • the plasmid DNA was isolated from four of the clones obtained and a DNA restriction was carried out using the restriction endonucleases EcoRI and Xhol. Since these enzymes were also used for cloning, it was expected that fragments of the size of the AKAP18delta (1.0 kb) insert and the linearized pGEX vector (4.9 kb) could be detected by agarose gel electrophoresis (FIG 5).
  • Bacteria that had been transformed with the pGEX-AKAP18delta vector could be induced to express the recombinant protein by incubation in IPTG-containing medium. After the subsequent lysis of the Bak cells, the GST fusion protein released into the solution was bound to glutathione-Sepharose, washed and finally eluted with excess glutathione. In order to achieve the highest possible yield of protein, were based on a standard method different Pa ⁇ varied parameters of the GST-AKAPl8delta purification. The purification procedure thus determined is described in Section 1.6. For the purified, recombinant GST-AKAP18delta, a size of 75 kDa was expected, for the control purposes purified GST alone of 25 kDa.
  • the highest protein yield could be achieved by incubation at room temperature for 30 minutes (FIG. 6B).
  • the protein concentration of pre-optimization purified and used for ELISA establishment was determined by Bradford assay; it was 0.4 ⁇ g / ⁇ l.
  • the error indicators in the figures indicate the standard error of the mean; in some cases (eg Fig. 9A) the standard errors of the means were so small that the indicators are not recognizable.
  • BSA bovine serum albumin
  • BSA bovine serum albumin
  • skimmed milk powder ⁇ was used at a final concentration of 0.3% in binding buffer for blocking free binding sites on MTP.
  • Binding buffer solutions with increasing RIIalpha concentration were pipetted into the wells of a MTP. After blocking free binding sites with skim milk solution , the protein amounts bound to the plates were detected with the PKA RIIalpha- Ab and the anti-mouse POD-Ab. Since the optimal antibody concentrations were still unknown, dilutions of 1: 5000 (PKA RIIa ipha) and 1: 10000 (anti-mouse POD) were used. The measured chemiluminescence intensities were plotted against protein concentration to determine if and when saturation of the wells with protein was achieved (Figure 8B).
  • RIIalpha From 45 ng RIIalpha per well, the binding capacity was saturated. In the following experiments were carried out with RIIalpha amounts of 40 ng / well and 25 ng / well.
  • the A18delta3 antibody was diluted 1: 1000
  • a RIIalpha-GST AKAPl ⁇ delta binding series was prepared, which is then excreted with ver ⁇ dilutions of A18delta3-Pc detected (Fig. 9B).
  • the dilution of the anti-rabbit POD Ab was initially left at 1: 10,000.
  • the binding curves showed that at a dilution of 1: 5000 not all GST-AKAP18delta-RIIalpha complexes could be detected. At a concentration five times higher, significantly stronger signals were obtained. Since the background signal, ie the luminescence intensity at 0 ng GST-AKAP18delta, remained low at the same time, a greater sensitivity was thus also obtained.
  • AKAP-derived peptides were therefore used for control reactions in which the interaction of RIIalpha and GST-AKAP16delta with peptides should be prevented.
  • IC 50 values for the established anchor inhibitor peptide Ht31 and for AKAP18-L314E were determined.
  • the IC 50 value is the peptide concentration at which only 50% of the maximum possible protein-protein complexes are formed.
  • the time factor plays a not inconsiderable role in the planning and implementation of a substance library screening. For this reason, a few experiments were carried out, which gave an idea of the incubation times required. It was first tested in which time sufficient protein complexes are formed to obtain sufficient chemiluminescence intensity. Binding sequences were again pipetted and the formation of the protein-protein bonds was interrupted by washing of the MTP after various times - 15, 30 and 60 min. Subsequently, the bound GST-AKAP18delta amount was detected with the Ak (FIG. 12). Already after 30-60 minutes, sufficiently high chemiluminescence signals could be detected.
  • the generation of chemiluminescence by the oxidation of luminol is a time-dependent reaction. Substrate consumption and denaturation of the peroxidase in the course of the reaction, the intensity decreases after a few minutes.
  • Protein-coated MTPs can be stored for extended periods of time To speed up the screening, it was useful to coat several MTPs with RIIalpha and then store them until further use. To find out if the protein was not degraded by storage, it was bound to two rows of an MTP RIIalpha as described, blocking non-specific binding sites. Then, in a series was the after 1 h of storage at room temperature, is completed in the other h after 66 storage at 4 0 C, the ELISA and the amount of bound GST-AKAPl8delta detected (Fig. 14).
  • the substance library was screened.
  • Tab. 2.4 Percentage binding between GST-AKAP18S and RII ⁇ in the presence of inhibitory molecules (A7-H15, I1-P10), peptides (A3-H6, I11-P12), or without inhibitors (binding sequences in A1-H2, I13- P14), calculated from the results in Tab. 2.3.
  • the color coding corresponds to that in Tab. 2.1.
  • AKAP proteins Protein kinase A anchor proteins
  • PKA Protein kinase A anchor proteins
  • log P log P
  • Tab. 2.5 If the value is greater than 1, the largest part of the substance accumulates in the organic phase, if it is less than 1, then the largest part accumulates in the aqueous phase. Since the log P values for the substances found are greater than 1, they are all expected to have good membrane permeability.
  • One factor that adversely affects the membrane permeability of organic molecules is the ability to form hydrogen bonds. This type of noncovalent binding ensures that the molecules are surrounded by a hydrate shell, which must be stripped off again before the membrane is passed through with energy expenditure.
  • the hydrogen bonds are also the most important forces that lead to the noncovalent binding of an active substance to its target structure - in this case to the RIIalpha subunit of PKA or AKAPl ⁇ delta.
  • One way to assess hydrogen bonding ability is to simply count hydrogen bond donors and acceptors. The number The hydrogen bond donors and acceptors are also given in Tab. 2.5.
  • Another possibility is the computer-aided creation of a model; For example, for an HIV-1 protease inhibitor, the contribution of, inter alia, hydrogen bonds to the total bond was determined by calculating possible trajectories of the binding partners taking into account their molecular dynamics. Then, the free-energy fractions were analyzed to obtain information about the forces that drive the formation of the protein-inhibitor complex.
  • Another property that affects the availability of small molecules in cells is their spatial extent. The spatial extent of a molecule can be approximated by its molecular weight. Both absorption of a substance and its elimination via bile have been shown to depend on molecular weight: lower molecular weights result in better absorption and less gelling elimination.
  • AKAP18delta Since selected substances specifically bind to AKAP18delta, the consequences of abolishing the compartmentalization of this signaling pathway can also be investigated in vivo (see below). Other substances bind specifically to other A-KAP proteins, so that they can be used to study other signaling pathways.
  • Advantageous substances specifically bind AKAP18 proteins, ie all splice variants alpha, beta, gamma and delta, thus excluding them from interaction with RII subunits, since all isoforms have the same RII binding domain (Figure 1.5).
  • AKAP-PKA inhibitors are lead compounds for new drugs
  • inhibitors of RIIalpha-GST-AKAP18delta binding are advantageously further developed into a new class of drugs.
  • AKAPl ⁇ delta anchors the PKA to the AQP2-containing vesicles, allowing the catalytic subunits to specifically phosphorylate the water channel proteins following AVP stimulation, thus transporting and fusing the vesicles to the apical plasma membrane entails. This increases the water permeability of the membrane.
  • Diuretics indirectly increase the excretion of water through the kidneys by inhibiting Na + , K + , and Ca 2+ ion transporters, which normally carry ions from the primary urine back to the collecting duct epithelial cells.
  • the osmolarity in the collecting tube increases and water follows osmotically through AQP2 molecules that are constitutively located in the apical cell membrane of the collecting tube epithelial cells.
  • diuretics are also used in heart failure and hypertension, although adverse drug reactions (ADRs) can occur as a result of the severe loss of electrolytes.
  • the inhibitors of RIIalpha-GST-AKAP18delta binding can be further developed into novel aquarium chemicals.
  • Decoupling of PKA from the AQP2-bearing vesicles by specific inhibition of A-KAP18delta-PKA binding interrupts the AVP-mediated signaling cascade, so that in spite of the AVP stimulus, the incorporation of AQP2 molecules is inhibited in the membrane.
  • the water reabsorption can not be increased and there is an increased water extraction with the urine.
  • the ion transport back into the collecting duct epithelial cells is not impaired.
  • An active substance with this property would thus be an aquarium, with which the diuresis could be specifically enforced.
  • AKAPl ⁇ delta is not only expressed in the kidney, but also in other tissues. Particularly strong is the expression in the heart, where other AKAP proteins take over important functions. It could be shown in the cell culture model of cardiomyocytes that beta-adrenergic regulation of Ca 2+ currents via L-type Ca 2+ channels (Ca v l .2 channels) leads to AKAP-mediated PKA anchoring Requirement is.
  • Beta-blockers are drugs that competitively inhibit the action of the neurotransmitters epinephrine and norepinephrine on the beta-adrenergic receptors of the respective target cells.
  • betai-, beta2 ⁇ and beta3 ⁇ receptors which are expressed tissue-specific. Norepinephrine has stronger effects on the former and weaker effects on the latter.
  • the new drugs could lead to ADRs in skeletal muscle, as they also express L-type Ca 2+ channels and AKAP18alpha.
  • Ca v l.2 channels and A-KAP18alpha also occur in dendrites and cell bodies of neurons in the brain. Therefore, it is possible that AKAPl ⁇ alpha is also involved in the regulation of Ca v l .2 channels. This opens up another potential application for the inhibitory molecules.
  • RII-binding domains of AKAP proteins are very similar, it is questionable whether with small molecules a specific inhibition of certain AKAP-PKA complexes is possible. On the other hand, the slight differences in the RII binding domains may allow a specific inhibition of the AKAP-PKA interaction after optimization (see below) of the substances.
  • Another disadvantage of the peptides is that they are not membrane permeable. For experiments in which membrane permeability is needed, for example on cell culture models, the peptides therefore had to be acylated. With the help of the low molecular weight inhibitors described here, this disadvantage can be overcome.
  • the chemical-physical properties of the substances according to the invention allow the direct use in cell cultures and also in animal models, thus for the first time the investigation of the function of AKAP proteins in vivo is possible.
  • the low molecular weight inhibitors of the preferred RIIalpha GST-AKAP18delta interaction allow additional experiments that provide further information on their properties, their mode of action and their specificity.
  • the established ELISA can be used to check whether the substances do not exert non-specific effects - such as denaturation - on proteins.
  • RIIalpha or GST-AKAP18delta can be bound to MTP and admixed with increasing concentrations of the substances. Subsequently, the proteins can use the PCA R ii a ipha- Al8delta3 or antibodies to be detected.
  • IMCD cells inner medulla of rat kidneys
  • AVP inner medullary collecting duct
  • immunofluorescent stains can be performed.
  • the cells are fixed and permeabilized after incubation.
  • fluorescence-dye-coupled antibodies the intracellular localization of AQP2 can then be determined under the fluorescence microscope.
  • Another experiment is the measurement of Ca 2+ currents by L-type Ca 2+ channels in primary cultured neonatal rat heart muscle cells using patch clamps.
  • Membrane sections of a single cell are fixed with a buffer-filled glass capillary and a constant voltage is applied across the membrane.
  • a current pulse By means of a current pulse, a measurable increase in the Ca 2+ current can be triggered by the voltage-dependent L-type Ca 2+ channels located in the fixed membrane region.
  • the Ca 2+ distribution in the cell can be visualized, and with the aid of a laser scarming microscope (LSM), the Ca 2+ concentration changes can also be analyzed in a time-resolved manner.
  • LSM laser scarming microscope
  • weaker changes in the Ca 2+ concentration are expected if they have an inhibitory effect on the AKAP-PKA interaction and thus on the phosphorylation of the Ca 2+ channel.
  • an optimization can be carried out with the aim of improving the concentration-dependent efficacy.
  • the first step in an optimization is computational modeling to get an idea of which functional groups of the molecules could interact with which amino acids in the proteins.
  • Fusion proteins used vector pGEX-4T3.
  • a - without inhibitor binds GST-AKAP18delta to the plate-bound RIIalpha and is therefore detectable with the antibodies by chemiluminescence.
  • B If small molecules are added which bind to one of the two binding partners (here GST-AKAP18delta), both GST-AKAPl ⁇ delta and the antibodies are removed in the subsequent washing steps and no chemiluminescence can be generated.
  • C The same applies to the inhibition of binding by inhibitory peptides. However, these always bind to Rllalpha.
  • Competent E. coli cells were transformed with pGEX-AKAPl ⁇ delta, the plasmid DNA was prepared from 4 clones, subjected to restriction digestion and analyzed by agarose gel electrophoresis.
  • Clone 1 ung untreated plasmid from clone 1
  • clones 1-4 EcoRI and Xhol-treated plasmids of clones 1-4.
  • the digested plasmids show the expected fragments of 4.9 kb and 1 kb.
  • GST product of the empty pGEX vector
  • GST-I8delta product of pGEX-
  • AKAP18delta French Press
  • DTT addition of DTT before one-time French Press lysis
  • Lyso lysis with lysozyme
  • RT room temperature
  • M standard molecular weight standard.
  • Fig. 7 By stepwise alteration of the elution buffer composition, elution of GST-AKAP18delta from the glutathione (GSH) -sepharose beads could be optimized.
  • GSH glutathione
  • J Western Blots
  • the arrows in the last column indicate which elution conditions were applied to the beads before being analyzed. It will be respectively the section between 70 and 80 kDa shown.
  • the applied sample volumes are shown, in the penultimate the elution fraction and in the remaining columns the composition of the elution buffer.
  • V volume
  • c concentration
  • TX Triton X-100
  • T-20 Tween 20
  • E eluate no.
  • a - BSA, BSA ELISA and skimmed milk powder were placed in binding buffer. After addition of chemiluminescent substrate, the intensity of the nonspecific signals was determined (individual determinations).
  • B binding buffer with increasing RIIalpha concentrations (expressed as total mass m (RIIalpha)) was pipetted into MTP, blocking nonspecific binding sites with blocking buffer, and the amount of bound protein with PKA RIIa ip ha - and anti-mouse POD-Ab detected.
  • C - Bindepuf ⁇ fer with constant amounts Rllalpha (25 and 40 ng / well) was pipetted onto MTP, nonspecific binding sites with blocking buffer, blocked, blocking buffer with increasing concentrations of GST-AKAP18delta added and the amount of bound GST-AKAP18delta with A18delta3- and anti Rabbit POD Ab detected.
  • I intensity
  • RLU relative light units
  • m mass.
  • a - Constant RIIalpha levels were given 0, 80 or 160 ng GST-AKAP18delta.
  • the detection was carried out with constant A18delta3 dilutions and with 1: 3000 (3k) or 1: 10000 (10k) dilutions of the secondary (2) anti-rabbit POD Ab. Each experiment was performed in the presence (+) or absence (-) of 1% DMSO.
  • B - Binding of constant GST-AKAP18delta levels to constant RIIalpha levels was monitored in the presence of increasing DMSO concentrations (0-2.5 %) detected.
  • C - Bonding sequences were prepared with 0 and 25 ng Rllalpha and detected to detect the specificity of the signals.
  • Binding series were prepared in which the RIIalpha-GST-AKAP18delta interaction was disrupted by washing after 15, 30 or 60 minutes. Then the amount of bound GST-AKAP18delta was detected.
  • the peptides L314E and 18d-PP were added at concentrations of 0.01 or 10 ⁇ M for 15, 30 or 60 min. Subsequently, the amount of bound GST-AKAP18b was detected
  • B - RIIalpha-GST-AKAP18delta complexes at constant concentrations were detected with the A18delta3 and the anti-rabbit POD Ab for all possible combinations of incubation times 15, 30 and 60 min. The display of error indicators was not possible in this figure.
  • Fig. 14 MTP were coated with equal amounts of RIIalpha for 1 h. Then blocking buffer was added and the MTP incubated for 1 h at room temperature or for 66 h at 4 0 C. Subsequently, GST-AKAP18delta was added in increasing concentrations. The amount of bound GST-AKAPl ⁇ delta was detected with A18delta3 and anti-rabbit POD-Ab.
  • Fig. 15 MTP were coated with equal amounts of RIIalpha for 1 h. Then blocking buffer was added and the MTP incubated for 1 h at room temperature or for 66 h at 4 0 C. Subsequently, GST-AKAP18delta was added in increasing concentrations. The amount of bound GST-AKAPl ⁇ delta was detected with A18delta3 and anti-rabbit POD-Ab.
  • Fig. 15 MTP were coated with equal amounts of RIIalpha for 1 h. Then blocking buffer was added and the MTP incubated for 1 h at room temperature
  • B - Binding was also inhibited in a concentration-dependent manner using the inhibitory peptide L314E.
  • C Summary of validation experiments with increasing inhibitor concentrations. Shown are the 9 hits and, for comparison, the non-active compound 2348.
  • D L - Concentration-dependent effect of each inhibitor, structural formula and adaptation of a one-binding-site competition model (see Section 1.11) to the measured values (individual determinations, therefore no error indicators) calculated IC 50 values (DL: individual determinations). Continued (HL) on the next page.
  • FIG. 16 Part 2 of FIG. 15. Part 1 and legend see FIG. 15.
  • Fig. 18 Inhibition of vasopressin (AVP) -dependent redistribution of the aquaporin-2 (AQP2) water channel in renal main cells by the indicated substances (see Table B, concentrations of inhibitors in ⁇ M). Primarily cultured main cells from the inner medulla of rat kidneys (IMCD).
  • AVP vasopressin
  • AQP2 aquaporin-2
  • FIG. 19 Clusters of substances that influence the interaction of A-
  • FIG. 21 FIG.
  • the low-molecular weight substance 990 inhibits the interaction of AKAP18 ⁇ elta with regulatory RIIalpha subunits of PKA in IMCD cells (see Fig. 22). Similarly, 990 prevents AVP-induced AQP2 redistribution. Substance SM61, a 990 derivative, also inhibits AVP-induced AQP2 redistribution. In contrast, the substances 18882 and 990 derivative SM65 have no influence on the AVP-induced AQP2 redistribution at the concentrations used.
  • FIG. 22 The low molecular weight substance 990 inhibits the interaction of AKAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA in IMCD cells.
  • the substance (see TABLES A, B and D) was identified by screening a substance library comprising 20064 compounds by means of the ELISA-based experimental set-up shown in FIG. Primarily cultured IMCD cells remained untreated (control), were incubated with substance 990 (100 ⁇ M) or as a negative control with cAMP for 30 min. Subsequently, the cells were lysed and subjected to cAMP agarose precipitation (Henn et al., JBC 279, 26654, 2004). A.
  • AKAPl ⁇ delta was used in the lysates and the cAMP agarose precipitates (cAMP agarose) of the anti-AKAP18delta specific antibody A18delta4 detected in Western blot (Henn et al., 2004).
  • cAMP cAMP agarose
  • A18delta4 detected in Western blot
  • cAMP was added to the batch. This competitively inhibits the binding of regulatory subunits of PKA to cAMP agarose. Therefore, no AKAPs are precipitated and thus AKAP18delta can not be detected in this sample.
  • the positive control used was recombinantly produced AKAP18delta.
  • AKAP18delta is indicated by arrows in A. and B.
  • the small molecule 18882 inhibits the interaction of AKAP18 ⁇ elta with regulatory RIIalpha subunits of PKA in cardiomyocytes.
  • substance 990 has no influence on this interaction.
  • the substances (see Tables A, B and D) were identified by screening a substance library comprising 20064 compounds by means of the ELISA-based experimental set-up shown in FIG. Primarily cultured neonatal cardiomyocytes remained untreated (control), were incubated with the substances 990, 18882 (100 ⁇ M each) or as a negative control with cAMP for 30 min.
  • AKAP18delta was detected in the lysates and cAMP agarose precipitates (cAMP agarose) using the anti-AKAP18delta specific antibody A18delta4 detected in Western blot (Henn et al., JBC 279, 26654, 2004).
  • cAMP was added to the batch. This competitively inhibits the binding of regulatory subunits of PKA to cAMP agarose. As a result, no AKAPs are precipitated and A-KAPl ⁇ delta can not be detected in this sample.
  • AKAP18 delta The positive control used was recombinantly produced AKAP18 delta.
  • B Regulatory Rllbeta subunits of PKA were detected by Western blot in the same samples as in A. As expected, no Rllbeta was detected in the sample containing cAMP (see A.). As expected, the antibody does not recognize AKAP18delta.
  • C For non-selective detection of AKAPs in the lysates and cAMP agarose precipitates, a RII overlay was performed (Henn et al., JBC 279).
  • L-type Ca2 + channel currents were measured by patch-clamp technique in rat neonatal cardiomyocytes. The cells were maintained at -70 mV and repeatedly depolarized to a test potential of 0 mV (after 400 ms increase to -35 mV).
  • Upper Fig. The substances 18882 (see Tables A and B) and the solvent DMSO as a control were added to the cells in the concentrations indicated.
  • the cells were incubated with isoproterenol (1 ⁇ M, ISO; ta receptor agonist) at the indicated times. Isoproterenol was washed out through the ES medium.
  • the figure shows time courses of the normalized currents (normalized current, n corresponds to the number of measured cells, the error bars are means + SEM).
  • Table A Low molecular weight substances that inhibit the interaction of A-KAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA.
  • the table shows 142 substances that inhibit interaction by at least 40%. Binding (in%), this value indicates the relative binding of GST-AKAP18delta to PKA-RIIalpha in the presence of the respective substance in percent relative to the control (binding of GST-AKAP18delta to PKA-RIIalpha in the absence of substance).
  • the substances were identified by screening a substance library comprising 20064 compounds by means of the ELISA-based experimental set-up shown in FIG. Structures of the substances are shown. The substances are sorted according to their inhibitory effect. The list begins with the substances that most potently inhibit the interaction of AKAPl ⁇ delta with PKA regulatory RIIa subunits.
  • MW (in g / mol), this value indicates the molecular mass of the substance.
  • the molecular mass also represents an approximation of the spatial extent of the substance that is important for bioavailability (small molecules more easily pass through cellular membranes).
  • Comp_ID these numbers represent the passing substance Coding of the Leibniz Institute for Molecular Pharmacology (20064). Plate ID number of the sub-library ⁇ punched plate in which the substance was stored; Pos ID, position in the substance library plate where the substance was stored.
  • Formula the sum formula mentioned here, indicates the composition of the substances from the elements. logP, this value is the calculated logarithm of the distribution coefficient of the substance. It makes it possible to estimate the solubility of the substance in polar (aqueous) or non-polar ones
  • logSw this value is the calculated logarithm of the solubility coefficient, which gives an indication of the solubility of the substance in water.
  • H_acceptor indicates the number of hydrogen bond acceptors (N and O atoms) in the substance.
  • H_donor indicates the number of hydrogen-bond donors (NH and OH groups) in the substance. Hydrogen bonds are the most important type of noncovalent bond between small molecules and proteins; therefore, hydrogen-bond donors and acceptors favor the potential of the substances to interact with proteins.
  • B_rotN this value corresponds to the number of atomic bonds in the substance, around which there is free rotation.
  • Selected low-molecular-weight substances that inhibit the interaction of AKAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA The table shows 9 substances from Table A that inhibit interaction by at least 80%. Binding (in%), this value indicates the relative binding of GST-AKAP18delta to PKA-RIIalpha in the presence of the respective substance in percent relative to the control (binding of GST-AKAP18delta to PKA-RIIalpha in the absence of substance).
  • the IC50 value was determined by titration of the respective substance.
  • the IC50 for inhibition of interaction was determined in the ELISA experiment described in FIG. MW (in g / mol), this value indicates the molecular mass of the substance.
  • the molecular mass also represents an approximation of the spatial extent of the substance, which is important for bioavailability (small molecules easily pass through cellular membranes).
  • Comp_ID these numbers represent the continuous substance coding of the Leibniz Institute of Molecular Pharmacology (in particular overall 20064).
  • Plate ID number of the substance library plate in which the substance was stored;
  • Pos ID position in the substance library plate where the substance was stored.
  • Formula the formulas mentioned here, indicate the composition of the substances in the elements.
  • logP this value is the calculated logarithm of the distribution coefficient of the substance. It allows an estimation of the solubility of the substance in polar (aqueous) or non-polar (membrane (lipid)) phases and therefore provides a first statement about the bioavailability in cellular systems.
  • logSw this value is the calculated logarithm of the solubility coefficient, which gives an indication of the solubility of the substance in water.
  • H_acceptor indicates the number of hydrogen bond acceptors (N and O atoms) in the substance.
  • H_donor indicates the number of hydrogen-bond donors (NH and OH groups) in the substance. Hydrogen bonds are the most important type of noncovalent bond between small molecules and proteins; therefore, hydrogen-bond donors and acceptors favor the potential of the substances to interact with proteins.
  • B_rotN this value corresponds to the number of atomic bonds in the substance, around the free rotation prevails. A higher number of such bonds increases the conformational flexibility of the substance and thus the probability of accurately binding to a protein surface.
  • Table C Low molecular weight substances that modulate the interaction of A-KAP17 ⁇ with regulatory RIIalpha subunits of PKA.
  • the substances represent derivatives the substance 990 shown in Tables A and B, which were developed by chemical modification of the substance 990.
  • the structures, their chemical formulas (formula), their molecular weight (MW) and the logP value, the number of H-acceptors and H donors of each substance are shown. (Explanations of these parameters in the legends to Tab. A and B.)
  • the inhibitory effect of each substance on the interaction of A-KAP18delta with regulatory Rllalpha subunits of PKA was up to three times (Screening no. 1-3) in the in Fig.
  • Low-molecular-weight substances SM-FP and 990 which inhibit the interaction of AKAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA.
  • the substance SM-FP represents a derivative of the substance 990 shown in Tables A and B.
  • SM-FP is characterized by the presence of a fluorescein group.
  • the structures, their chemical formulas (formula), their molecular weight (MW) and the logP value, the number of H-acceptor and H-donors of each substance are shown. (Explanations of these parameters in the legends to Tab. A and B.)
  • the inhibitory effect of each substance on the interaction of AKAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA was checked up to three times (screening no.

Abstract

The invention relates to non-peptidic molecules which modulate, especially inhibit, the interaction of protein kinase A (PKA) and A kinase anchor proteins (AKAP) and to a host or target organism that comprises said non-peptidic compounds or recognition molecules directed to said compounds, such as e.g. antibodies or chelating agents. The invention also relates to a pharmaceutical agent, especially for use in the treatment of diseases that are associated with a disturbance of the cAMP signal path, especially insipid diabetes, hypertonia, pancreatic diabetes, duodenal ulcer, asthma, heart failure, obesity, AIDS, edema, hepatic cirrhosis, schizophrenia and others. The invention also relates to the use of the inventive molecules.

Description

Nicht-peptidische Inhibitoren der AKAP-PKA-WechselwirkungNonpeptidic inhibitors of the AKAP-PKA interaction
BesehreibungBesehreibung
Die Erfindung betrifft nicht-peptidische Moleküle, die die Interaktion von Proteinkinase A (PKA) und Proteinkinase A-Ankerproteinen (AKAP) modulieren, insbesondere in- hibieren und einen Wirts- oder Zielorganismus, der diese nicht-peptidischen Verbindungen oder Erkennungsmoleküle, die gegen diese gerichtet sind, wie z. B. Antikörper oder Chelatoren, umfasst; die Erfindung betrifft weiterhin ein pharmazeutisches Mittel, insbesondere für die Behandlung von Krankheiten, die mit einer Störung des cAMP- Signalweges assoziiert sind, insbesondere Diabetes insi- pidus, Hypertonie, Diabetes mellitus, Ulcus duodeni, Asthma, Herzinsuffizienz, Adipositas, AIDS, Ödeme, Leberzirrhose, Schizophrenie und andere. Die Erfindung be- trifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Moleküle.The invention relates to non-peptidic molecules which modulate, in particular inhibit, the interaction of protein kinase A (PKA) and protein kinase A anchor proteins (AKAP), and a host or target organism which encodes these non-peptidic compounds or recognition molecules are directed, such. Antibodies or chelators; The invention furthermore relates to a pharmaceutical agent, in particular for the treatment of diseases associated with a disorder of the cAMP signaling pathway, in particular diabetes insipidus, hypertension, diabetes mellitus, duodenal ulcer, asthma, cardiac insufficiency, obesity, AIDS, edema, Cirrhosis, schizophrenia and others. The invention also relates to the use of the molecules according to the invention.
Die Fähigkeit von Zellen, Signale von außerhalb zu empfangen und auf sie zu reagieren, ist für ihr Überleben und ihre Funktion von grundlegender Bedeutung. Die Signale werden von Rezeptoren detektiert und in eine zelluläre Antwort konvertiert, woran immer ein chemischer Prozess beteiligt ist.The ability of cells to receive and respond to external signals is fundamental to their survival and function. The signals are detected by receptors and converted into a cellular response, which always involves a chemical process.
Da eine große Anzahl möglicher Signale und eine noch größere Zahl an möglichen Reaktionen existiert, sind viele Signalwege erforderlich. Ein möglicher Signalweg, der be- schritten werden kann, ist der cAMP-abhängige Signalweg. Er beginnt mit der Aktivierung eines G-Protein- gekoppelten, heptahelikalen Transmembran-Rezeptors durch ein extrazelluläres Signal, z. B. durch einen Neurotrans- mitter oder ein Hormon. Das bestuntersuchte Beispiel eines solchen Signalweges ist das beta-adrenerge Rezeptorsystem, in dem Adrenalin oder Noradrenalin G-Protein- gekoppelte, beta-adrenerge Rezeptoren (GPCR v. G protein- coupled receptor) aktivieren. Bei den beta-adrenergen Re- zeptoren unterscheidet man die Subtypen betax, beta2 und beta3, die sich hinsichtlich ihrer Gewebeverteilung und der Ligandenaffinität unterscheiden.Since there are a large number of possible signals and an even greater number of possible reactions, many signal paths are required. A possible signaling pathway that is the cAMP-dependent signaling pathway. It begins by activating a G protein-coupled, heptahelical transmembrane receptor by an extracellular signal, e.g. By a neurotransmitter or a hormone. The most well-studied example of such a signaling pathway is the beta-adrenergic receptor system in which adrenaline or norepinephrine activate G-protein-coupled, beta-adrenergic receptors (GPCR v. G protein-coupled receptor). In the case of the beta-adrenergic receptors, a distinction is made between the subtypes beta x , beta2 and beta 3 , which differ in terms of their tissue distribution and ligand affinity.
Der so aktivierte Rezeptor überträgt das Signal auf ein heterotrimeres, Guanosintriphosphat-bindendes Protein (GTP-bindendes- oder G-Protein) ; dieses tauscht daraufhin gebundenes GDP gegen GTP aus und wird ebenfalls aktiviert.The receptor thus activated transmits the signal to a heterotrimeric, guanosine triphosphate-binding protein (GTP-binding or G protein); this then exchanges bound GDP for GTP and is also activated.
Nach der GTP-Bindung dissoziiert das Trimer in eine al- pha-Untereinheit und eine betagamma-Untereinheit . Beide Untereinheiten sind über Acylierungen membrangebunden und können jeweils eigene Effektoren aktivieren bzw. inhibieren.After GTP binding, the trimer dissociates into an alpha subunit and a betagamma subunit. Both subunits are membrane-bound via acylations and can each activate or inhibit their own effectors.
G-Proteine besitzen eine intrinsische GTPase-Aktivität, die das gebundene GTP spalten und das G-Protein so wieder deaktivieren kann, alpha- und betagamma-Untereinheiten bilden dann wieder ein Trimer. Die G-Proteine übernehmen also die Funktion eines molekularen Schalters. Es werden verschiedene Klassen von- G-Proteinen unterschieden (G3, Gi, Gq, Golf) , deren Untereinheiten verschiedene Effekto- ren aktivieren oder deaktivieren können. Zu den Effektoren zählen Ca2+- und K+-Kanäle, Phospholipase C-beta und Adenylatzyklase (AZ) . Die Adenylatzyklase - ebenfalls ein membranständiges, in mehreren Varianten vorkommendes Enzym - wird durch Galphas stimuliert. Sie wandelt ATP in den second messenger cAMP um. Das cAMP kann frei in das Zytosol diffundieren und verschiedene Effektoren aktivieren. Dazu gehören zyklisches Nukleotid-gesteuerte (CNG) - Kationenkanäle, die sich bei cAMP-Bindung öffnen oder schließen, und eine Familie von Guaninnukleotid-Austauschfaktoren (guanine nuc- leotide exchange factors; GEF), die sogenannten Epac (ex- change proteins actϊvated by cAMP) . Letztere regulieren die kleinen monomeren GTPasen Rap-1 und Rap-2, die als Suppressoren von Ras wirken. Eine cAMP-Bindung an Epac führt zu einer Konformationsänderung, die die GEF-Domäne exponiert und aktiviert. Damit wird die supprimierende Wirkung aufgehoben, und Ras kann durch die GEF-Funktion aktiviert werden. Ras ist an MAP-Kinase (mitogenaktivier- te Proteinkinase) -Signalwegen beteiligt, die von einer Vielzahl proliferations- oder differenzierungsinduzieren- der Signale, z. B. von Cytokinen, aktiviert werden. Über cAMP-responsives Element-Bindeproteine (CREB) kann cAMP außerdem die Genexpression beeinflussen; CREB binden an die cAMP-responsiven Elemente (CRE) der DNA und wirken so als Transkriptionsfaktoren. Der am umfangreichsten beschriebene und am besten charak- terisierte Effektor von cAMP aber ist die cAMP-abhängige Proteinkinase (PKA oder A-Kinase) . Im inaktiven Zustand liegt das Protein als Heterotetramer vor, bestehend aus zwei regulatorischen (R) und zwei katalytischen (C) Untereinheiten. Im diesem gebundenen Zustand sind die kata- lytischen Untereinheiten inaktiv. Steigt nach einer Stimulation die intrazelluläre cAMP-Konzentration an, so binden an jede R-Untereinheit zwei cAMP-Moleküle. Durch die so ausgelöste Konformationsänderung werden die kata- lytischen Untereinheiten freigesetzt. Sie phosphorylieren dann in der Nähe befindliche Zielproteine an Ser- und Thr-Resten, wodurch wiederum diese konformationelle und damit funktionelle Veränderungen erfahren. Die Erkennung der Zielproteine erfolgt über Konsensusseguenzen. Da viele verschiedene extrazelluläre Stimuli im cAMP-PKA- Weg zusammenlaufen, und da PKA ein Enzym mit breiter Sub- stratspezifität ist, stellt sich die Frage, wie die zahl- reichen verschiedenen Stimuli unterschiedliche spezifische Zellantworten auslösen können.G proteins have an intrinsic GTPase activity that can cleave the bound GTP and thus deactivate the G protein, and alpha and beta gamma subunits then form a trimer again. So the G-proteins take over the function of a molecular switch. Different classes of G proteins are distinguished (G 3 , Gi, G q , G olf ) whose subunits can activate or deactivate different effector molecules. The effectors include Ca 2+ and K + channels, phospholipase C-beta and adenylate cyclase (AZ). The adenylate cyclase - also a membrane-bound, occurring in several variants - enzyme is stimulated by G alpha . It converts ATP into the second messenger cAMP. The cAMP can freely diffuse into the cytosol and activate different effectors. These include cyclic nucleotide-gated (CNG) cation channels that open or close upon cAMP binding, and a family of guanine nucleotide exchange factors (GEF), the so-called Epac (ex- change proteins actϊvated by cAMP). The latter regulate the small monomeric GTPases Rap-1 and Rap-2, which act as suppressors of Ras. CAMP binding to Epac leads to a conformational change that exposes and activates the GEF domain. Thus, the suppressive effect is abolished, and Ras can be activated by the GEF function. Ras is involved in MAP kinase (mitogen-activated protein kinase) signaling pathways, which are affected by a variety of proliferation or differentiation-inducing signals, e. As of cytokines activated. Via cAMP-responsive element binding proteins (CREB), cAMP can also influence gene expression; CREB bind to the cAMP-responsive elements (CRE) of DNA and thus act as transcription factors. However, the most extensively described and best characterized effector of cAMP is the cAMP-dependent protein kinase (PKA or A kinase). When inactive, the protein is a heterotetramer consisting of two regulatory (R) and two catalytic (C) subunits. In this bound state, the catalytic subunits are inactive. If the intracellular cAMP concentration increases after stimulation, two cAMP molecules bind to each R subunit. By the resulting conformational change releases the catalytic subunits. They then phosphorylate nearby target proteins at Ser and Thr residues, which in turn undergo these conformational and thus functional changes. The recognition of the target proteins takes place via consensus sequences. Since many different extracellular stimuli converge in the cAMP-PKA pathway, and since PKA is an enzyme with broad substrate specificity, the question arises as to how the numerous different stimuli can trigger different specific cell responses.
Einen ersten Beitrag zur Spezifität im cAMP-PKA-Signalweg liefern die je nach Zelltyp in verschiedenen Isoformen vorliegenden R- und C-Untereinheiten (RIalpha, RIbeta, Rllalpha, Rllbeta bzw. Calpha, Cbeta, Cgamma, PrKX), die sich zu funktionell verschiedenen PKA-Isoformen zusammenlagern können. Dabei besitzen die RI- allgemein eine höhere Affinität zu cAMP als die RII-Untereinheiten. R- Untereinheiten können sowohl Homo- als auch Heterodimere bilden, die viele Kombinationsmöglichkeiten mit feinen Affinitätsabstufungen ermöglichen .A first contribution to the specificity in the cAMP-PKA signaling pathway is provided by the R- and C-subunits (RIalpha, RIbeta, RIIalpha, RKbeta or Calpha, Cbeta, Cgamma, PrKX), which are present in different isoforms depending on the cell type PKA isoforms can assemble together. The RI generally have a higher affinity for cAMP than the RII subunits. R subunits can form both homo- and heterodimers, allowing many combinations with fine affinity gradients.
Daneben spielen lokale Aspekte eine wichtige Rolle für die Spezifität im Signalweg: cAMP wird an einem bestimm- ten Ort nahe des G-Protein-gekoppelten Rezeptors durch die AZ erzeugt, und die freie Diffusion im Cytosol wird durch Phosphodiesterasen (PDE) begrenzt - diese hydroly- sieren cAMP zu Adenosinmonophosphat . Nach einem extrazellulären Stimulus werden so nur PKA-Tetramere aktiviert, welche sich in dem durch PDE lokal begrenzten cAMP- Wirkungsbereich befinden. Einem A-Kinase-Ankerprotein (AKAP) fällt nicht nur die wichtige Rolle zu, die PKA in einem solchen Wirkungsbereich zu verankern, sondern auch in der Nähe der zu phosphorylierenden Substrate.In addition, local aspects play an important role in the specificity of the signaling pathway: cAMP is generated at a certain location near the G protein-coupled receptor through the AZ, and free diffusion in the cytosol is limited by phosphodiesterases (PDEs) - these hydroly - cAMP to adenosine monophosphate. After an extracellular stimulus, only PKA tetramers are activated, which are located in the local PDE-limited cAMP activity range. Not only does an A-kinase anchor protein (AKAP) play an important role in anchoring PKA in such an area, but also in the vicinity of substrates to be phosphorylated.
Bei AKAP-Proteinen handelt es sich um eine Familie von derzeit etwa 50 Proteinen ohne signifikante Sequenzhomologie, aber mit ähnlicher Funktion. AKAP-Proteine sind durch das Merkmal der Bindedomäne für die R- Untereinheiten der PKA definiert. Bei diesem konservierten Motiv handelt es sich um eine amphipathische alpha- Helix aus 14 bis 18 Aminosäuren, deren hydrophobe Seite mit einer hydrophoben Tasche der PKA wechselwirkt. Die hydrophobe Tasche wird durch die N-Termini dimeri- sierter R-Untereinheiten gebildet. Die N-Termini lagern sich in antiparalleler Weise zusammen, wobei aus zwei he- lix-turn-helix-yiotiven ein Vier-Helix-Bündel entsteht. Die alpha-Helices jeder Untereinheit, die dem N-Terminus am nächsten sind, formen die für die AKAP-Bindung erfor- derliche hydrophobe Tasche, während die sich in C- terminaler Richtung anschließenden alpha-Helices des Bündels die Dimerisierung ermöglichen. Neben den an den alpha-Helices beteiligten Aminosäuren sind auch weitere N- terminale Aminosäureseitenketten an Wechselwirkungen mit AKAP-Proteinen beteiligt.AKAP proteins are a family of currently about 50 proteins without significant sequence homology but with similar function. AKAP proteins are defined by the binding domain feature for the R subunits of PKA. This conserved motif is an amphipathic alpha helix of 14 to 18 amino acids, whose hydrophobic side interacts with a hydrophobic pocket of PKA. The hydrophobic pocket is formed by the N-termini of dimerized R subunits. The N-termini assemble in antiparallel fashion, with two helix-turn-helix yiotics forming a four-helix bundle. The alpha helices of each subunit closest to the N-terminus form the hydrophobic pocket required for AKAP binding, while the C-terminal alpha helices of the bundle allow dimerization. In addition to the amino acids involved in the alpha helices, other N-terminal amino acid side chains are involved in interactions with AKAP proteins.
Der N-terminale Teil der RI- und RII-Untereinheiten unterscheidet sich bezüglich der Sequenz, woraus sich verschiedene AKAP-Bindungsspezifitäten ergeben. Die meisten AKAP-Proteine binden an RII-Untereinheiten (Kd im nanomo- laren Bereich) , wobei man niedrig- und hochaffine AKAP- Proteine unterscheidet. Während AKAP-Lbc/Ht31, AKAP79 und AKAP95 mit Kd~Werten zwischen 1 und 50 nM zu den hochaf- finen AKAP-Proteinen zählen, gehören Gravin und die zurThe N-terminal part of the RI and RII subunits differs in sequence, resulting in different AKAP binding specificities. Most AKAP proteins bind to RII subunits (K d in the nanomolar range), distinguishing low- and high-affinity AKAP proteins. While AKAP Lbc / Ht31, AKAP79 and AKAP95 d with ~ K values between 1 and 50 nM for the high-affinity include AKA proteins, include Gravin and the
Ezrin/Radixin/Moesin-Proteinfamilie zählenden AKAP-Ezrin / radixin / moesin protein family AKAP
Proteine zu den niedrigaffinen (Kd-Werte im mikromolarenProteins to the low affinity (K d values in the micromolar
Bereich) . Daneben existieren auch einige dual-spezifische AKAP-Proteine (D-AKAP) , die beide R-Typen binden. Als RI- spezifische AKAP-Proteine kennt man bisher nur AKAPCEArea) . In addition, there are also several dual-specific AKAP proteins (D-AKAP) that bind both types of R. To date, only AKAPCE has been known as RI-specific AKAP proteins
(aus Caenorhabditis elegans) , AKAP82, PAP7 [peripheral- type benzodiazepine receptor (PBR) associated protein 7) und hAKAP220. Eine weitere charakteristische Domäne der AKAP-Proteine ist die sogenannte Targeting-Domäne, welche jedes AKAP- Protein an einem bestimmten subzellulären Kompartiment in der Zelle verankert. Zusätzlich zu PKA und subzellulären Strukturen können A- KAP-Proteine noch weitere Signalmoleküle und im cAMP-PKA- System wichtige Enzyme wie PDE und Phosphatasen binden. Letztere machen Phosphorylierungsreaktionen durch Hydrolyse rückgängig und können so die Wirkung eines Stimulus terminieren. Auf diese Weise stellen AKAP-Proteine in der Nähe des Substrates ein Gerüst zur Verfügung, an dem alle für die Initiation und Termination des Signals nötigen Proteine rekrutiert werden können. Das von der AZ ausgehende, prinzipiell diffuse cAMP-Signal wird so mit der Substratphosphorylierung durch die AKAP-fixierte PKA zeitlich und räumlich fokussiert.(from Caenorhabditis elegans), AKAP82, PAP7 [peripheral-type benzodiazepine receptor (PBR) associated protein 7) and hAKAP220. Another characteristic domain of AKAP proteins is the so-called targeting domain, which anchors each AKAP protein in a specific subcellular compartment in the cell. In addition to PKA and subcellular structures, A-KAP proteins can bind additional signaling molecules and enzymes important in the cAMP-PKA system, such as PDE and phosphatases. The latter reverse the phosphorylation reactions by hydrolysis and can thus terminate the action of a stimulus. In this way, AKAP proteins close to the substrate provide a scaffold that can recruit all the proteins needed to initiate and terminate the signal. The basically diffuse cAMP signal emanating from the AZ is thus spatially and spatially focused with substrate phosphorylation by the AKAP-fixed PKA.
AKAP-Proteine sind an zentralen Stellen vieler zellulärer Prozesse beteiligt. Eine Möglichkeit der Unterteilung ist die Lokalisation der AKAP-Proteine in der Zelle; so gibt es Ionenkanal-, Cytoskelett- und Mitochondrien- assoziierte AKAP-Proteine. Eine andere Möglichkeit ist durch die gewebespezifische Expression der AKAP-Proteine gegeben.AKAP proteins are involved in central sites of many cellular processes. One possibility of subdivision is the localization of the AKAP proteins in the cell; there are ion channel, cytoskeletal and mitochondrial-associated AKAP proteins. Another possibility is given by the tissue-specific expression of the AKAP proteins.
Um die Bedeutung von AKAP-Proteinen für Signaltransdukti- onswege in Zellen aufzuzeigen, sollen im Folgenden die Funktionen dreier AKAP-Proteine genauer beschrieben werden: Gravin, AKAP79 und AKAPl8.In order to demonstrate the importance of AKAP proteins for signal transduction pathways in cells, the functions of three AKAP proteins are described in more detail below: Gravin, AKAP79 and AKAP18.
Bei Gravin handelt es sich um ein Aktin-assoziiertes A- KAP; polymerisiertes Aktin ist ein wichtiger Bestandteil des Zytoskeletts . Gravin dient als multivalentes Gerüst- protein, welches neben Aktin auch PKA und die Ca2+- abhängige Proteinkinase (PKC) bindet. Dieser Komplex ist für die Desensibilisierung des beta2~adrenergen Rezeptors (s. o.) nach Stimulation durch Agonisten wichtig. Im Ruhezustand ist der Gravin-Komplex an den Rezeptor gebun- den. Wird der Rezeptor aktiviert, z. B. durch Adrenalin- Bindung, so führt dies zur Bildung von cAMP (s. o.) . Die von Gravin verankerte PKA setzt ihre katalytischen Untereinheiten frei, welche Gravin selbst phosphorylieren. Durch die Phosphorylierung wird die Bindung zunächst ver- stärkt. Dauert die Stimulation durch den Agonisten an, so wird Gravin auch durch die ebenfalls verankerte PKC phosphoryliert . Diese Phosphorylierung verursacht die Dissoziation des Gravin-Komplexes vom Rezeptor. Stattdessen bindet das mit der Ubiquitin-Ligase mouse double mi- nute-2 (MDM2) verbundene Adapterprotein beta-Arrestin an den Rezeptor. Die von MDM2 katalysierte Ubiquitinierung kennzeichnet den Rezeptor für proteasomalen Abbau und En- dozytose, womit das beta2~adrenerge Rezeptorsystem desensibilisiert ist.Gravin is an actin-associated A-KAP; polymerized actin is an important component of the cytoskeleton. Gravin serves as a multivalent scaffold protein, which in addition to actin also binds PKA and the Ca 2+ -dependent protein kinase (PKC). This complex is important for the desensitization of the beta 2 adrenergic receptor (see above) after stimulation by agonists. At rest, the gravin complex is bound to the receptor. If the receptor is activated, for. B. by adrenaline binding, this leads to the formation of cAMP (see above). Graken-anchored PKA releases its catalytic subunits, which themselves phosphorylate gravin. Phosphorylation initially strengthens the bond. If the stimulation by the agonist persists, then Gravin is also phosphorylated by the likewise anchored PKC. This phosphorylation causes the dissociation of the gravin complex from the receptor. Instead, the adapter protein linked to the ubiquitin ligase mouse double minute-2 (MDM2) binds beta-arrestin to the receptor. MDM2-catalyzed ubiquitination characterizes the receptor for proteasomal degradation and endocytosis, thus desensitizing the beta 2 adrenergic receptor system.
AKAP79 ist ein Ionenkanal-assoziiertes AKAP, welches an der Regulation der synaptischen Plastizität im Hippocam- pus beteiligt ist. Dort werden PKA-vermittelt Na+-Ströme oder Ca2+-Ströme verstärkt, die durch alpha-Amino-3- hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionsäure (AMPA) -Rezeptoren induziert wurden. AMPA-Rezeptoren besitzen eine intrinsi- sehe Ca2+/Na+-Kanalfunktion. Die Verstärkung wird erreicht, indem die Aktivität des Glutamat-Rezeptors durch Phosphorylierung moduliert wird. Dem AKAP79 kommt dabei die Aufgabe zu, die PKA in der Nähe der AMPA-Rezeptoren zu verankern. Dazu ist es mit N-terminalen, basischen Re- gionen ausgestattet, die eine Bindung an das Membranlipid Phosphatidylinositol-4, 5-bisphosphat erlauben. Die Bindung von AKAP79 an den Rezeptor erfolgt nicht direkt, sondern es bindet an membranassoziierte Guanylatkinase- Proteine (MAGÜK) , die wiederum an den Rezeptor binden.AKAP79 is an ion channel-associated AKAP which is involved in the regulation of synaptic plasticity in the hippocampus. pus is involved. There, PKA-mediated Na + currents or Ca 2+ currents are enhanced, which were induced by alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) receptors. AMPA receptors have an intrinsic Ca 2+ / Na + channel function. The enhancement is achieved by modulating the activity of the glutamate receptor by phosphorylation. The task of the AKAP79 is to anchor the PKA in the vicinity of the AMPA receptors. For this it is endowed with N-terminal, basic regions which allow binding to the membrane lipid phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate. The binding of AKAP79 to the receptor is not direct, but it binds to membrane-associated guanylate kinase (MAGÜK) proteins, which in turn bind to the receptor.
AKAP18 wurde zuerst als membranassoziiertes, 15 oder 18 kDa großes Protein beschrieben, welches die PKA an der basolateralen Plasmamembran von Epithelzellen und in Skelettmuskelzellen in der Nähe der L-Typ-Ca2+-Kanäle an der Plasmamembran verankert, wobei AKAP18 direkt mit dem C- Terminus der Ca2+-Kanäle interagiert.AKAP18 was first described as a membrane-associated, 15 or 18 kDa protein anchoring PKA to the basolateral plasma membrane of epithelial cells and to skeletal muscle cells near the L-type Ca 2+ channels on the plasma membrane, with AKAP18 attached directly to the C Terminus of the Ca 2+ channels interacts.
Das Protein besteht aus 81 Aminosäuren, enthält die PKA- bindende amphipathische Helix und N-terminale Myristoyl- und Palmitoyl-Lipidanker, die den PKA-AKAP-Komplex an der Plasmamembran verankern. Die Interaktion zwischen AKAP18 und dem Ca2+-Kanal findet über die C-terminale Domäne der alphai-Untereinheiten des Kanals statt; daran ist ein Leucin-Zipper-ähnliches Motiv beteiligt. Auf diese Weise wird die PKA nahe einer wichtigen Phosphorylierungsstelle in der alphaχ-Untereinheit positioniert, wodurch spezifische Phosphorylierung ermöglicht wird. Die Phosphorylierung erhöht die Offenwahrscheinlichkeit des Kanals. Weitere Studien zeigten, dass mehrere Spleißvarianten aus dem AKAPl8-Gen hervorgehen; daher wurde das oben beschriebene AKAPlδ-Protein als AKAP18alpha (auch AKAP15) bezeichnet. Weitere Spleißvarianten sind AKAPl8beta, gamma und -delta.The protein consists of 81 amino acids containing the PKA-binding amphipathic helix and N-terminal myristoyl and palmitoyl lipid anchors that anchor the PKA-AKAP complex to the plasma membrane. The interaction between AKAP18 and the Ca 2+ channel occurs via the C-terminal domain of the alpha subunits of the channel; this is a leucine zipper-like motif involved. In this way, the PKA is positioned near an important phosphorylation site in the alpha subunit, allowing for specific phosphorylation. Phosphorylation increases the likelihood of the channel. Further studies have shown that several splice variants emerge from the AKAP18 gene; therefore, the AKAP18 protein described above was designated AKAP18alpha (also AKAP15). Other splice variants are AKAP18b, gamma and delta.
AKAPlδbeta besteht aus 104 Aminosäuren und enthält die gleiche Membranbindedomäne wie die alpha-Variante . Eine zusätzliche, 23 Aminosäuren umfassende Domäne leitet das Protein zur apikalen Plasmamembran in polarisierten Epi- thelzellen. Die Funktion von AKAPlδbeta ist bislang unklar.AKAPlδbeta consists of 104 amino acids and contains the same membrane binding domain as the alpha variant. An additional 23 amino acid domain directs the protein to the apical plasma membrane in polarized epithelial cells. The function of AKAPlδbeta is so far unclear.
Im Unterschied zu den meisten AKAP-Proteinen ist das aus 326 Aminosäuren bestehende AKAP18gamma auch in löslichen Zellfraktionen lokalisiert. In Maus-Oozyten verankert es PKA-RI-Untereinheiten im Nukleus, was auf eine Beteiligung an der Regulierung der Transkription hindeutet. Bei AKAP18delta handelt es sich um ein 353 Aminosäuren umfassendes Protein, dessen RII-Bindedomäne mit denen der Varianten alpha-gamma nahezu identisch ist. Es ist zum großen Teil homolog zu AKAPlδgamma. AKAPlδdelta wurde während der Suche nach AKAP-Proteinen, die an der Translokation des Wasserkanals Aquaporin-2 (AQP2) aus intrazellulären Vesikeln in die apikale Plasmamembran von Sam- melrohrzellen der Niere beteiligt sind (s. u.), entdeckt. Es konnte gezeigt werden, dass AKAPlδdelta an den AQP2- haltigen Vesikeln lokalisiert ist.Unlike most AKAP proteins, the 326 amino acid AKAP18gamma is also localized in soluble cell fractions. In mouse oocytes, it anchors PKA-RI subunits in the nucleus, suggesting an involvement in the regulation of transcription. AKAP18delta is a 353 amino acid protein whose RII binding domain is almost identical to those of the alpha-gamma variants. It is for the most part homologous to AKAPlδgamma. AKAPlδdelta was discovered during the search for AKAP proteins involved in the translocation of the aquaporin-2 (AQP2) water channel from intracellular vesicles into the apical plasma membrane of kidney seed tube cells (see below). It could be shown that AKAPlδdelta is localized to the AQP2-containing vesicles.
Da außerdem seine Verteilung stark der von AQP2 ähnelt, und da es nach entsprechender Stimulation der Nierenzellen zusammen mit AQP2 zur Plasmamembran transloziert wird, wird eine Beteiligung an der AQP2-Translokation vermutet. Die AQP2-Translokation wird durch das antidiuretische Hormon Arginin-Vasopressin (AVP, auch ADH) induziert. Die Bildung des Hormons und seine Sekretion in die Blutbahn werden durch Osmorezeptoren im Hypothalamus gesteuert, die ständig die Osmolarität des Blutes überwachen. Steigt die Osmolarität an, beispielsweise durch verminderte Flüssigkeitsaufnahme des Organismus, so wird AVP synthetisiert und in die Blutbahn sezerniert. Das Startsignal für die AQP2-Umverteilung liefert die Bindung von AVP an den Vasopressin-Rezeptor (V2R) auf der basolateralen Membranseite von Häuptzellen des renalen Sammelrohres. Der V2-Rezeptor, bei dem es sich um einen GPCR handelt, setzt die oben beschriebene Signalkaskade in Gang, so dass vermehrt cAMP gebildet wird. Die durch AKAPlδdelta an den AQP2-haltigen, sekretorischen Vesikeln verankerte PKA setzt aufgrund der durch cAMP-Bindung ausgelösten Konformationsänderung ihre kata- lytischen Untereinheiten frei, welche die in der Nähe befindlichen AQP2-Wasserkanäle phosphorylieren. Diese Phosphorylierung sorgt für den Transport der Vesikel zu und deren Verschmelzung mit der apikalen Plasmamembran. Auf diese Weise wird die Wasserdurchlässigkeit dieser Membran erhöht, und es kann verstärkt Wasser aus dem - auf der anderen Seite der apikalen Membran im Sammelrohr befindlichen - Primärharn rückresorbiert werden. So wird dem anfänglichen Stimulus der Signalkette entgegengewirkt.In addition, because its distribution is very similar to that of AQP2, and as it is translocated to the plasma membrane along with AQP2 following appropriate stimulation of the kidney cells, involvement in AQP2 translocation is suspected. AQP2 translocation is induced by the antidiuretic hormone arginine vasopressin (AVP, also known as ADH). The formation of the hormone and its secretion into the bloodstream are controlled by osmoreceptors in the hypothalamus, which constantly monitor the osmolarity of the blood. If the osmolarity increases, for example as a result of reduced fluid absorption of the organism, AVP is synthesized and secreted into the bloodstream. The start signal for AQP2 redistribution delivers the binding of AVP to the vasopressin receptor (V2R) on the basolateral membrane side of the main renal collecting tube. The V2 receptor, which is a GPCR, initiates the signaling cascade described above, so that more cAMP is formed. The PKA anchored to the AQP2-containing secretory vesicles by AKAPlδdelta releases its catalytic subunits due to the cAMP-induced conformational change, which phosphorylates the nearby AQP2 water channels. This phosphorylation ensures the transport of the vesicles and their fusion with the apical plasma membrane. In this way, the water permeability of this membrane is increased, and it can be increasingly water from the - located on the other side of the apical membrane in the manifold - reabsorbed primary urine. This counteracts the initial stimulus of the signal chain.
Neben AKAPlδdelta sind mit den AQP2-Vesikeln noch weitere Proteine assoziiert, die aber im Unterschied zu A- KAPlδdelta nicht mit zur Plasmamembran gelangen. Dies könnte bedeuten, dass die durch AKAPlδdelta an den Vesi- kelmembranen verankerte PKA nicht nur für die AQP2- Phosphorylierung, sondern beispielsweise auch für den Transportprozess zur Plasmamembran regulierende Phosphorylierungen erforderlich ist. Eine solche Funktion wurde auch für das L-Typ-Ca2+-Kanal~assoziierte AKAP79 (s. o.) gezeigt.In addition to AKAPlδdelta, other proteins are associated with the AQP2 vesicles, but unlike A-KAPlδdelta they do not reach the plasma membrane. This could mean that the PKA anchored to the vesicle membranes by AKAPlδdelta is not limited to the AQP2 Phosphorylation, but also, for example, for the transport process to the plasma membrane regulating phosphorylations is required. Such a function has also been demonstrated for the L-type Ca 2+ channel-associated AKAP79 (see above).
Es besteht die Möglichkeit - wie bereits oben dargestellt -, mithilfe von synthetischen Peptiden, die die amphi- pathische Helix der PKA-Bindedomäne nachahmen, die Bin- düng der PKA an AKAP-Proteine zu hemmen. Obwohl die genannten inhibitorischen Peptide eine wichtige Rolle bei der Aufklärung der physiologischen Bedeutung der PKA- Kompartimentierung durch AKAP-Proteine zukommt, haben sie Nachteile. Als Peptide sind sie z. B. nicht besonders stabil und teuer in der Synthese. Da AKAP-Proteine in vielen zellulären Prozessen für Spezifität sorgen und gewebespezifisch exprimiert werden, sind sie ein attraktives Ziel für neue Pharmaka. Vor der Entwicklung neuer Wirkstoffe müssen die AKAP-Proteine allerdings als Ziel validiert werden. Dadurch muss die Interaktion zwischen AKAP-Proteinen und der PKA im Tier- und später auch im Humanmodell aufgehoben werden. Peptide können aber nicht an Versuchstiere verabreicht werden, da sie im Gastroin- testinaltrakt degradiert werden. Ein weiteres wichtiges Modell zur Untersuchung von AKAP-Funktionen stellen Zellkulturmodelle dar. Zum Einsatz in Zellkulturen müssen Peptide allerdings acyliert werden, um Membranpermeabilität zu gewährleisten. Peptide des Standes der Technik docken aufgrund fehlender sterischer Hinderung oder wegen besser interagierender (hydrophober) Aminosäureseitenketten fester an die hydrophobe Tasche der regulatorischen PKA-Untereinheiten als vollständige AKAP-Proteine. Auf diese Weise kann experimentell überprüft werden, wie sich die Aufhebung der PKA- Kompartimentierung durch AKAP-Proteine physiologisch auswirkt . Das zuerst eingeführte und bisher am häufigsten benutzte Anker-Inhibitor-Peptid ist das aus 22 bis 24 Aminosäuren bestehende Ht31-Peptid, welches von der PKA-bindenden Domäne des AKAP-Proteins Ht31, auch bekannt als AKAP-Lbc, abgeleitet wurde. Mithilfe bioinformatischer Methoden und mit Peptid-Ärray- Screenings, bei denen von einer aus verschiedenen AKAP- Proteinen berechneten Konsensus-Bindungsstelle für RII- Untereinheiten ausgehend systematisch Aminosäuren ausgetauscht und die Peptide für Bindungsexperimente an Cellu- lose-Membranen gekoppelt wurden, konnte ein stärker inhibierendes Peptid, das AKAPi3 (in silico) , generiert werden. Dieses ist ein 17-mer und kann durch veränderte Positionen zweier Aminosäureseitenketten zusätzliche hydrophobe Wechselwirkungen mit der RII-Untereinheit eingehen, und es kann eine zusätzliche Salzbrücke ausbilden, die seine Konformation stabilisiert.It is possible, as described above, to inhibit the binding of PKA to AKAP proteins by using synthetic peptides that mimic the amphipathic helix of the PKA binding domain. Although these inhibitory peptides play an important role in elucidating the physiological importance of PKA compartmentalization by AKAP proteins, they have disadvantages. As peptides they are z. B. not very stable and expensive in the synthesis. Because AKAP proteins provide specificity and tissue-specific expression in many cellular processes, they are an attractive target for new drugs. However, before developing new drugs, the AKAP proteins must be validated as a target. As a result, the interaction between AKAP proteins and PKA in the animal model and later also in the human model must be reversed. However, peptides can not be administered to experimental animals because they are degraded in the gastrointestinal tract. Another important model for the study of AKAP functions are cell culture models. For use in cell cultures, however, peptides must be acylated to ensure membrane permeability. Prior art peptides dock more tightly to the hydrophobic pocket of the regulatory PKA subunits due to lack of steric hindrance or better interacting (hydrophobic) amino acid side chains complete AKAP proteins. In this way, it can be experimentally verified how the abolition of PKA compartmentalization by AKAP proteins has a physiological effect. The first introduced and hitherto most widely used anchor inhibitor peptide is the 22 to 24 amino acid Ht31 peptide derived from the PKA binding domain of the AKAP protein Ht31, also known as AKAP-Lbc. Using bioinformatic methods and peptide-aerray screenings, in which amino acids were systematically exchanged from a consensus binding site for RII subunits calculated from various AKAP proteins and the peptides were coupled to cellulose membranes for binding experiments, a more inhibitory Peptide generated AKAPi 3 (in silico). This is a 17-mer and can undergo additional hydrophobic interactions with the RII subunit through altered positions of two amino acid side chains, and it can form an additional salt bridge that stabilizes its conformation.
Inhibitorische Peptide noch höherer Affinität konnten ausgehend von der RII-Bindedomäne des zu den hochaffinen AKAP-Proteinen gehörenden AKAPlδdelta erzeugt werden. Diese haben u.a. den Vorteil, dass sie niedriger dosiert werden können, was unspezifische Effekte des Peptids unwahrscheinlicher macht.Higher affinity inhibitory peptides could be generated from the RII binding domain of the AKAPlδdelta, which belongs to the high affinity AKAP proteins. These have u.a. the advantage that they can be dosed lower, which makes nonspecific effects of the peptide less likely.
Hierbei wurden zunächst alle Aminosäuren eines die A- KAPl8delta-RII-Bindedomäne enthaltenden 25-mers einzeln durch alle möglichen anderen biogenen Aminosäuren ersetzt. Ausgehend von den höheraffinen Peptiden wurden weitere Aminosäure-Substitutionen, basierend auf einem Strukturmodell der Bindung des Peptids in der hydrophoben Tasche, vorgenommen. Eine weitere Affinitätsverstärkung war aber nicht möglich. Die resultierenden Peptide wurden auf ihre Spezifität und ihre biologische Funktion als globale Inhibitoren der AKAP-RII-Bindung getestet.First, all amino acids of a 25-mer containing the A-KAP18delta-RII binding domain were individually replaced with all sorts of other biogenic amino acids. Starting from the higher affinity peptides, further amino acid substitutions were made based on a Structural model of the binding of the peptide in the hydrophobic pocket, made. However, a further affinity enhancement was not possible. The resulting peptides were tested for their specificity and biological function as global inhibitors of AKAP-RII binding.
Überraschend hat sich gezeigt, dass die nicht- peptidischen Moleküle gemäß Tabelle A als Inhibitoren bzw. Entkoppler von PKA und AKAP bzw. als Substanzen zur Blockierung der PKA-Verankerung eingesetzt werden können. Die nicht-peptidischen Inhibitoren stellen auch Leitstrukturen für neue Wirkstoffe dar. Derartige Substanzen stellen zum einen ein neues Werkzeug zur Blockierung der PKA-Verankerung für in-vitro Experimente dar und zum an- deren stellen sie die Grundlage für eine neue Klasse von Pharmaka dar, die im Gegensatz zu klassischen Pharmaka Protein-Protein-Wechselwirkungen angreifen und nicht Enzym- oder Rezeptor-Aktivitäten modulieren.Surprisingly, it has been shown that the non-peptidic molecules according to Table A can be used as inhibitors or decouplers of PKA and AKAP or as substances for blocking the PKA anchoring. The non-peptidic inhibitors are also lead compounds for new drugs. Such drugs are a new tool for blocking PKA anchoring for in vitro experiments and they are the basis for a new class of drugs. which, unlike classical drugs, attack protein-protein interactions and do not modulate enzyme or receptor activities.
All diesen Molekülen ist gemein, dass sie nicht- peptidische Blocker bzw. Entkoppler der PKA-AKAP- Interaktion sind, die bisher im Stand der Technik noch nicht offenbart waren. All diese Substanzen können auch zur Blockierung der PKA-Verankerung verwendet werden. Mit den beanspruchten Verbindungen ist eine gezielte Hemmung eines AKAP-RII-Komplexes möglich. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Substanzen ermöglichen überraschenderweise den direkten Einsatz in Zellkulturen, Tiermodellen, sowie im Primaten- und hu- manen Bereich, womit erstmals die Untersuchung der Funktion von AKAP-Proteinen in vivo möglich wird. Bisher ist im Stand der Technik die Untersuchung der Funktion von AKAP-Proteinen in vivo nicht beschrieben. Diese in vivo- Tauglichkeit ist ein gemeinsames Merkmal aller erfindungsgemäßen Verbindungen.All these molecules have in common that they are non-peptidic blockers or decouplers of the PKA-AKAP interaction, which have not yet been disclosed in the prior art. All these substances can also be used to block the PKA anchorage. Targeted inhibition of an AKAP-RII complex is possible with the claimed compounds. Surprisingly, the chemical and physical properties of the substances according to the invention make it possible to use them directly in cell cultures, animal models and in the primate and human regions, thus making it possible for the first time to study the function of AKAP proteins in vivo. So far, in the prior art, the investigation of the function of AKAP proteins not described in vivo. This in vivo capability is a common feature of all compounds of the invention.
Nicht alle der erfindungsgemäßen Verbindungen weisen ein neues Strukturelement auf, was aber nicht zur Folge hat, dass die Einheitlichkeit der anmeldungsgemäßen Lehre nicht mehr gegeben ist. Die beanspruchten alternativen chemischen Verbindungen haben eine gemeinsame Eigenschaft oder Wirkung.Not all of the compounds according to the invention have a new structural element, but this does not mean that the uniformity of the teaching according to the application no longer exists. The claimed alternative chemical compounds have a common property or effect.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen bevorzugte beanspruchte Verbindungen überraschenderweise eine Vielzahl von gemeinsamen physikochemischen Eigenschaften auf, die dazu führen, dass die Verbindungen sehr gut als pharmazeutisches Mittel eingesetzt werden können, da sie den so genannten Lipinski-Regeln (rules of five) weitestge- hend entsprechen. Diese gemeinsamen physikochemischen o- der strukturellen Merkmale der erfindungsgemäßen Kompo- nenten betreffen ihr Molekulargewicht, welches im Bereich von 150 bis 600 g/mol, bevorzugt von 190 bis 300 g/mol liegt, einem Verteilungskoeffizienten von logP ≤ 10, bevorzugt ≤ 8, besonders bevorzugt ≥ 1 bis ≤ 5 mit maximal 10 Wasserstoffbrücken-Donatoren und maximal 10 Wasser- stoffbrücken-Akzeptoren, einem Löslichkeitswert von logSw von -400 bis 0 und einem BrotN-Wert von 0 bis 7, wobei bevorzugt die AKAPl8delta-RII-Interaktion um mindestens 40% gehemmt wird. Die Summe der strukturellen Gemeinsamkeiten führt zu dem funktionellen Zusammenhang der Inhi- bition der Wirkung von PKA und AKAP bzw. zur Blockierung der PKA-Verankerung. Die gemeinsamen physikochemischen Merkmale stellen daher keine willkürliche Summe von Merk- malen dar, sondern sind sozusagen der gemeinsame Fin- gerprint der beanspruchten Verbindungen, der vorteilhafterweise die gute in-vivo-Tauglichkeit der Verbindungen ermöglicht und charakterisiert. Besonders bevorzugt bin- den die erfindungsgemäßen Moleküle an regulatorische Untereinheiten der PKA, insbesondere an RIalpha oder RII- alpha bzw. RII alpha oder Rllbeta. Die erfindungsgemäßen Moleküle ermöglichen eine Modifizierung, Inhibition bzw. Entkopplung von AKAP, bevorzugt AKAP18, besonders bevor- zugt AKAPlδdelta und PKA in Abhängigkeit der verwendeten Spezies. Für den Fachmann ist es mittels einfacher Routine-Versuche ohne weiteres möglich, Erkennungsmoleküle gegen die erfindungsgemäßen Moleküle bereitzustellen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Antikörper, um Chela- toren, um Komplexbildner oder andere im Stand der Technik bekannte Strukturen handeln. Derartige Erkennungsmoleküle sind einfach zu generiere, wenn ihr Traget - wie vorliegend die Entkoppler - offenbart ist. Beispielsweise können die Entkoppler zusammen mit einem Adjuvans in Orga- nismen appliziert werden, wodurch Antikörper entstehen, die nach bekannten Methoden gewonnen werden können. Mithilfe dieser Erkennungsmoleküle bzw. mithilfe der erfindungsgemäßen Moleküle können Organismen bereitgestellt werden, in denen die AKAP-PKA-Interaktion gewebs- und/oder zellspezifisch modifiziert ist, indem die genannten Organismen mit den erfindungsgemäßen Molekülen bzw. den Erkennungsmolekülen in Kontakt gebracht werden.In a further aspect of the invention, surprisingly, preferred claimed compounds have a multiplicity of common physicochemical properties which result in the compounds being very useful as pharmaceutical agents since they comply to the so-called rules of five of Lipinski. correspond. These common physicochemical or structural features of the components according to the invention relate to their molecular weight, which is in the range from 150 to 600 g / mol, preferably from 190 to 300 g / mol, a distribution coefficient of logP ≦ 10, preferably ≦ 8, especially preferably ≥ 1 to ≤ 5 with a maximum of 10 hydrogen bond donors and a maximum of 10 hydrogen bridge acceptors, a solubility value of logSw of -400 to 0 and a BrotN value of 0 to 7, wherein preferably the AKAP18delta-RII interaction is at least 40% is inhibited. The sum of the structural similarities leads to the functional connection of the inhibition of the action of PKA and AKAP or to the blocking of PKA anchoring. The common physicochemical features therefore do not represent an arbitrary sum of but are, so to speak, the common fingerprint of the claimed compounds, which advantageously allows and characterizes the good in vivo suitability of the compounds. The molecules according to the invention particularly preferably bind to regulatory subunits of the PKA, in particular to RIalpha or RII-alpha or RII-alpha or R-beta. The molecules according to the invention make it possible to modify, inhibit or decouple AKAP, preferably AKAP18, more preferably AKAP18delta and PKA, depending on the species used. It will be readily apparent to those skilled in the art, by means of simple routine experimentation, to provide recognition molecules against the molecules of the invention. These may be, for example, antibodies, chelators, complexing agents or other structures known in the art. Such recognition molecules are easy to generate when their carrying is revealed - as in the present case the decouplers. For example, the decouplers can be administered together with an adjuvant into organisms, thereby producing antibodies that can be obtained by known methods. With the aid of these recognition molecules or with the aid of the molecules according to the invention, it is possible to provide organisms in which the AKAP-PKA interaction is tissue- and / or cell-specifically modified by bringing the organisms mentioned into contact with the molecules according to the invention or the recognition molecules.
Bevorzugte Entkoppler weisen einen logP Wert von < 9, 8, 7, 6, 5, bevorzugt 4, besonders bevorzugt 3 und ganz besonders bevorzugt < 2 auf und maximal 10, 9, 8, 7, 6, bevorzugt 5, besonders bevorzugt 4, 3 und/oder 2 Wasser- stoffbrücken-Donatoren und/oder -Akzeptoren und/oder einen BrotN-Wert von insbesondere 1, 2, 3, 4, 5, oder 6 und/oder eine logSw-Wert von -350, -300, -250, -200, - 150, -100 oder -50 und ein Molekulargewicht von 150 bis 550, von 150 bis 500, von 150 bis 450, von 150 bis 400 oder von 150 bis 350.Preferred decouplers have a logP value of <9, 8, 7, 6, 5, preferably 4, more preferably 3 and very particularly preferably <2 and at most 10, 9, 8, 7, 6, preferably 5, particularly preferably 4, 3 and / or 2 water Substance bridge donors and / or acceptors and / or a BrotN value of in particular 1, 2, 3, 4, 5, or 6 and / or a logSw value of -350, -300, -250, -200, - 150, -100 or -50 and a molecular weight of 150 to 550, from 150 to 500, from 150 to 450, from 150 to 400 or from 150 to 350.
Bevorzugt weisen die Entkoppler maximal 6 Wasserstoffbrücken-Donatoren und/oder maximal 4 Wasserstoffbrücken- Akzeptoren auf und/oder einen Verteilungskoeffizienten von logP von ≥ 1 bis ≤ 5.The decouplers preferably have a maximum of 6 hydrogen-bond donors and / or a maximum of 4 hydrogen-bond acceptors and / or a distribution coefficient of logP of ≥ 1 to ≦ 5.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hemmen die erfindungsgemäßen Entkoppler die Wechsel- Wirkung von AKAP und PKA-Untereinheiten um mindestens 80%. Dem Fachmann sind ausreichend Methoden bekannt, mit denen er die Hemmung der Wechselwirkung bestimmen kann. So gibt es beispielsweise zahlreiche Offenbarungen, die beschreiben, wie die Inhibition der AKAP-PKA-Bindung mit- hilfe von Ht31-Peptid realisiert werden kann. Im Sinne der Erfindung heißt jedoch Hemmung jegliche Form der Modifizierung der Wechselwirkung zwischen AKAP und PKA gegenüber einer nicht beeinflussten Wechselwirkung gegenüber diesen beiden Molekülen. Auch wenn es bevorzugt ist, die Bindung zwischen AKAP und PKA zu inhibieren, kann es erfindungsgemäß gewünscht sein, dass die Wechselwirkung von AKAP und PKA erhöht wird.In a particularly preferred embodiment of the invention, the decouplers according to the invention inhibit the interaction of AKAP and PKA subunits by at least 80%. The person skilled in sufficient methods are known with which he can determine the inhibition of the interaction. There are, for example, numerous disclosures which describe how the inhibition of AKAP-PKA binding can be realized with the aid of Ht31 peptide. For the purposes of the invention, however, inhibition means any form of modification of the interaction between AKAP and PKA against unaffected interaction with these two molecules. Although it is preferred to inhibit the binding between AKAP and PKA, it may be desired according to the invention that the interaction of AKAP and PKA be increased.
Besonders bevorzugte Entkoppler sind die in Tabelle A dargestellten. Diese Entkoppler weisen physikochemischeParticularly preferred decouplers are those shown in Table A. These decouplers exhibit physicochemical
Eigenschaften auf, die nicht nur dazu führen, dass sie die Wechselwirkung von AKAP und PKA hemmen, sondern dass sie weiterhin sehr gut in einem Zielorganismus aufgenommen werden können, so dass eine Behandlung von Krankheiten möglich ist, die aus einer Inbalance oder Störung der cAMP-abhängigen Signaltransduktionen hervorgehen. Durch den derzeitigen Stand der Technik sind dem Fachmann derartige Krankheiten bekannt; der Fachmann weiß also, wel¬ che Krankheiten erfasst und gemeint sind. Bekannte Krankheiten sind beispielsweise Diabetes insipidus, Diabetes mellitus, Adipositas, Ödeme, chronische obstruktive Lun- generkrankungen, AIDS, Schizophrenie, Leberzirrhose, Herzinsuffizienz, koronare Herzkrankheiten, Hypertonie und/oder Asthma. Die durch die Störung der cAMP- abhängigen Signaltransduktion verursachten Krankheiten sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Die unten genann- ten weiteren Erkrankungen gehören ebenfalls zu den bevorzugten Erkrankungen, die sehr gut mit den erfindungsgemäßen Mitteln behandelt werden können.Properties that not only inhibit the interaction of AKAP and PKA, but that Furthermore, they can be very well absorbed in a target organism, so that it is possible to treat diseases resulting from an imbalance or disruption of cAMP-dependent signal transduction. The skilled person is aware of such diseases by the current state of the art; So the expert knows wel ¬ che diseases are recorded and meant. Known diseases include diabetes insipidus, diabetes mellitus, obesity, edema, chronic obstructive pulmonary disease, AIDS, schizophrenia, cirrhosis, heart failure, coronary heart disease, hypertension and / or asthma. However, the diseases caused by the disruption of cAMP-dependent signal transduction are not limited to these. The other diseases mentioned below are also among the preferred diseases which can be treated very well with the agents according to the invention.
Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Moleküle sind in Ta- belle B offenbart. Diese bevorzugten Verbindungen weisen gemeinsame physikochemische Eigenschaften auf, die dazu führen, dass die Verbindungen ggf. zusammen mit einem pharmazeutisch akzeptablen Träger zur chirurgischen und/oder therapeutischen Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers und Diagnoseverfahren, die am menschlichen oder tierischen Körper vorgenommen werden, verwendet werden können. Vorteilhafterweise weisen die Verbindungen Substanzeigenschaften auf, die den rules of five von Lipinski et al. (Lipinski et al., Adv. Drug Deliv. Rev. 46, 3-26, 2001) entsprechen. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft Entkoppler ausgewählt aus der Tabelle C. Diese bevorzugten Verbindungen weisen eine solch gute Membranper- meabilität auf, dass sie sehr gut in vivo, d. h. insbe- sondere als pharmazeutisches Mittel, eingesetzt werden können, um die PKA-Verankerung zu blockieren bzw. umd die AKAP-PKA-Wechselwirkung zu modulieren, insbesondere zu inhibieren.Further preferred molecules of the invention are disclosed in Table B. These preferred compounds share common physicochemical properties that result in the compounds being optionally used in conjunction with a pharmaceutically acceptable carrier for the surgical and / or therapeutic treatment of the human or animal body and diagnostic procedures performed on the human or animal body can. Advantageously, the compounds have substance properties that comply with the rules of five by Lipinski et al. (Lipinski et al., Adv. Drug Deliv. Rev. 46, 3-26, 2001). A further preferred embodiment of the invention relates to decouplers selected from Table C. These preferred compounds have such a good membrane permeability that they can very well be used in vivo, ie, in particular as a pharmaceutical agent, for PKA anchorage or to modulate the AKAP-PKA interaction, in particular to inhibit.
Vorteilhafte Moleküle gemäß der Erfindung sind in Tabelle A, B und/oder C offenbart. Aufgrund ihrer physikochemischen Eigenschaften wie ihrem geringen Molekulargewicht, ihrem vorteilhaften Verteilungskoeffizienten und Löslich- keits- und BrotN-Wert, sowie der Tatsache, dass sie nicht mehr als 10 H-Brücken-Akzeptoren und insbesondere im wesentlichen nicht mehr als 7, bevorzugt 6, ganz besonders bevorzugt 5 H-Brücken-Donatoren aufweisen, sind diese Mittel sehr gut in der Prophylaxe, Therapie, Nachbehandlung und/oder der Diagnose in in vivo Systemen, wie z. B. Zielorganismen, bevorzugt in Menschen oder in Versuchstieren, wie z. B. Primaten, Ratten oder Mäusen, ein- setzbar. Weitere bevorzugte Entkoppler sind in Tabelle D offenbart .Advantageous molecules according to the invention are disclosed in Table A, B and / or C. Because of their physicochemical properties, such as their low molecular weight, advantageous partition coefficient and solubility and bread N value, as well as the fact that they contain no more than 10 H-bond acceptors, and in particular substantially no more than 7, preferably 6, all particularly preferably have 5 H-bridge donors, these agents are very good in prophylaxis, therapy, post-treatment and / or diagnosis in in vivo systems such. B. target organisms, preferably in humans or in experimental animals such. Primates, rats or mice. Further preferred decouplers are disclosed in Table D.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die erfindungsgemäßen Entkoppler die allge¬ meine Formel I auf, die durch Mesomerie ineinander über¬ führbar sind (R2 und R3 werden als austauschbar behandelt) LVIn a further preferred embodiment of the invention decoupler of the invention have the general ¬ my formula I which can be guided into one another by resonance ¬ (R 2 and R 3 are treated as interchangeable) LV
wobei X ein Nicht-Wasserstoffatom ist, vorzugsweise ein Schwefelatom, wobei R1 ein Alkyl- oder Arylrest ist, vorzugsweise ein 1-Naphthylmethylrest, wobei R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl- oder Arylrest sind, vorzugsweise sind R2 und R3 zwei Wasserstoffatome, zwei Methylreste, ein Benzylrest und ein Methylrest oder ein Be- nyzlrest und ein tert-Butylrest, besonders bevorzugt sind R2 und R3 ein 2-Thiazolidinylrest und ein Methyl oder tert-Butylrest, sowie ein 1-Naphthylrest und ein Isopro- pyl-, Cyclohexyl-, Benzyl- oder Methylrest. Die Erfindung betrifft demgemäß auch Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel I für die Verwendung als Arzneimittel bzw. als pharmazeutische Wirkstoffe. Die Erfindung betrifft in ei- ner weiteren bevorzugten Ausführungsform auch die Verwendung der Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel I zur Behandlung der in der Anmeldung offenbarten Krankheiten.wherein X is a non-hydrogen atom, preferably a sulfur atom, wherein R 1 is an alkyl or aryl radical, preferably a 1-Naphthylmethylrest wherein R 2 and R 3 is a hydrogen atom or an alkyl or aryl radical, preferably R 2 and R are 3 is two hydrogen atoms, two methyl radicals, one benzyl radical and one methyl radical or one shortcoming radical and one tert-butyl radical, more preferably R 2 and R 3 are a 2-thiazolidinyl radical and a methyl or tert-butyl radical, and a 1-naphthyl radical and Isoproyl, cyclohexyl, benzyl or methyl radical. The invention accordingly also relates to compounds according to the general formula I for use as medicaments or as pharmaceutical active ingredients. In a further preferred embodiment, the invention also relates to the use of the compounds according to the general formula I for the treatment of the diseases disclosed in the application.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin- düng weisen die erfindungsgemäßen Entkoppler die allgemeine Formel II auf, wobei Rl bis R3 die Bedeutung wie oben haben: In a further preferred embodiment of the invention düng, the decouplers of the invention have the general formula II, wherein Rl to R3 have the meaning as above:
Rotation um EinfachbindungRotation around single bond
Das Verhältnis 1/5 hängt von der Basizität des Stick- Stoffs neben R3 ab. Vorteilhafterweise ist ab der Struktur 2 die Anordnung der Reste R2 und R1 austauschbar. Besonders bevorzugt sind die protonierten Verbindungen, wie z. B. das Hydrochlorid, zur Verwendung als Entkoppler der AKÄP-PKA-Interaktion. Bei Verbindungen mit mehreren basi- sehen Zentren, wie z. B. die Verbindung JG5 (siehe Tabelle) ist insbesondere das Dihydrochlorid bevorzugt. Bevorzugt ist die Leitstruktur 990 (siehe Tabelle) .The ratio 1/5 depends on the basicity of the nitrogen next to R 3 . Advantageously, from the structure 2, the arrangement of the radicals R 2 and R 1 exchangeable. Particularly preferred are the protonated compounds, such as. Hydrochloride, for use as a decoupler of the AKAE-PKA interaction. For compounds with several basic see centers such. For example, the compound JG5 (see table) is particularly preferred the dihydrochloride. Preferably, the lead structure is 990 (see table).
Die IC-Werte nehmen ab, je größer die aliphatischen Reste werden, wobei, wie beim JG31 (siehe Tabelle) , das Anthra- cen zusätzliche Wirkungen aufweist. Dies bedeutet einen höheren Elektronenschub zu Amidin und eine höhere Basizität. Für bestimmte Anwendungen ist die Elektronendichte am Amidin wichtig, so dass die Reste R1 und R2 elektronenschiebende Einheiten sind (siehe Verbindungen 6 und 7; ortho- oder para-Methoxyphenyl, orto- oder para- Diaminophenyl) .The IC values decrease as the aliphatic residues become larger and, as with JG31 (see Table), the anthracene has additional effects. This means a higher electron thrust to amidine and a higher basicity. For certain applications, the electron density on the amidine is important, so that the radicals R 1 and R 2 are electron donating units (see compounds 6 and 7; ortho- or para-methoxyphenyl, ortho- or para-diaminophenyl).
Vorteilhaft können auch bestimmte Abbauprodukte der erfindungsgemäßen Entkoppler sein. Die Thiocarbamimidsäure- ester (wie Nr. 990) sind unter gewissen Bedingungen labil gegen Nukleophile wie z. B. Amine. Dabei entstehen Thiole und Guanidine, die ebenfalls beispielsweise zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden können. Die Erfindung betrifft demgemäß in einer bevorzugten Ausführungs- form die zyklischen Imidazole (6) und die Dihydroimidazo- Ie (7) zur Verwendung in der Medizin, insbesondere als Entkoppler von AECAP und PKA, sowie als Werkzeug in der Grundlagenforschung in vivo und in vitro. Die Reste R1 und R2 sind bevorzugt Arylreste oder zyklisch aliphati- sche Reste (SM 61, SM63 und SM65) . Auch der 6Ring am Ami- din ist bevorzugt (die Verbindung 8 baut auf SM71 auf) .Also advantageous may be certain degradation products of the decouplers according to the invention. The thiocarbamimic acid esters (such as # 990) are labile to nucleophiles such as e.g. B. Amines. This produces thiols and guanidines, which can also be used for example for the treatment of diseases. Accordingly, in a preferred embodiment, the invention relates to the cyclic imidazoles (6) and the dihydroimidazoles (7) for use in medicine, in particular as decouplers of AECAP and PKA, and as tools in basic research in vivo and in vitro. The radicals R 1 and R 2 are preferably aryl radicals or cyclic aliphatic radicals (SM 61, SM63 and SM65). The 6 ring on the amidine is also preferred (compound 8 is based on SM71).
88th
Vorteilhaft ist auch, das Amidin vom Schwefel zu trennen und an der 2-Position des Naphtalins anzubringen (Verbindung 9) . In einer vorteilhaften Ausführungsform bleibt der Abstand N/S hierbei nahezu gleich. Bevorzugt enthält R1 S-R, damit die Elektronendichte am Amidin vergleichbar den aktiven Verbindungen ist. Bevorzugt ist R ein Alkyl- rest. Bevorzugt ist demgemäß auch das Isomere 10. It is also advantageous to separate the amidine from the sulfur and attach it to the 2-position of naphthalene (compound 9). In an advantageous embodiment, the distance N / S remains almost the same. Preferably, R 1 contains SR so that the electron density on the amidine is comparable to the active compounds. Preferably, R is an alkyl radical. Accordingly, the isomer 10 is also preferred.
1010
Bevorzugt sind demgemäß Entkoppler gemäß der allgemeinen Formel 11 und 12.Accordingly, decouplers according to the general formula 11 and 12 are preferred.
Beansprucht werden die Verbindungen an sich, wie auch ihre HCl-Salze. In bevorzugten Ausführungsvarianten können R1 und R2 unabhängig voneinander sein:Claimed are the compounds themselves, as well as their HCl salts. In preferred embodiments, R 1 and R 2 may be independent of each other:
acyclisch aliphatisch mit einer Kettenlänge von Cl bis Cβ; cyclisch aliphatisch mit einer Ringgröße von C3 bis C9 unter Beinhaltung eines oder unabhängig davon mehrerer Heteroatome vom Typ O oder N; aromatisch als Monocyclus-, Heteroaryl- und ein- bis dreifach substituierter Monocyclus-Rest . Auf die elektronenschiebenden Substituenten (z. B. OMe oder NMe2 wurde oben verwiesen. Die Verwendung von Hete- roaromaten ist insbesondere in Hinsicht auf die Bioverfügbarkeit vorteilhaft. Vorteilhaft ist ferner die Ver- Wendung der Struktur 12 mit X als Linkergruppe vom Typ acyclischer Aliphat mit einer Kettenlänge von Cl bis C6 und R3 mit den gleichen Gruppen wie für R1 und R2 unabhän- ging voneinander formuliert.acyclic aliphatic with a chain length of Cl to Cβ; cyclic aliphatic having a ring size of C3 to C9, including one or more of a plurality of heteroatoms of the type O or N; aromatic as a monocyclic, heteroaryl and mono- to trisubstituted monocycle radical. Reference has been made above to the electron-donating substituents (eg OMe or NMe2) The use of heteroaromatics is particularly advantageous with regard to bioavailability It is furthermore advantageous to use the structure 12 with X as a linker group of the acyclic aliphatic type a chain length of Cl to C6 and R 3 with the same groups as for R 1 and R 2 independently formulated.
Zu der Chemie der genannten Verbindungen wird ausgeführt, dass der Schwefel und die daneben liegende Position 10 in bestimmten Ausführungsformen der Erfindung oxidationsemp- findlich sein können. Für den Fall, dass nur der Schwefel oxidiert wird, ist es vorteilhaft, dass die wirksame Form nicht das Gerüst der Leitstruktur hat (siehe oben) , sondern entweder das SuIfoxid 2 oder das SuIfon 3 ist. Darüber hinaus kann die Position 10 nach Oxidation des Schwefels azide sein und kann nach Deprotonierung z. B. eine Claisensche Aldoladdition eingehen. Letztere Reakti- on wird exemplarisch mit einem Essigsäurebaustein als Verbindung 16 (siehe unten) dargestellt. Falls R2 ein Wasserstoffatom ist, erfolgt auch ein intramolekularer Ringschluss .Concerning the chemistry of said compounds, it is stated that the sulfur and adjacent position 10 may be sensitive to oxidation in certain embodiments of the invention. In the event that only the sulfur is oxidized, it is advantageous that the active form does not have the framework of the lead structure (see above), but is either the sulfoxide 2 or the sulfone 3. In addition, the position 10 may be acidic after oxidation of the sulfur and may be after deprotonation z. B. undergo a Claisen aldol addition. The latter reaction is exemplified by an acetic acid building block as compound 16 (see below). If R 2 is a hydrogen atom, an intramolecular ring closure also occurs.
Vorteilhafterweise sind die beiden Positionen (Schwefel und die Nr. 10) sehr reaktiv.Advantageously, the two positions (sulfur and No. 10) are very reactive.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass, für die Wirksamkeit von Struktur 11 die Position 10 nicht modifiziert wird. Wie bereits ausgeführt, kann diese azide und wie weiter unten ausgeführt oxidationsempfindlich sein. Diese Position kann vorteilhafterweise ohne signifikante Änderung der Raumerfüllung mit Fluoratomen versehen werden, die eine Diversifizierung unter physiologischen Bedingungen verhindern und die Aktivität vorteilhafterweise erhalten. Insbesondere die Struktur 16 ist damit gegen vorzeitigen Verlust geschützt.Furthermore, it is preferred that, for the effectiveness of structure 11, position 10 is not modified. As already stated, these azides can be sensitive to oxidation, as explained below. This position can advantageously without significant change of Raumerfüllung be provided with fluorine atoms, which prevent diversification under physiological conditions and receive the activity advantageously. In particular, the structure 16 is thus protected against premature loss.
Als bevorzugte Ausführungsform für Folgeprodukte aus der Oxidation der 10-Position (Oxidation ergibt Verbindung 18) wird beispielhaft das Additionsprodukt einer Acety- leinheit als Struktur 8 nach Eliminierung von Wasser in 20 abgebildet (siehe unten) . Vorteilhafterweise kann auch die Position 10 substituiert werden. Dies betrifft insbesondere die Reste R3 und R4 wie in Verbindung 21 dargestellt, die bevorzugt als Erweiterung zu R1 und R2 auch F sein können. Das oben ausgeführte zu den Spacern zwischen N und R1/R2 und der Oxidation am Schwefel gilt auch für die unten aufgeführten Verbindungen. As a preferred embodiment for secondary products from the oxidation of the 10-position (oxidation gives compound 18), the addition product of an acetyl unit is depicted by way of example as structure 8 after elimination of water in 20 (see below). Advantageously, the position 10 can also be substituted. This relates in particular to the radicals R 3 and R 4 as shown in connection 21, which may preferably also be F as an extension to R 1 and R 2 . The above to the spacer between N and R 1 / R 2 and the oxidation of the sulfur also applies to the compounds listed below.
18 19 2018 19 20
2121
R1, R2, R3 und R4 können unabhängig voneinander beispielsweise sein Akyl- und/oder Aryl-Reste.R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may independently, for example, be alkyl and / or aryl radicals.
Bevorzugt ist also die Verwendung des 1-substituierten Naphtalin. In den lipophilen Taschen eines Zielmoleküls kann es jedoch sein, dass deren Affinität einer lipophilen Seitengruppe, wie eines aromatischen Bicyclus, einen wichtigen Beitrag zur Akzeptanz des Substrates leistet. Demgemäß sind auch Verbindungen mit der allgemeinen Forme gemäß der Verbindungen 22, 23 und 24 bevorzugt, die vor- teilhafterweise eine gleichwertige Affinität aufweisen. Preference is thus given to the use of the 1-substituted naphthalene. In the lipophilic pockets of a target molecule, however, their affinity for a lipophilic side group, such as an aromatic bicyclic, can make an important contribution to the acceptance of the substrate. Accordingly, preferred are compounds having the general formula according to compounds 22, 23 and 24, which advantageously have an equivalent affinity.
22 23 24, R=H oder F22 23 24, R = H or F
Solche Bicyclen gemäß der Verbindungen 22 bis 24 weisen in vorteilhaften Ausführungsformen X = Sauerstoff auf, aber auch N, NH oder S. Auch dreifach anilierte Ringsysteme können bevorzugt sein (siehe auch Verbindung SM39 und SM44; Tabelle) .Such bicyclic compounds according to the compounds 22 to 24 have in advantageous embodiments X = oxygen, but also N, NH or S. Triple-anilated ring systems may also be preferred (see also compounds SM39 and SM44, Table).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Guani- dine bevorzugt, wenn R1 oder R2 ein Cyanid ist (Beispiel Verbindung 25) .In a further preferred embodiment, guanidines are preferred when R 1 or R 2 is a cyanide (example compound 25).
2525
Bevorzugt ist weiterhin ein Schwefel-Amidin, welches in vitro und in vivo unterschiedliche Stabilitäten aufweisen kann (Leitstruktur gemäß Verbindung 11) . Bei einer oralen Applikation weisen die erfindungsgemäßen Verbindungen eine Wasserlöslichkeit von 1 mg/ml auf, bevorzugt bei einem pH-Wert von 2 bis 7. Bei einer Injektion mit einer Tages- dosis von 200 bis 400 mg ist die Wasserlöslichkeit noch höher, um zu vermeiden, 400 ml Lösung mit einer Spritze zu injizieren.Preference is furthermore given to a sulfur amidine which may have different stabilities in vitro and in vivo (lead structure according to compound 11). In the case of oral administration, the compounds according to the invention have a solubility in water of 1 mg / ml, preferably at a pH of 2 to 7. In the case of an injection with a daily At a dose of 200 to 400 mg, the water solubility is even higher, to avoid injecting 400 ml solution with a syringe.
Bevorzugt ist daher auch eine Verbindung, bei der das Naphtalin durch Chinolin oder Isochinolin ersetzt wird, welches man beispielsweise als HCl-SaIz verabreichen kann, insbesondere um die Wasserlöslichkeit zu erhöhen.Preference is therefore also given to a compound in which the naphthalene is replaced by quinoline or isoquinoline, which can be administered, for example, as HCl salt, in particular in order to increase the water solubility.
Chinolin IsochinolinQuinoline isoquinoline
Bevorzugt ist demgemäß ein Entkoppler mit der allgemeinen Formel III, d. h. gemäß der Struktur 1' und der mit ihm im Gleichgewicht stehenden Formel 2'Accordingly, a decoupler with the general formula III, d. H. according to the structure 1 'and the formula 2' in equilibrium with it
Wenn 2' , 2" um die Einfachbindung S-C gedreht und mit 1' verglichen wird, so kommen die Doppelbindung un der Wasserstoff zur Deckung, während R2 auf R3 (und umgekehrt) kommt. Weitere bevorzugte Entkoppler weisen eine allgemeine Struktur gemäß Fig. 19 und/oder Fig. 20 auf. Die bevorzugten Entkoppler weisen zahlreiche überraschende Vorteile gegenüber den im Stand der Technik bekannten peptidi- sehen Inhibitoren bzw. Entkopplern auf. Zunächst stellen die nicht-peptidischen Entkoppler gemäß der Erfindung ei¬ ne Abkehr vom technisch Üblichen dar, die einer neuen Aufgabenstellung folgt. Mit den erfindungsgemäßen Strukturen wird ein seit langem ungelöstes, dringendes Bedürf- nis gelöst, um welches sich die Fachwelt bisher vergeblich bemüht hatte. Die Einfachheit der Lösung spricht insbesondere für eine erfinderische Tätigkeit, da sie die komplizierteren Lehren des Standes der Technik ersetzt. Die Entwicklung der wissenschaftlichen Technik bezüglich der Behandlung der oben bzw. unten genannten Krankheiten gingen in eine andere Richtung, so dass die erfindungsgemäße Lehre eine entwicklungsstraffende Leistung darstellt, die Fehlvorstellungen der Fachwelt über die Lösung des entsprechenden Problems beseitigt. Der techni- sehe Fortschritt, der durch die erfindungsgemäße Lehre realisiert wird, zeigt sich insbesondere über eine Verbesserung, Leistungssteigerung, Verbilligung, Ersparnis an Zeit, Material, Arbeitsstufen, Kosten oder schwer beschaffbaren Rohstoffen, erhöhte Zuverlässigkeit, Beseiti- gung von Fehlern, Qualitätshebung, Wartungsfreiheit, größere Effektivität, höhere Ausbeute, Vermehrung der technischen Möglichkeiten, Bereitstellung eines weiteren Mittels, Eröffnung eines weiteren Weges zur Behandlung der Krankheiten, Eröffnung eines neuen Gebietes, erstmalige Lösung einer Aufgabe, Bereitstellung von Reservemitteln, Alternativen, die Möglichkeit der Rationalisierung, Automatisierung bzw. Miniaturisierung und die Bereicherung des Arzneimittelschatzes. Demgemäß stellt die erfindungsgemäße Lehre einen glücklichen Griff dar, bei dem aus der Vielzahl von Möglichkeiten eine bestimmte ausgewählt wurde, deren Ergebnis nicht vorausgesagt werden konnte. Es handelt sich bei der erfindungsgemäßen Lehre um ein sehr junges Gebiet der Technik, welche von der Fachwelt gelobt wird und zu wirtschaftlichem Erfolg bzw. zu Lizenzvergaben führt. Insbesondere die bevorzugten Moleküle gemäß der Erfindung können zur Behandlung von Krankheiten ein- gesetzt werden, die durch eine Störung bzw. durch einen Defekt der cAMP-abhängigen Signaltransduktion hervorgerufen werden. Diese Charakterisierung der Darstellung der Krankheiten gilt nicht dazu, die zu therapierenden Leiden funktionell zu definieren, sondern die Darstellung als Krankheiten, die mit einer Modifikation oder einem Defekt der kompartimentalisierten cAMP-abhängigen Signaltransduktion assoziiert sind, dient als Oberbegriff für eine klar definierte Gruppe von Krankheiten im Sinne der Erfindung. D. h., der Fachmann kann beurteilen, welche Krankheiten durch die Definition gemäß Oberbegriff er- fasst werden und damit unter ddie Ansprüche der erfindungsgemäßen Lehre des Anspruchs fallen. Durch die Nennung der einzelnen konkreten - unter den Oberbegriff fallenden - Krankheiten soll demgemäß auch keine schwer ü- berschaubare Anzahl von Therapiemöglichkeiten beansprucht werden, für die keine Versuche vorgelegt werden, sondern sie dienen lediglich der Klarstellung und der konkreten Definition der beanspruchten Krankheiten, die mit einer Störung der o. g. Signaltransduktion hervorgerufen wer- den. Mittels der erfindungsgemäßen Moleküle können die o. g. AKAP-Proteine in ihrer Wechselwirkung mit PKA- Molekülen beeinflusst werden. Insbesondere können die o. g. AKAP18-Proteine und ihre Wechselwirkung mit PKA- Molekülen modifiziert werden und insbesondere A- KAPl8delta-Proteine und ihre Wechselwirkung mit PKA- Molekülen, insbesondere mit Untereinheiten und besonders bevorzugt mit Rllalpha- und/oder RIIbeta-Molekülen. D. h., es kann beispielsweise die Wechselwirkung von AKAP79, Gravin, AKAP 82 oder anderen oben genannten AKAPs, insbesondere aber von AKAP18 wie AKAP18alpha, -beta, -gamma, - delta, besonders bevorzugt aber von AKAP18delta in ihrer Wechselwirkung mit PKA moduliert, insbesondere inhibiert werden. Bevorzugt ist, dass die Entkoppler im wesentlichen 100% hemmen, bevorzugt ist es auch 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, bevorzugt 30%, besonders bevorzugt 20% und insbesondere 10% zu hemmen. Jede dieser prozentualen Hem- mungen kann bevorzugt sein.When 2 ', 2 "is rotated around the single bond SC and compared with 1', the double bond and the hydrogen come to coincide, while R2 comes to R3 (and vice versa). Further preferred decouplers have a general structure according to FIG. 19 and / or FIG. 20. The preferred decouplers have many surprising advantages over the peptidic inhibitors or decouplers known in the art. First, the non-peptidic decouplers according to the invention represent ei ¬ ne shift away from conventional technologies, which follows a new task. With the structures according to the invention a long-unresolved, urgent need is solved, which the experts have hitherto attempted in vain. In particular, the simplicity of the solution speaks in favor of an inventive step as it replaces the more complicated teachings of the prior art. The development of the scientific technique with respect to the treatment of the above and below diseases has taken a different direction, so that the teaching according to the invention represents a development-firming achievement, which eliminates misconceptions of the experts over the solution of the corresponding problem. The technical advancement, which is realized by the teaching according to the invention, manifests itself in particular through an improvement, increase in performance, cheapening, savings in time, material, work stages, costs or difficult-to-obtain raw materials, increased reliability, elimination of errors, quality enhancement, Freedom from maintenance, greater effectiveness, higher yield, increase of technical possibilities, provision of further means, opening of a further way to the treatment of the diseases, opening of a new area, first solution of a task, provision of reserve resources, alternatives, the possibility of rationalization, automation resp Miniaturization and enrichment of the drug. Accordingly, the teachings of the present invention represent a fortunate handle in which, of the multitude of possibilities, a particular one has been selected whose result could not be predicted. It is in the teaching of the invention is a very young field of technology, which is praised by the art and leads to economic success or licensing. In particular, the preferred molecules according to the invention can be used for the treatment of diseases which are caused by a disorder or by a defect of cAMP-dependent signal transduction. This characterization of the disease is not intended to functionally define the ailments to be treated, but the presentation as diseases associated with a modification or defect of compartmentalized cAMP-dependent signal transduction serves as a generic term for a well-defined group of diseases in the sense of the invention. That is, the person skilled in the art can judge which diseases are covered by the definition according to the preamble and thus fall under the claims of the teaching according to the invention of the claim. By naming the individual concrete diseases, which fall under the generic term, no difficultly manageable number of therapeutic options for which no tests are presented should be claimed, but merely clarification and the concrete definition of the claimed diseases a disturbance of the above-mentioned signal transduction caused. By means of the molecules according to the invention, the abovementioned AKAP proteins can be influenced in their interaction with PKA molecules. In particular, the o. G. AKAP18 proteins and their interaction with PKA molecules are modified, and in particular A-KAPl8delta proteins and their interaction with PKA molecules, in particular with subunits and particularly preferably with Rllalpha and / or RIIbeta molecules. That is, it can, for example, the interaction of AKAP79, Gravin, AKAP 82 or other AKAPs mentioned above, but especially of AKAP18 as AKAP18alpha, -beta, -gamma, -delta, but more preferably modulated by AKAP18delta in their interaction with PKA , in particular be inhibited. It is preferred that the decouplers inhibit substantially 100%, it is also preferred to inhibit 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, preferably 30%, particularly preferably 20% and in particular 10%. Any of these percentage inhibitions may be preferred.
Die erfindungsgemäßen Entkoppler werden zum einen als neue Moleküle beansprucht; zum anderen werden bevorzugte Moleküle als Verbindungen beansprucht, für die erstmals eine Verwendung in der Medizin offenbart wird.The decouplers of the invention are on the one hand claimed as new molecules; on the other hand, preferred molecules are claimed as compounds for which a use in medicine is first disclosed.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die neuen Moleküle, insbesondere die neuen Moleküle auf dem Gebiet der Medizin, zur Behandlung von Krankheiten beansprucht, die gemäß der Definition der Erfindung unter den Begriff der mit den Defekten der kom- partimentalisierten cAMP-abhängigen Signaltransduktion assoziierten Krankheiten fallen.In a further preferred embodiment of the invention, the novel molecules, in particular the new molecules in the field of medicine, are claimed for the treatment of diseases which according to the definition of the invention are included under the term of the defects associated with the compartmentalized cAMP-dependent signal transduction Illnesses fall.
Dies sind in einer besonders bevorzugten Ausführungsform Krankheiten ausgewählt aus der Gruppe umfassend Diabetes insipidus, Diabetes mellitus, Adipositas, ödeme, chro- nisch obstruktive Lungenerkrankungen, AIDS, Schizophrenie, Leberzirrhose, Herzinsuffizienz, koronare Herzkrankheiten, Hypertonie, Ulcus duodeni und/oder Asthma.In a particularly preferred embodiment, these are diseases selected from the group consisting of diabetes insipidus, diabetes mellitus, obesity, edema, chro- obstructive pulmonary disease, AIDS, schizophrenia, cirrhosis, heart failure, coronary heart disease, hypertension, duodenal ulcer and / or asthma.
Die Verbindungen gemäß Tabelle B, bevorzugt von Tabelle C oder D, sind neue Moleküle, die im Stand der Technik noch nicht beschrieben wurden. Für die weiteren offenbarten Verbindungen (bevorzugt gemäß Tabelle A) ist noch nicht offenbart worden, dass sie im Bereich der Therapie- oder Diagnoseverfahren eingesetzt werden können. Diese Verbindungen können jedoch auch dann als völlig neue Verbindungen aufgefasst werden, wenn ihre Neuheit dadurch gegeben ist, dass sie zwar in einem Archiv bzw. in einer Bibliothek aufgenommen waren, aber die Öffentlichkeit mangels Katalogisierung nicht von ihrer Existenz erfuhr (insbesondere Tabelle A und B) .The compounds according to Table B, preferably of Table C or D, are new molecules which have not been described in the prior art. For the further disclosed compounds (preferably according to Table A) it has not yet been disclosed that they can be used in the field of therapy or diagnostic methods. However, these connections can be regarded as completely new connections even if their novelty is given by the fact that they were admitted in an archive or library, but the public did not learn about their existence for lack of cataloging (in particular, Tables A and B) ).
Die Erfindung betrifft auch Erkennungsmoleküle, die gegen die erfindungsgemäßen, nicht-peptidischen Moleküle ge- richtet sind. Aufgrund der Offenbarung der erfindungsgemäßen nicht-peptidischen Moleküle kann der Durchschnittsfachmann ohne unzumutbaren Aufwand mittels von Routine- Versuchen Erkennungsmoleküle gegen die erfindungsgemäßen nicht-peptidischen Moleküle bereitstellen, so dass die Erkennungsmoleküle deutlich und vollständig offenbart sind. Bei den Erkennungsmolekülen handelt es sich erfindungsgemäß entweder um Antikörper, um Komplexbildner oder um Chelatoren bzw. Peptide, die so mit den nicht- peptidischen Entkopplern interagieren, dass diese in ih- rer biologischen Aktivität, der Modulation der AKAP-PKA- Wechselwirkung, beeinträchtigt sind. Mittels der Erkennungsmoleküle ist es ebenfalls möglich, die Entkoppler in einem in vitro oder in vivo System zu detektieren. Hierzu kann es vorteilhaft sein, wenn die Erkennungsmoleküle mit einer detektierbaren Sonde versehen sind. Dem Fachmann sind derartige Sonden bekannt.The invention also relates to recognition molecules which are directed against the non-peptidic molecules according to the invention. Because of the disclosure of the non-peptide molecules of the present invention, one of ordinary skill in the art can readily, without undue burden, provide recognition molecules against the non-peptidic molecules of the present invention by routine experimentation so that the recognition molecules are clearly and completely disclosed. The recognition molecules according to the invention are either antibodies, complexing agents or chelators or peptides which interact with the non-peptidic decouplers such that they are impaired in their biological activity, the modulation of the AKAP-PKA interaction , By means of the recognition molecules, it is also possible to use the decouplers in an in vitro or in vivo system. For this purpose, it may be advantageous if the recognition molecules are provided with a detectable probe. The skilled person is aware of such probes.
Gegenstand der Erfindung sind auch Zellen, Zellansammlungen, Gewebekulturen oder Gewebestücke, aber auch Organis¬ men, wie beispielsweise Mäuse, Ratten, Rinder, Pferde, Esel, Schafe, Kamele, Ziegen, Schweine, Kaninchen, Meer- schweinchen, Hamster, Katzen, Affen, Hunde oder Menschen, die die erfindungsgemäßen Entkoppler und/oder die erfindungsgemäßen Erkennungsmoleküle umfassen. Mittels dieser Zellen, Gewebekulturen oder Organismen können verschiedene Krankheiten untersucht werden, wobei sich die Untersu- chung der Krankheiten beispielsweise auf ihre Ursachen bzw. auf mögliche Diagnose- und Behandlungsmethoden bezieht. Bevorzugte Krankheiten sind Asthma, Hypertonie, Hypertrophie des Herzens, koronare Herzkrankheiten, Ulcus duodeni, Herzinsuffizienz, Leberzirrhose, Schizophrenie, AIDS, Diabetes mellitus, Diabetes insipidus, Adipositas, chronische obstruktive Lungenerkrankungen, Lernschwierigkeiten, Ödeme (pathologische Wassereinlagerungen) , Infektionskrankheiten und/oder Krebs. Selbstverständlich kann es auch bevorzugt sein, einen Organismus zum Studium die- ser Krankheiten heranzuziehen, der nicht die erfindungsgemäßen Erkennungsmoleküle, sondern die erfindungsgemäßen Entkoppler bzw. beide Strukturen gleichzeitig aufweist. Aufgrund der Offenbarung der erfindungsgemäßen Lehre weiß der Fachmann, welche Entkoppler bzw. welche Erkennungsmo- leküle er in welcher Konzentration einsetzen muss, da sich diese unmittelbar und eindeutig durch Routine- Versuche aus der offenbarten erfindungsgemäßen techni- sehen Lehre sowie aus dem Stand der Technik, wie er beispielsweise in Nachschlagewerken dargelegt ist, ergibt. Die Organismen können verwendet werden, um Pharmaka zu entwickeln, die die PKA-AKAP-Interaktion modifizieren, bevorzugt entkoppeln. Hierbei können die erfindungsgemäßen Entkoppler selbstverständlich selbst als Testmoleküle für Pharmaka eingesetzt werden, aber auch als Leitstrukturen, aus denen die Pharmaka entwickelt werden. Mittels der Organismen können auch in vivo Stoffwechselprozesse untersucht werden, bei denen die AKAP-PKA-Interaktion eine Rolle spielt oder bei denen geklärt werden soll, ob für ein bestimmtes Ereignis, wie beispielsweise eine bestimmte pathogene Veränderung wie z. B. die Entartung von Zellen, die AKAP-PKA-Interaktion involviert ist. Bei den eingesetzten erfindungsgemäßen Entkopplern oder Erkennungsmolekülen kann es sich auch um abgewandelte Entkoppler oder Erkennungsmoleküle handeln, die durch kombinatorische Methoden aus den Verbindungen gemäß der Erfindung gewonnen wurden. Die so gewonnen Strukturen, bei denen die erfindungsgemäßen Moleküle als Leitstruktur dienen, sind im wesentlichen funktionsanalog zu den genannten erfindungsgemäßen Entkopplern und Erkennungsmolekülen. Funktionsanalog zu sein heißt, dass die homoigen gewonnenen Strukturen ebenfalls Rückschlüsse auf die Wechselwir- kung von AKAP und PKA bzw. deren Bedeutung für bestimmte Krankheiten zulässt. Funktionsanaloge Moleküle sind demgemäß im Sinne der Erfindung Moleküle, die der Fachmann als im wesentlichen gleichwirkend identifizieren kann. Gegenstand der Erfindung sind demgemäß auch abgewandelte Moleküle, die im wesentlichen dieselbe Funktion auf dem im wesentlichen selben Weg aufweisen und im wesentlichen dasselbe Ergebnis hervorrufen, wie die erfindungsgemäßen Entkoppler bzw. Erkennungsmoleküle oder aber solche äquivalenten Verbindungen, bei denen es für den Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, dass mit ihnen das gleiche erreicht werden kann, was mit den in den Ansprü- chen offenbarten Molekülen erreicht wird. Diese funkti- onsanalogen Strukturen werden also gewonnen, indem die erfindungsgemäßen Entkoppler oder Erkennungsmoleküle als Leitstrukturen eingesetzt werden. Die Funktionsanalogen können durch strukturbasiertes, kombinatorisches oder ein anderes Wirkstoffdesign gewonnen werden. Der Begriff des Wirkstoffdesigns ist für den Fachmann klar definiert; er bezieht sich z. B. auf die Referenz Wirkstoffdesign. Der Weg zum Arzneimittel, oder das Lehrbuch der klinischen Pharmazie oder auch Standardwerke.The invention also cells, cell aggregates, tissue cultures or tissue pieces, but also organisms ¬ men, such as mice, rats, cattle, horses, donkeys, sheep, camels, goats, pigs, rabbits, guinea pigs, hamsters, cats, monkeys , Dogs or humans comprising the decouplers of the invention and / or the recognition molecules of the invention. By means of these cells, tissue cultures or organisms, various diseases can be investigated, whereby the examination of the diseases relates, for example, to their causes or to possible methods of diagnosis and treatment. Preferred diseases are asthma, hypertension, hypertrophy of the heart, coronary heart disease, duodenal ulcer, heart failure, liver cirrhosis, schizophrenia, AIDS, diabetes mellitus, diabetes insipidus, obesity, chronic obstructive pulmonary disease, learning difficulties, edema (pathological water retention), infectious diseases and / or cancer , Of course, it may also be preferred to use an organism for the study of these diseases, which does not have the recognition molecules according to the invention, but the decouplers according to the invention or both structures at the same time. On the basis of the disclosure of the teaching according to the invention, the person skilled in the art knows which decouplers or which recognition molecules he has to use in which concentration, since these are directly and unambiguously determined by routine experiments from the disclosed inventive technology. see doctrine as well as from the prior art, as set forth, for example, in reference works. The organisms can be used to develop drugs that modify, preferably decouple, the PKA-AKAP interaction. Of course, the decouplers according to the invention may of course be used as test molecules for pharmaceuticals, but also as lead structures from which the pharmaceuticals are developed. The organisms can also be used in vivo to study metabolic processes in which the AKAP-PKA interaction plays a role or in which it should be clarified whether, for a particular event, such as a specific pathogenic change such as, for example, Degeneration of cells involved in AKAP-PKA interaction. The decouplers or recognition molecules used according to the invention may also be modified decouplers or recognition molecules which have been obtained by combinatorial methods from the compounds according to the invention. The structures thus obtained, in which the molecules according to the invention serve as a guide structure, are essentially functionally analogous to the abovementioned decouplers and recognition molecules according to the invention. Functional analogy means that the homoge- neous structures obtained also allow conclusions to be drawn regarding the interaction of AKAP and PKA or their significance for certain diseases. Accordingly, functionally analogous molecules in the sense of the invention are molecules which the person skilled in the art can identify as having essentially the same effect. The invention accordingly also relates to modified molecules which have substantially the same function in substantially the same way and produce substantially the same result as the invention Decouplers or recognition molecules, or equivalent compounds, in which it will be apparent to one of ordinary skill in the art that the same can be achieved with them, which is achieved with the molecules disclosed in the claims. These functionally analogous structures are thus obtained by using the decouplers or recognition molecules according to the invention as lead structures. The functional analogues can be obtained by structure-based, combinatorial or another drug design. The term drug design is clearly defined by those skilled in the art; he refers z. B. on the reference drug design. The path to the drug, or the textbook of clinical pharmacy or standard works.
Die Erfindung betrifft demgemäß auch ein pharmazeutisches Mittel, welches einen erfindungsgemäßen Entkoppler bzw. ein gegen diesen gerichtetes Erkennungsmolekül in Form eines Chelators, Komplexbildners oder Antikörpers um- fasst, ggf. zusammen mit einem pharmazeutisch akzeptablen Träger und/oder Hilfsstoffen. Die Hilfsstoffe können beispielsweise Adjuvantien, Vehikel oder andere sein. Bei den Trägern kann es sich beispielsweise um Füllmittel, Streckmittel, Bindemittel, Feuchthaltemittel, Sprengmit- tel, Lösungsverzögerer, Resorptionsbeschleuniger, Netzmittel, Adsorptionsmittel und/oder Gleitmittel handeln. In diesem Falle, d. h. wenn Träger, Adjuvantien und/oder Vehikel - wie z. B. Liposomen - zusammen mit den erfindungsgemäßen Entkopplern oder deren Erkennungsmolekülen vorliegen, werden diese als Arzneimittel oder als pharmazeutisches Mittel bezeichnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das erfindungsgemäße Mittel als Gel, Puder, Pulver, Tablette, Retard-Tablette, Premix, Emulsion, Auf- gussformul-ierung, Tropfen, Konzentrat, Granulat, Sirup, Pellet, BoIi, Kapsel, Aerosol, Spray und/oder Inhalat zubereitet und/oder in dieser Form angewendet. Die Tabletten, Dragees, Kapseln, Pillen und Granulate können mit den üblichen, gegebenenfalls Opakisierungsmitteln enthaltenden, Überzügen und Hüllen versehen sein und auch so zusammengesetzt sein, dass sie den oder die Wirkstoffe nur oder bevorzugt in einem bestimmten Teil des Intesti- naltraktes gegebenenfalls verzögert abgeben, wobei als Einbettungsmassen zum Beispiel Polymersubstanzen und Wachse verwendet werden können.Accordingly, the invention also relates to a pharmaceutical composition which comprises a decoupler according to the invention or a recognition molecule directed against it in the form of a chelator, complexing agent or antibody, if appropriate together with a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipients. The adjuvants may be, for example, adjuvants, vehicles or others. The carriers may be, for example, fillers, extenders, binders, humectants, disintegrants, dissolution inhibitors, absorption accelerators, wetting agents, adsorbents and / or lubricants. In this case, ie if carriers, adjuvants and / or vehicles - such. B. Liposomes - present together with the decouplers according to the invention or their recognition molecules, these are referred to as drugs or as a pharmaceutical agent. In a further preferred embodiment of the invention, the agent according to the invention is used as gel, powder, powder, tablet, sustained-release tablet, premix, emulsion, pour-on formulation, drops, concentrate, granules, syrup, pellet, fluid, capsule, aerosol, Spray and / or inhalant prepared and / or used in this form. The tablets, dragees, capsules, pills and granules may be provided with the usual coatings and sheaths which optionally contain opacifying agents and may also be composed in such a way that they release the active substance only or preferably delayed in a specific part of the intestinal tract , wherein as embedding masses, for example, polymer substances and waxes can be used.
Die Arzneimittel dieser Erfindung können beispielsweise zur oralen Verabreichung in einer beliebigen oral verträglichen Dosierungsform verwendet werden, die Kapseln, Tabletten und wässrige Suspensionen und Lösungen ein- schließt, aber nicht darauf beschränkt ist. Im Fall von Tabletten zur oralen Verwendung schließen Träger, die häufig verwendet werden, Lactose und Maisstärke ein. Gleitmittel, wie Magnesium-stearat, können typischerweise zugesetzt werden. Zur oralen Verabreichung in Kapselform werden verwendbare Verdünnungsmittel wie Lactose und getrocknete Maisstärke eingesetzt. Wenn wässrige Suspensionen oral verabreicht werden, wird der Wirkstoff mit Emul- gier- und Suspendiermitteln kombiniert. Falls gewünscht, können bestimmte Süßmittel und/oder Geschmacksstoffe und/oder Farbmittel zugesetzt werden. Der oder die Wirkstoffe können gegebenenfalls mit einem oder mehreren der oben angegebenen Trägerstoffe auch in mikroverkapselter Form vorliegen.For example, the pharmaceutical compositions of this invention may be used for oral administration in any orally acceptable dosage form including, but not limited to, capsules, tablets, and aqueous suspensions and solutions. In the case of tablets for oral use, carriers that are commonly used include lactose and corn starch. Lubricants, such as magnesium stearate, can typically be added. For oral administration in capsule form, useful diluents such as lactose and dried corn starch are used. When aqueous suspensions are administered orally, the active ingredient is combined with emulsifying and suspending agents. If desired, certain sweetening and / or flavoring and / or coloring agents may be added. The active substance (s) may optionally also be present in microencapsulated form with one or more of the excipients specified above.
Suppositorien können neben dem oder den Wirkstoffen die üblichen wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Trägerstoffe enthalten, zum Beispiel Polyethylenglycole, Fette, zum Beispiel Kakaofett und höhere Ester (zum Beispiel Ci4-Alkohol mit Ci6-Fettsäure)' oder Gemische dieser Stof- fe.Suppositories can fe of these agents in addition to the active substance contain the customary water-soluble or water-insoluble excipients, for example polyethylene glycols, fats, for example cocoa fat and higher esters (for example Ci-C4 alcohol with C 6 fatty acid) 'or mixtures thereof.
Salben, Pasten, Cremes und Gele können neben dem oder den Wirkstoffen die üblichen Trägerstoffe enthalten, zum Beispiel tierische und pflanzliche Fette, Wachse, Paraffine, Stärke, Tragant, Cellulosederivate, Polyethylenglycole, Silikone, Bentonite, Kieselsäure, Talkum und Zinkoxid o- der Gemische dieser Stoffe.Ointments, pastes, creams and gels may contain the customary excipients in addition to the active substance (s), for example animal and vegetable fats, waxes, paraffins, starch, tragacanth, cellulose derivatives, polyethylene glycols, silicones, bentonites, silicic acid, talc and zinc oxide or mixtures of these substances.
Puder und Sprays können neben dem oder den Wirkstoffen die üblichen Trägerstoffe enthalten, zum Beispiel Milchzucker, Talkum, Kieselsäure, Aluminiumhydroxid, Calcium- silikat und Polyamidpulver oder Gemische dieser Stoffe. Sprays können zusätzlich die üblichen Treibmittel, zum Beispiel Chlor-fluorkohlenwasserstoffe, enthalten.Powders and sprays may contain the customary carriers in addition to the active substance (s), for example lactose, talc, silicic acid, aluminum hydroxide, calcium silicate and polyamide powder or mixtures of these substances. Sprays may additionally contain the usual propellants, for example chlorofluorohydrocarbons.
Lösungen und Emulsionen können neben den Wirkstoffen, das heißt der erfindungsgemäßen Verbindungen, die üblichen Trägerstoffe wie Lösungsmittel, Lösungsvermittler und E- mul-gatoren, zum Beispiel Wasser, Ethylalkohol, Isopropy- lalko-hol, Ethylcarbonat, Ethylacetat, Benzylalkohol, Benzylben-zoat, Propylenglykol, 1, 3-Butylenglykol, Di- methylformamid, Öle, insbesondere Baumwollsaatöl, Erd- nussöl, Maiskeimöl, Olivenöl, Rizinusöl und Sesamöl, GIy- cerin, Glycerinformal, Tetrahydofurfurylalkohol, Polye- thylenglycole und Fettsäure-ester des Sorbitans oder Gemische dieser Stoffe enthalten. Zur parenteralen Applika- tion können die Lösungen und Emulsionen auch in steriler und blutisotonischer Form vorliegen.Solutions and emulsions may, in addition to the active compounds, ie the compounds according to the invention, the customary carriers such as solvents, solubilizers and emulsifiers, for example water, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl carbonate, ethyl acetate, benzyl alcohol, benzyl benzoate, Propylene glycol, 1,3-butylene glycol, dimethylformamide, oils, in particular cottonseed oil, soil nut oil, maize germ oil, olive oil, castor oil and sesame oil, glycerol, glycerol formal, tetrahydofurfuryl alcohol, polyethylene glycols and fatty acid esters of sorbitan or mixtures of these substances. For parenteral administration, the solutions and emulsions may also be in sterile and blood isotonic form.
Suspensionen können ' neben den Wirkstoffen die üblichen Trägerstoffe wie flüssige Verdünnungsmittel, zum Beispiel Wasser, Ethylalkohol, Propylenglykol, Suspendiermittel, zum Beispiel ethoxilierte Isostearylalkohole, Polyoxye- thylen-sorbit- und Sorbitan-Ester, mikrokristalline CeI- lulose, Aluminiummetahydroxid, Bentonit, Agar-Agar und Tragant oder Gemische dieser Stoffe enthalten.Suspensions may contain , in addition to the active ingredients, the customary carriers such as liquid diluents, for example water, ethyl alcohol, propylene glycol, suspending agents, for example ethoxylated isostearyl alcohols, polyoxyethylene sorbitol and sorbitan esters, microcrystalline cellulose, aluminum metahydroxide, bentonite, agar Agar and tragacanth or mixtures of these substances.
Die Arzneimittel können in Form einer lyophilisierten sterilen injizierbaren Zubereitung, zum Beispiel als sterile injizierbare wässrige oder ölige Suspension, vorliegen. Diese Suspension kann auch mit im Fachgebiet bekann- ten Verfahren unter Verwendung geeigneter Dispergier- o- der Netzmittel (wie zum Beispiel Tween 80) und Suspendiermittel formuliert werden. Die sterile injizierbare Zubereitung kann auch eine sterile injizierbare Lösung oder Suspension in einem ungiftigen parenteral verträgli- chen Verdünnungs- oder Lösungsmittel, zum Beispiel eine Lösung in 1, 3-Butandiol, sein. Zu den verträglichen Vehikeln und Lösungsmitteln, die verwendet werden können, gehören Mannit, Wasser, Ringer-Lösung und isotonische Natriumchloridlösung. Außerdem werden üblicherweise sterile, nichtflüchtige Öle als Lösungsmittel oder Suspendiermedium verwendet. Zu diesem Zweck kann ein beliebiges mildes nichtflüchtiges Öl einschließlich synthetischer Mono- o- der Diglyceride verwendet werden. Fettsäuren, wie Ölsäure und ihre Glyceridderivate sind bei der Herstellung von Injektionsmitteln verwendbar, wie es natürliche pharmazeutisch verträgliche Öle, wie Olivenöl oder Rizinusöl, insbesondere in ihren polyoxyethylierten Formen sind. Diese Öllösungen oder Suspensionen können auch einen langkettigen Alkohol oder einen ähnlichen Alkohol als Verdünnungs- oder Dispergiermittel enthalten.The pharmaceutical compositions may be in the form of a lyophilized sterile injectable preparation, for example as a sterile injectable aqueous or oily suspension. This suspension may also be formulated by methods known in the art using suitable dispersing or wetting agents (such as Tween 80) and suspending agents. The sterile injectable preparation may also be a sterile injectable solution or suspension in a non-toxic parenterally-acceptable diluent or solvent, for example, a solution in 1,3-butanediol. Compatible vehicles and solvents that may be used include mannitol, water, Ringer's solution and isotonic sodium chloride solution. In addition, sterile non-volatile oils are commonly used as the solvent or suspending medium. For this purpose, any mild non-volatile oil, including synthetic mono- the diglycerides are used. Fatty acids, such as oleic acid and its glyceride derivatives, are useful in the preparation of injectables, as are natural pharmaceutically-acceptable oils, such as olive oil or castor oil, especially in their polyoxyethylated forms. These oil solutions or suspensions may also contain a long-chain alcohol or similar alcohol as a diluent or dispersant.
Die genannten Formulierungsformen können auch Färbemittel, Konservierungsstoffe sowie geruchs- und geschmacks- verbes-serte Zusätze, zum Beispiel Pfefferminzöl und Eukalyptusöl und Süßmittel, zum Beispiel Saccharin, enthalten. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sollen in den aufgeführten pharmazeutischen Zubereitungen vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 0,01 bis 99,9, vorzugsweise von etwa 0,05 bis 99 Gew.-% der Gesamtmischung vorhanden sein.The formulation forms mentioned may also contain colorants, preservatives and odour- and taste-improved additives, for example peppermint oil and eucalyptus oil, and sweeteners, for example saccharin. The compounds of the invention should preferably be present in the listed pharmaceutical preparations in a concentration of about 0.01 to 99.9, preferably from about 0.05 to 99 wt .-% of the total mixture.
Die aufgeführten pharmazeutischen Zubereitungen können außer den Verbindungen weitere pharmazeutische Wirkstoffe enthalten, aber neben weiteren pharmazeutischen Wirkstoffen auch Salze, Puffer, Vitamine, Zuckerderivate, insbesondere Saccaride, Enzyme, Pflanzenextrakte und andere. Die Puffer und Zuckerderivate reduzieren mit Vorteil den Schmerz bei subkutaner Applikation und Enzyme wie beispielsweise Hyaluronidase erhöhen die Wirksamkeit. Die Herstellung der oben aufgeführten pharmazeutischen Zubereitungen erfolgt in üblicher Weise nach bekannten Metho- den, zum Beispiel durch Mischen des oder der Wirkstoffe mit dem oder den Trägerstoffen. Die genannten Zubereitungen können bei Mensch und Tier entweder oral, rektal, parenteral (intravenös, intramuskulär, subkutan) , intracisternal, intravaginal, intraperitoneal, lokal (Puder, Salbe, Tropfen) und zur Thera- pie der unten genannten Krankheiten angewendet werden. Als geeignete Zubereitung kommen Injektionslösungen, Lösungen und Suspensionen für die orale Therapie, Gele, Aufgussformulierungen, Emulsionen, Salben oder Tropfen in Frage. Zur lokalen Therapie können ophtalmologische und dermatologische Formulierungen, Silber- und andere Salze, Ohrentropfen, Augensalben, Puder oder Lösungen verwendet werden. Bei Tieren kann die Aufnahme auch über das Futter oder Trinkwasser in geeigneten Formulierungen erfolgen. Ferner können die Arzneimittel in andere Trägermateria- lien wie zum Beispiel Kunststoffe - Kunststoffketten zur lokalen Therapie -, Kollagen oder Knochenzement eingearbeitet werden.Apart from the compounds, the listed pharmaceutical preparations may contain further pharmaceutically active substances, but in addition to other pharmaceutical active substances also salts, buffers, vitamins, sugar derivatives, in particular saccharides, enzymes, plant extracts and others. The buffers and sugar derivatives advantageously reduce pain on subcutaneous administration, and enzymes such as hyaluronidase increase efficacy. The preparation of the abovementioned pharmaceutical preparations is carried out in the customary manner by known methods, for example by mixing the active substance (s) with the excipient (s). The preparations mentioned can be used in humans and animals either orally, rectally, parenterally (intravenously, intramuscularly, subcutaneously), intracisternally, intravaginally, intraperitoneally, locally (powder, ointment, drops) and for the therapy of the diseases mentioned below. Suitable preparations are injection solutions, solutions and suspensions for oral therapy, gels, infusion formulations, emulsions, ointments or drops. For local therapy, ophthalmic and dermatological formulations, silver and other salts, ear drops, eye ointments, powders or solutions may be used. In animals, uptake can also take place via the feed or drinking water in suitable formulations. Furthermore, the drugs can be incorporated into other carrier materials such as plastics - plastic chains for local therapy -, collagen or bone cement.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin- düng sind die Verbindungen in einer Konzentration von 0,1 bis 99,5, bevorzugt von 0,5 bis 95, besonders bevorzugt von 20 bis 80 Gew.-% in einer pharmazeutischen Zubereitung eingebracht. Das heißt, die Verbindungen sind in den oben aufgeführten pharmazeutischen Zubereitungen, zum Beispiel Tabletten, Pillen, Granulaten und anderen, vorzugsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 99,5 Gew.-% der Gesamtmischung vorhanden. Die Wirkstoffmenge, das heißt die Menge der erfindungsgemäßen Verbindungen, die mit den Trägermaterialien kombiniert wird, um eine einzi- ge Dosierungsform zu erzeugen, wird von dem Fachmann in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Patienten und der besonderen Verabreichungsart variieren können. Nach Bes- serung des Zustandes des Patienten kann der Anteil der wirksamen Verbindung in der Zubereitung so geändert werden, dass eine Erhaltungsdosis vorliegt, die die Krankheit zum Stillstand bringt. Anschließend kann die Dosis oder Frequenz der Verabreichung oder beides als Funktion der Symptome auf eine Höhe verringert werden, bei der der verbesserte Zustand beibehalten wird. Wenn die Symptome auf das gewünschte Niveau gelindert worden sind, sollte die Behandlung aufhören. Patienten können jedoch eine Be- handlung mit Unterbrechung auf Langzeitbasis nach beliebigem Wiederauftreten von Erkrankungssymptomen benötigen. Demgemäß ist der Anteil der Verbindungen, das heißt ihre Konzentration, in der Gesamtmischung der pharmazeutischen Zubereitung ebenso wie ihre Zusammensetzung oder Kombina- tion variabel und kann vom Fachmann aufgrund seines Fachwissens modifiziert und angepasst werden.In a further preferred embodiment of the invention, the compounds are introduced in a concentration of from 0.1 to 99.5, preferably from 0.5 to 95, particularly preferably from 20 to 80,% by weight in a pharmaceutical preparation. That is, the compounds are present in the pharmaceutical compositions listed above, for example, tablets, pills, granules and others, preferably in a concentration of 0.1 to 99.5% by weight of the total mixture. The amount of active ingredient, that is, the amount of compounds of the present invention combined with the carrier materials to produce a single dosage form will vary depending on the subject to be treated and the particular mode of administration. After In view of the condition of the patient, the proportion of the active compound in the preparation may be changed so as to provide a maintenance dose that arrests the disease. Thereafter, the dose or frequency of administration, or both as a function of the symptoms, may be reduced to a level at which the improved condition is maintained. When the symptoms have been alleviated to the desired level, treatment should cease. However, patients may require long-term intermittent treatment after any recurrence of disease symptoms. Accordingly, the proportion of the compounds, that is to say their concentration, in the overall mixture of the pharmaceutical preparation, as well as their composition or combination, is variable and can be modified and adapted by a person skilled in the art on the basis of his specialist knowledge.
Dem Fachmann ist bekannt, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen mit einem Organismus, bevorzugt einem Menschen oder einem Tier, auf verschiedenen Wegen in Kontakt gebracht werden können. Weiterhin ist dem Fachmann bekannt, dass insbesondere die pharmazeutischen Mittel in verschiedenen Dosierungen appliziert werden können. Die Applikation sollte hierbei so erfolgen, dass die Erkrankung möglichst effektiv bekämpft wird bzw. der Ausbruch einer Krankheit in einer prophylaktischen Gabe verhindert wird. Die Konzentration und die Art der Applikation können vom Fachmann durch Routineversuche eruiert werden. Bevorzugte Applikationen der erfindungsgemäßen Verbindungen sind die orale Applikation in Form von Pulver, Tabletten, Saft, Tropfen, Kapseln oder ähnlichem, die rektale Applikation in Form von Zäpfchen, Lösungen und ähnlichem, parenteral in Form von Injektionen, Infusionen und Lösungen sowie lokal in Form von Salben, Pflastern, Umschlägen, Spülungen und ähnlichem. Bevorzugt erfolgt das In-Kontakt- Bringen der erfindungsgemäßen Verbindungen prophylaktisch oder therapeutisch.It is known to the person skilled in the art that the compounds according to the invention can be brought into contact with an organism, preferably a human or an animal, in various ways. Furthermore, it is known to the person skilled in the art that, in particular, the pharmaceutical agents can be administered in various dosages. The application should be carried out in such a way that the disease is combated as effectively as possible or the onset of a disease in a prophylactic administration is prevented. The concentration and the type of application can be determined by the skilled person through routine experimentation. Preferred applications of the compounds according to the invention are oral administration in the form of powders, tablets, juice, drops, capsules or the like, rectal administration in the form of suppositories, solutions and the like, parenterally in the form of injections, infusions and solutions, and locally in the form of ointments, patches, envelopes, rinses and the like. The contacting of the compounds according to the invention preferably takes place prophylactically or therapeutically.
Die Eignung der gewählten Applikationsformen wie auch der Dosis, des Applikationsschemas, der Adjuvantswahl und dergleichen kann beispielsweise durch Entnahme von Serum- Alliquoten aus dem Patienten, das heißt dem Mensch oder dem Tier, und dem Testen auf das Vorhandensein von Krankheitsindikatoren im Verlauf des Behandlungsprotokolls bestimmt werden. Alternativ und begleitend hierzu kann der Zustand der Nieren, der Leber o. a., aber auch die Menge von T-Zellen oder anderen Zellen des Immunsystems oder anderer Marker, die einen Krankheits- oder Genesungsverlauf charakterisieren oder dokumentieren, auf herkömmliche Weise begleitend bestimmt werden, um einen Gesamtüberblick über die immunologische Konstitution des Pati- enten und insbesondere die Konstitution von stoffwechselwichtigen Organen, zu erhalten. Zusätzlich kann der klinische Zustand des Patienten auf die gewünschte Wirkung hin beobachtet werden. Wenn eine unzureichende therapeutische Effektivität erzielt wird, kann der Patient mit erfindungsgemäßen Mitteln ggf. mit anderen bekannten Medikamenten modifiziert weiterbehandelt werden, von denen eine Verbesserung der Gesamtkonstitution erwartet werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Träger oder Vehikeln des pharmazeutischen Mittels zu modifizie- ren oder den Verabreichungsweg zu variieren. Neben der oralen Aufnahme kann es dann zum Beispiel vorgesehen sein, dass Injektionen beispielsweise intramuskulär oder subkutan oder in die Blutgefäße ein weiterer bevorzugter Weg für die therapeutische Verabreichung der erfindungsgemäßen Verbindungen sind. Zeitgleich kann auch die Zufuhr über Katheter oder chirurgische Schläuche angewendet werden; beispielsweise über Katheter, die direkt zu bestimmten Organen wie den Nieren, der Leber, der Milz, dem Darm, der Lunge etc. führen.The suitability of the chosen forms of application as well as the dose, the application regimen, the adjuvant choice and the like can be determined, for example, by taking serum aliquots from the patient, ie human or animal, and testing for the presence of disease indicators during the course of the treatment protocol become. Alternatively and concomitantly, the state of the kidneys, the liver or the like, but also the amount of T cells or other cells of the immune system or other markers that characterize or document a course of disease or recovery, can be determined concomitantly in a conventional manner Overall overview of the immunological constitution of the patient and in particular the constitution of metabolically important organs to obtain. In addition, the patient's clinical condition can be monitored for the desired effect. If inadequate therapeutic efficacy is achieved, the patient may be further treated with agents of the invention modified with other known drugs of which an improvement in overall constitution can be expected. Of course, it is also possible to modify the carriers or vehicles of the pharmaceutical agent or to vary the route of administration. In addition to the oral intake, it may then be provided, for example, that injections, for example intramuscularly or subcutaneously or into the blood vessels, are a further preferred route for the therapeutic administration of the compounds according to the invention. At the same time, the delivery via catheters or surgical tubes can be used; For example, via catheters that lead directly to specific organs such as the kidneys, liver, spleen, intestine, lungs, etc.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in einer bevorzugten Ausführungsform in einer Gesamtmenge von bevorzugt 0,05 bis 500mg/kg Körpergewicht je 24 Stunden eingesetzt werden, bevorzugt von 5 bis 100mg/kg Körpergewicht. Hier- bei handelt es sich vorteilhafterweise um eine therapeutische Menge, die verwendet wird, um die Symptome einer Störung oder responsiven, pathologisch physiologischen Kondition zu verhindern oder zu verbessern.The compounds according to the invention can be used in a preferred embodiment in a total amount of preferably 0.05 to 500 mg / kg of body weight per 24 hours, preferably from 5 to 100 mg / kg of body weight. This is advantageously a therapeutic amount used to prevent or ameliorate the symptoms of a disorder or responsive pathological physiological condition.
Selbstverständlich wird die Dosis vom Alter, der Gesundheit und dem Gewicht des Empfängers, dem Grad der Krankheit, der Art einer notwendigen gleichzeitigen Behandlung, der Häufigkeit der Behandlung und der Art der gewünschten Wirkungen und der Nebenwirkungen abhängen. Die tägliche Dosis von 0,005 bis 500mg/kg, bevorzugt von 0,05 bis 500mg/kg Körpergewicht kann einmalig oder mehrfach angewendet werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erhalten. Typischerweise werden insbesondere pharmazeutischen Mittel zur etwa 1- bis 10-maligen Verabreichung pro Tag oder alternativ oder zusätzlich als kontinuierliche Infusion verwendet. Solche Verabreichungen können als chronische oder akute Therapie angewendet werden. Die Wirkstoffmengen, die mit den Trägermaterialien kombiniert werden, um eine einzelne Dosierungsform zu erzeugen, können in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Wirt und der besonderen Verabreichungsart selbstverständlich variie- ren. Bevorzugt ist es, die Tagesdosis auf 2 bis 5 Applikationen zu verteilen, wobei bei jeder Applikation zum Beispiel 1 bis 2 Tabletten mit einem Wirkstoffgehalt von 0,05 bis 500mg/kg Körpergewicht verabreicht werden. Selbstverständlich ist es möglich, den Wirkstoffgehalt auch höher zu wählen, beispielsweise bis zu einer Konzentration bis 5000mg/kg. Die Tabletten können auch retardiert sein, wodurch sich die Anzahl der Applikationen pro Tag auf 1 bis 3 vermindert. Der Wirkstoffgehalt der retardierten Tabletten kann 3 bis 3000mg betragen. Wenn der Wirkstoff - wie ausgeführt - durch eine Injektion verabreicht wird, ist es bevorzugt, 1- bis 10-mal pro Tag beziehungsweise durch Dauerinfusion den Wirt mit den erfindungsgemäßen Verbindungen in Kontakt zu bringen, wobei Mengen von 1 bis 4000mg pro Tag bevorzugt sind. Die be- vorzugten Gesamtmengen pro Tag haben sich in der Humanmedizin und in der Veterinärmedizin als vorteilhaft erwiesen. Es kann erforderlich sein, von den genannten Dosierungen abzuweichen und zwar in Abhängigkeit von der Art und dem Körpergewicht des zu behandelnden Wirts, der Art und der Schwere der Erkrankung, der Art der Zubereitung der Applikation des Arzneimittels sowie dem Zeitraum bzw. dem Intervall, innerhalb welchem die Verabreichung erfolgt. So kann es in einigen Fällen bevorzugt sein, den Organismus mit weniger als den genannten Mengen in Kon- takt zu bringen, während in anderen Fällen die angegebene Wirkstoffmenge überschritten werden muss. Die Festlegung der jeweils erforderlichen optimalen Dosierungen und der Applikationsart der Wirkstoffe kann durch den Fachmann aufgrund seines Fachwissens erfolgen.Of course, the dose will depend on the age, the health and weight of the recipient, the degree of the disease, the nature of a necessary concomitant treatment, the frequency of treatment and the nature of the effects desired and the side effects. The daily dose of from 0.005 to 500 mg / kg, preferably from 0.05 to 500 mg / kg of body weight may be applied once or several times to obtain the desired results. Typically, in particular, pharmaceutical agents are used for about 1 to 10 times daily administration or alternatively or additionally as a continuous infusion. Such administrations can be used as a chronic or acute therapy. The Amounts of active ingredient combined with the carrier materials to produce a single dosage form may, of course, vary depending on the host to be treated and the particular mode of administration. It is preferred to divide the daily dose into 2 to 5 applications, with each Application, for example, 1 to 2 tablets are administered with an active ingredient content of 0.05 to 500mg / kg body weight. Of course it is possible to choose the active ingredient content also higher, for example up to a concentration of up to 5000 mg / kg. The tablets may also be retarded, reducing the number of applications per day to 1 to 3. The active ingredient content of the delayed-release tablets can be 3 to 3000 mg. As stated, if the active ingredient is administered by injection, it is preferred to contact the host with the compounds of the invention 1 to 10 times a day or by continuous infusion, with amounts of 1 to 4000 mg per day being preferred. The preferred total amounts per day have proven to be advantageous in human medicine and in veterinary medicine. It may be necessary to deviate from the stated dosages, depending on the type and body weight of the host to be treated, the nature and severity of the disease, the method of preparation of the drug and the period or interval within which the administration takes place. Thus, in some cases it may be preferable to bring the organism into contact with less than the stated amounts, while in other cases the stated amount of active substance must be exceeded. The definition of the respectively required optimal dosages and the The type of application of the active ingredients can be carried out by a person skilled in the art on the basis of his specialist knowledge.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das pharmazeutische Mittel in einer Einzelgabe von 1 bis 100, insbesondere von 2 bis 50mg/kg Körpergewicht eingesetzt. Wie auch die Gesamtmenge pro Tag (siehe oben) kann auch die Menge der Einzelgabe pro Applikation von dem Fachmann aufgrund seines Fachwissens variiert werden. Die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen können in den genannten Einzelkonzentrationen und Zubereitungen zusammen mit dem Futter bzw. mit Futterzubereitungen oder mit dem Trinkwasser auch in der Veterinärmedizin gegeben werden. Eine Einzeldosis enthält vor- zugsweise die Menge Wirkstoff, die bei einer Applikation verabreicht wird, und die gewöhnlich einer ganzen, einer halben Tagesdosis oder einem Drittel oder einem Viertel einer Tagesdosis entspricht. Die Dosierungseinheiten können demgemäß bevorzugt 1, 2, 3 oder 4 oder mehrere Ein- zeldosen oder 0,5, 0,3 oder 0,25 einer Einzeldosis enthalten. Bevorzugt wird die Tagesdosis der erfindungsgemäßen Verbindungen auf 2 bis 10 Applikationen verteilt, bevorzugt auf 2 bis 7, besonders bevorzugt auf 3 bis 5 Applikationen. Selbstverständlich ist auch eine Dauerinfu- sion der erfindungsgemäßen Mittel möglich.In a further particularly preferred embodiment of the invention, the pharmaceutical agent is used in a single dose of 1 to 100, in particular from 2 to 50 mg / kg of body weight. As well as the total amount per day (see above), the amount of the single dose per application can also be varied by the person skilled in the art on the basis of his specialist knowledge. The compounds used according to the invention can also be used in veterinary medicine in the individual concentrations and preparations mentioned together with the feed or with feed preparations or with the drinking water. A single dose preferably contains the amount of active ingredient administered in one application, which usually corresponds to a whole, a half daily dose or a third or a quarter of a daily dose. The dosage units may accordingly preferably contain 1, 2, 3 or 4 or more single doses or 0.5, 0.3 or 0.25 of a single dose. The daily dose of the compounds according to the invention is preferably distributed over 2 to 10 applications, preferably 2 to 7, more preferably 3 to 5 applications. Of course, a continuous infusion of the inventive means is possible.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden bei jeder oralen Applikation der erfindungsgemäßen Verbindungen 1 bis 2 Tabletten gegeben. Die er- findungsgemäßen Tabletten können mit dem Fachmann bekannten Überzügen und Hüllen versehen sein und auch so zusammengesetzt werden, dass sie den oder die Wirkstoffe nur bei bevorzugten, in einem bestimmten Teil des Wirts freigeben.In a particularly preferred embodiment of the invention, 1 to 2 tablets are given for each oral application of the compounds according to the invention. The tablets according to the invention may be provided with coatings and casings known to the person skilled in the art and may also be composed in such a way that they contain only the active substance (s) in preferred, release in a particular part of the host.
Bevorzugt ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, dass die einzelnen Bestandteile der Verbindungen gegebenenfalls miteinander assoziiert oder mit einem Träger verbunden in Liposomen eingeschlossen sind, wobei der Einschluss in Liposomen im Sinne der Erfindung nicht zwingend bedeuten muss, dass die Verbindungen im Inneren der Liposomen vorliegen. Ein Einschluss im Sinne der Erfindung kann auch bedeuten, dass die Verbindungen mit der Membran der Liposomen assoziiert sind, beispielsweise so, dass diese auf der äußeren Membran verankert sind. Eine solche Darstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen in oder auf den Liposomen ist vorteilhaft, wenn der Fachmann die Liposomen so auswählt, dass sie eine immunstimulierende Wirkung haben. Dem Fachmann sind aus der DE 198 51 2 82 verschiedene Möglichkeiten bekannt, die immunstimulierende Wirkung von Liposomen zu modifizieren. Bei den Lipiden kann es sich um einfache Lipide handeln, wie beispielsweise Ester und Amide oder um komplexe Lipide wie zum Beispiel um Glycolipide wie Cerebroside oder Ganglio- side, um Sphingolipide oder um Phospholipide .In a further embodiment of the invention, it is preferred that the individual constituents of the compounds are optionally associated with one another or bound to a carrier in liposomes, wherein the inclusion in liposomes in the sense of the invention need not necessarily mean that the compounds are inside the liposomes available. An inclusion in the sense of the invention may also mean that the compounds are associated with the membrane of the liposomes, for example, so that they are anchored on the outer membrane. Such a representation of the compounds according to the invention in or on the liposomes is advantageous if the person skilled in the art selects the liposomes in such a way that they have an immunostimulating action. The expert is known from DE 198 51 2 82 different ways to modify the immune stimulating effect of liposomes. The lipids may be simple lipids such as esters and amides or complex lipids such as glycolipids such as cerebrosides or ganglionides, sphingolipids or phospholipids.
Bevorzugte Krankheiten, die mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt werden können, sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend AIDS, Akne, Albuminurie (Proteinurie) , Alkoholentzugssyndrom, Allergien, Alopezie (Haarausfall) , ALS (Amyotrophe Lateralsklerose) , Alzheimer Erkrankung, AMD (Altersbedingte Makuladegeneration) , Anämie, Angststörungen, Anthrax (Milzbrand) , Aortensklerose, arterielle Verschluss-krankheit, Arterienverkalkung, Arterienver- Schluss, Arteriitis temporalis, Arteriosklerose, Arteriovenöse Fisteln, Arthritis, Arthrose, Asthma, Ateminsuffizienz, Autoimmunerkrankung, AV-Block, Azidose, Bandscheibenvorfall, Bauchfellentzündung, Bauchspeicheldrüsen- krebs, Becker Muskeldystrophie, Benigne Prostata Hyperplasie (BPH) , Blasenkarzinom, Bluterkrankheit (Hämophilie) , Bronchialkarzinom, Brustkrebs, BSE, Budd-Chiari- Syndrom, Bulimia nervosa, Bursitis (Schleimbeutelentzündung) , Byler-Syndrom, Bypass, Chlamydien-Infektion, Chro- nische Schmerzen, Cirrhose, Commotio cerebri (Gehirnerschütterung) , Creutzfeld-Jakob-Erkrankung, Darmkarzinom, Darmkrebs, Darmtuberkulose, Depression, Diabetes insipi- dus, Diabetes mellitus, Diabetes mellitus juvenilis, Diabetische Retinopathie, Duchenne-Muskeldystrophie, Duode- nalkarzinom, Dystrophia musculorum progressiva, Dystrophie, Ebola, Ekzem, Erektile Dysfunktion, Fettsucht, Fibrose, Gebärmutterhalskrebs, Gebärmutterkrebs, Gehirnblutung, Gehirnentzündung, Haarausfall, Halbseitenlähmung, Hämolytische Anämie, Hämophilie, Haustierallergie (Tier- haarallergie) , Hautkrebs, Herpes zoster, Herzinfarkt, Herzinsuffizienz, Herzklappenentzündung, Hirnmetastase, Hirnschlag, Hirntumor, Hodenkrebs, Ischämie, Kahler- Krankheit (Plasmozytom) , Kinderlähmung (Poliomyelitis) , Knochenschwund, Kontaktekzem, Lähmung, Leberzirrhose, Leukämie, Lungenfibrose, Lungenkrebs, Lungenödem, Lymphdrüsenkrebs (Morbus Hodgkin) , Lymphogranulomatose, Lymphom, Lyssa, Magenkarzinom, Mammakarzinom, Meningitis, Milzbrand, Mukoviszidose (zystrische Fibrose), Multiple Sklerose (MS) , Myokardinfarkt, Neurodermitis, Neurofibro- matose, Neuronale Tumoren, Nierenkrebs (Nierenzellkarzi- nom) , Osteoporose, Pankreaskarzinom, Pneumonie, Polyneuropathien, Potenzstörungen, Progressive Systemische SkIe- rose (PSS), Prostatakrebs, Quaddelauschlag (Urtikaria), Querschnitts-syndrom, traumatisches, Rektumkarzinom, Rippenfellentzündung, Schädel-Hirn-Trauma, Scheidenkrebs (Vaginalkarzinom) , Sinusitis, Speiseröhrenkrebs, Tremor, Tuberkulose, Tumorschmerz, Vaginalkarzinom, Verbrennung, Verbrühung, Vergiftungen, Virale Meningitis, Wechseljahre, Weichteil-sarkom, Weichteiltumor, Zerebrale Durchblutungsstörungen und/oder ZNS-Tumore.Preferred diseases that can be treated with the agent according to the invention are selected from the group comprising AIDS, acne, albuminuria (proteinuria), alcohol withdrawal syndrome, allergies, alopecia (hair loss), ALS (amyotrophic lateral sclerosis), Alzheimer's disease, AMD (age-related macular degeneration) , Anemia, anxiety disorders, anthrax (anthrax), aortic sclerosis, arterial occlusive disease, arteriosclerosis, arterial Conclusion, Temporal Arteritis, Atherosclerosis, Arteriovenous Fistulas, Arthritis, Osteoarthritis, Asthma, Respiratory Insufficiency, Autoimmune Disease, AV Block, Acidosis, Herniated Disc, Peritonitis, Pancreatic Cancer, Becker Muscular Dystrophy, Benign Prostate Hyperplasia (BPH), Bladder Carcinoma, Hemorrhage (Haemophilia) , Bronchial carcinoma, breast cancer, BSE, Budd-Chiari syndrome, bulimia nervosa, bursitis (bursitis), Byler syndrome, bypass, chlamydia infection, chronic pain, cirrhosis, cerebral commu- ni (concussion), Creutzfeld-Jakob disease, Colon carcinoma, Colon cancer, Intestinal tuberculosis, Depression, Diabetes insipidus, Diabetes mellitus, Juvenile diabetes mellitus, Diabetic retinopathy, Duchenne muscular dystrophy, Duodenal carcinoma, Dystrophia musculorum progressiva, Dystrophy, Ebola, Eczema, Erectile dysfunction, Obesity, Fibrosis, Cervical cancer, Cervical cancer, cerebral hemorrhage, encephalitis, hair loss, hemisphere paralysis, hemolytic anemia, haemophilia, pet allergy (animal hair allergy), skin cancer, herpes zoster, myocardial infarction, heart failure, heart valve inflammation, brain metastasis, stroke, brain tumor, testicular cancer, ischaemia, Kahler's disease (plasmocytoma), polio (poliomyelitis), bone loss, contact dermatitis , Paralysis, liver cirrhosis, leukemia, pulmonary fibrosis, lung cancer, pulmonary edema, lymph node cancer (Hodgkin's disease), lymphogranulomatosis, lymphoma, lyssa, gastric carcinoma, breast carcinoma, meningitis, anthrax, cystic fibrosis, multiple sclerosis (MS), myocardial infarction, atopic dermatitis, neurofibrosis - matose, neural tumors, kidney cancer (renal cell carcinoma), osteoporosis, pancreatic carcinoma, pneumonia, polyneuropathies, potency disorders, progressive systemic skiing rose (PSS), prostate cancer, urticaria, cross-sectional syndrome, traumatic, rectal cancer, pleurisy, traumatic brain injury, vaginal carcinoma, sinusitis, esophageal cancer, tremor, tuberculosis, tumor pain, vaginal carcinoma, burn, scald, poisoning , Viral meningitis, menopause, soft tissue sarcoma, soft tissue tumor, cerebral circulatory disorders and / or CNS tumors.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Mittel auch zur Behandlung von Krebserkrankungen verwendet werden, ausgewählt aus der Gruppe von Krebserkrankungen oder Tumorerkrankungen des Hals-Nasen-Ohren-Bereichs, der Lunge, des Mediastinums, des Gastrointestinaltraktes, des Urogeni- tal-Systems, des gynäkologischen Systems, der Brust, des endokrinen Systems, der Haut, Knochen- und Weichteilsarkomen, Mesotheliomen, Melanomen, Neoplasmen des zentralen Nervensystems, Krebserkrankungen oder Tumorerkrankungen im Kindesalter, Lymphomen, Leukämien, paraneoplastischen Syndromen, Metastasen ohne bekannten Primärtumor (CUP- Syndrom) , peritonealen Karzinomastosen, Immunsuppression- bezogenen Malignitäten und/oder Tumor-Metastasen. Insbesondere kann es sich bei den Tumoren um folgende Krebsarten handeln: Adenokarzinom der Brust, der Prostata und des Dickdarms; alle Formen von Lungenkrebs, der von den Bronchien ausgeht; Knochenmarkkrebs; das Melanom; das Hepatom; das Neuroblastom; das Papillom; das Apudo;, das Choristom; das Branchiom; das maligne Karzinoid-Syndrom; die Karzinoid-Herzerkrankung; das Karzinom (zum Beispiel Walker-Karzinom, Basalzellen-Karzinom, basosquamöses Karzinom, Brown-Pearce-Karzinom, duktales Karzinom, Ehrlich- Tumor, in-situ-Karzinom, Krebs-2-Karzinom, Merkel-Zellen- Karzinom, Schleimkrebs, nicht-kleinzelliges Bronchialkarzinom, Haferzellen-Karzinom, papilläres Karzinom, szirrhöses Karzinom, bronchiolo-alveoläres Karzinom, Bronchial-Karzinom, Plattenepithelkarzinom und Transitio- nalzell-Karzinom) ; histiocytische Funktionsstörung; Leukämie (zum Beispiel in Zusammenhang mit B-Zellen- Leukämie, Gemischt-Zellen-Leukämie, Nullzellen-Leukämie, T-Zellen-Leukämie, chronische T-Zellen-Leukämie, HTLV-II- assoziierte Leukämie, akut lymphozytische Leukämie, chro- nisch-lymphozythische Leukämie, Mastzeil-Leukämie und myeloische Leukämie) ; maligne Histiocytose, Hodgkin- Krankheit, non-Hodgkin-Lymphom, solitärer Plasmazelltumor; Reticuloendotheliose, Chondroblastom; Chondrom, Chondrosarkom; Fibrom; Fibrosarkom; Riesenzell-Tumore; Histiocytom; Lipom; Liposarkom; Leukosarkom; Mesotheliom; Myxom; Myxosarkom; Osteom; Osteosarkom; Ewing-Sarkom; Sy- noviom; Adenofribrom; Adenolymphom; Karzinosarkom; Chordom; Craniopharyngiom; Dysgerminom; Hamartom; Mesenchy- mom; Mesonephrom; Myosarkom; Ameloblastom; Cementom; O- dontom; Teratom; Thymom; Chorio-blastom; Adenokarzinom; Adenom; Cholangiom; Cholesteatom; Cylindrom; Cystadeno- carcinom; Cystadenom; Granulosa-zelltumor; Gy- nadroblastom; Hidradenom; Inselzelltumor; Leydig- Zelltumor; Papillom; Sertoli-Zell-Tumor; Thekazell-tumor; Leiomyom; Leiomyosarkom; Myoblastom; Myom; Myosarkom; Rhabdomyom; Rhabdomyosarkom; Ependynom; Ganglioneurom; Gliom; Medulloblastom; Meningiom; Neurilemmom; Neuroblastom; Neuroepitheliom; Neurofibrom; Neurom; Para- gangliom; nicht-chromaffines Paragangliom; Angiokeratom; angiolymphoide Hyperplasie mit Eosinophilie; sclerosie- rendes Angiom; Angiomatose; Glomangiom; Hemangioendothe- liom; Hemangiom; Hemangiopericytom, Hemangiosarkom; Lymphangiom, Lymphangio-myom, Lymphangiosarkom; Pinealom; Cystosarkom phyllodes; Hemangiosarkom; Lymphangiosarkom; Myxosarkom; Ovarialkarzinom; Sarkom (zum Beispiel Ewing- Sarkom, experi-mentell, Kaposi-Sarkom und Mastzell- Sarkom) ; Neoplasmen (zum Beispiel Knochen-Neoplasmen, Brust-Neoplasmen, Neoplasmen des Verdauungssystems, colo- rektale Neoplasmen, Leber-Neoplasmen, Pankreas- Neoplasmen, Hirnanhang-Neoplasmen, Hoden-Neoplasmen, Or- bita-Neoplasmen, Neoplasmen des Kopfes und Halses, des Zentralnervensystems, Neoplasmen des Hörorgans, des Beckens, des Atmungstrakts und des ürogenitaltrakts) ; Neu- ro-fibromatose und zervikale Plattenepitheldysplasie.In a further preferred embodiment, the pharmaceutical compositions according to the invention can also be used for the treatment of cancers selected from the group of cancers or neoplasms of the ear, nose and throat, the lung, the mediastinum, the gastrointestinal tract, the genitourinary system , the gynecological system, the breast, the endocrine system, the skin, bone and soft tissue sarcomas, mesotheliomas, melanomas, neoplasms of the central nervous system, cancers or childhood tumors, lymphomas, leukemias, paraneoplastic syndromes, metastases without a known primary tumor (CUP syndrome ), peritoneal carcinomatosis, immunosuppression-related malignancies and / or tumor metastases. In particular, the tumors may be the following cancers: adenocarcinoma of the breast, prostate and colon; all forms of lung cancer emanating from the bronchi; Bone marrow cancer; the melanoma; the hepatoma; neuroblastoma; the papilloma; the Apudo, the Choristom; the branchioma; the malignant carcinoid syndrome; carcinoid heart disease; carcinoma (for example, Walker's carcinoma, basal cell carcinoma, basosquamous carcinoma, Brown-Pearce's carcinoma, ductal carcinoma, Ehrlich- Tumor, in situ carcinoma, cancer 2 carcinoma, Merkel cell carcinoma, mucous carcinoma, non-small cell lung carcinoma, oat cell carcinoma, papillary carcinoma, cirrhotic carcinoma, bronchiolo-alveolar carcinoma, bronchial carcinoma, squamous cell carcinoma and transiting nacellar carcinoma); histiocytic dysfunction; Leukemia (for example in connection with B-cell leukemia, mixed cell leukemia, null cell leukemia, T-cell leukemia, chronic T-cell leukemia, HTLV-II-associated leukemia, acute lymphocytic leukemia, chronic lymphocytic leukemia, mast cell leukemia and myeloid leukemia); malignant histiocytosis, Hodgkin's disease, non-Hodgkin's lymphoma, solitary plasma cell tumor; Reticuloendotheliosis, chondroblastoma; Chondroma, chondrosarcoma; fibroma; fibrosarcoma; Giant cell tumors; histiocytoma; lipoma; liposarcoma; Leukosarkom; mesothelioma; myxoma; myxosarcoma; osteoma; osteosarcoma; Ewing's sarcoma; Synovioma; Adenofribrom; Adenolymphom; carcinosarcoma; chordoma; craniopharyngioma; dysgerminoma; hamartoma; Mesenchymal; Mesonephrom; myosarcoma; ameloblastoma; Cementom; O-dontom; teratoma; thymoma; Chorio-blastoma; adenocarcinoma; adenoma; cholangiomas; cholesteatoma; cylindroma; Cystadenocarcinoma; Cystadenom; Granulosa cell tumor; Gyne- droblblastoma; Hidradenoma; Islet cell tumor; Leydig cell tumor; papilloma; Sertoli cell tumor; Theca-tumor; leiomyoma; leiomyosarcoma; myoblastoma; fibroid; myosarcoma; rhabdomyoma; rhabdomyosarcoma; Ependynom; ganglioneuroma; glioma; medulloblastoma; meningioma; neurilemmoma; neuroblastoma; neuroepithelioma; neurofibroma; neuroma; Parangaloma; non-chromaffin paraganglioma; Angiokeratoma; angiolymphoid hyperplasia with eosinophilia; sclerosing angioma; angiomatosis; Glomus Tumor; Hemangioendothe- liom; hemangioma; Hemangiopericytoma, hemangiosarcoma; Lymphangioma, lymphangio-myoma, lymphangiosarcoma; pinealoma; Cystosarcoma phyllodes; Hemangiosarkom; lymphangiosarcoma; myxosarcoma; ovarian cancer; Sarcoma (for example Ewing sarcoma, experimental, Kaposi's sarcoma and mast cell sarcoma); Neoplasms (for example, bone neoplasms, breast neoplasms, neoplasms of the digestive system, colo-rectal neoplasms, liver neoplasms, pancreatic neoplasms, pituitary neoplasms, testicular neoplasms, orbital neoplasms, neoplasms of the head and neck, Central nervous system, neoplasms of the auditory organ, pelvis, respiratory tract and the orrogenital tract); Neurofibromatosis and cervical squamous epithelial dysplasia.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Krebserkrankung oder der Tumor, die/der behandelt oder verhindert wird, ausgewählt aus der Gruppe: Tumoren des Hals-Nasen-Ohren-Bereichs umfassend Tumoren der inneren Nase, der Nasennebenhöhlen, des Nasopharynx, der Lippen, der Mundhöhle, des Oropharynx, des Larynx, des Hypopha- rynx, des Ohres, der Speicheldrüsen und Paragangliome, Tumoren der Lunge umfassend nicht-kleinzellige Bronchialkarzinome, kleinzellige Bronchialkarzinome, Tumoren des Mediastinums, Tumoren des Gastrointestinaltraktes umfas- send Tumoren des Ösophagus, des Magens, des Pankreas, der Leber, der Gallenblase und der Gallenwege, des Dünndarms, Kolon- und Rektumkarzinome und Analkarzinome, Urogenitaltumoren umfassend Tumoren der Nieren, der Harnleiter, der Blase, der Prostata, der Harnröhre, des Penis und der Ho- den, gynäkologische Tumoren umfassend Tumoren des Zervix, der Vagina, der Vulva, Korpuskarzinom, maligne Trophoblastenerkrankung, Ovarialkarzinom, Tumoren des Eileiters (Tuba Faloppii) , Tumoren der Bauchhöhle, Mammakarzinome, Tumoren endokriner Organe umfassend Tumoren der Schilddrüse, der Nebenschilddrüse, der Nebennierenrinde, endokrine Pankreastumoren, Karzinoidtumoren und Karzinoidsyndrom, multiple endokrine Neoplasien, Knochen- und Weichteilsarkome, Mesotheliome, Hauttumoren, Melanome umfassend kutane und intraokulare Melanome, Tumoren des zentralen Nervensystems, Tumoren im Kindesalter umfassend Retinoblastom, Wilms Tumor, Neurofibromatose, Neu- roblastom, Ewing-Sarkom Tumorfamilie, Rhabdomyosarkom, Lymphome umfassend Non-Hodgkin-Lymphome, kutane T-ZeIl- Lymphome, primäre Lymphome des zentralen Nervensystems, Morbus Hodgkin, Leukämien umfassend akute Leukämien, chronische myeloische und lymphatische Leukämien, Plasma- zell-Neoplasmen, myelodysplastische Syndrome, paraneoplastische Syndrome, Metastasen ohne bekannten Primärtumor (CUP-Syndrom) , peritoneale Karzinomastose, Immunsup- pression-bezogene Malignität umfassend AIDS-bezogene Ma- lignitäten wie Kaposi-Sarkom, AIDS-assoziierte Lymphome, AIDS-assoziierte Lymphome des zentralen Nervensystems, AIDS-assoziierter Morbus Hodgkin und AIDS-assoziierter anogenitale Tumoren, Transplantations-bezogene Malignitä- ten, metastasierte Tumoren umfassend Gehirnmetastasen, Lungen-metastasen, Lebermetastasen, Knochenmetastasen, pleurale und perikardiale Metastasen und maligne Aszites.In a further preferred embodiment, the cancer or tumor being treated or prevented is selected from the group: tumors of the ear, nose and throat, including tumors of the internal nose, sinuses, nasopharynx, lips, and the like Oral cavity, oropharynx, larynx, hypopharynx, ear, salivary glands and paragangliomas, tumors of the lung comprising non-small cell lung carcinomas, small cell lung carcinomas, tumors of the mediastinum, tumors of the gastrointestinal tract, tumors of the esophagus, stomach, of the pancreas, liver, gall bladder and biliary tract, small intestine, colon and rectal carcinomas and anal carcinomas, genitourinary tumors including kidney, ureter, bladder, prostate, urethra, penile and thoracic tumors, gynecological tumors including tumors of the cervix, vagina, vulva, corpus carcinoma, malignant trophoblast disease, ovarian carcinoma, Tumors of the Fallopian tubes, tumors of the abdominal cavity, breast cancers, endocrine tumors including tumors of the thyroid, parathyroid, adrenal, endocrine pancreatic tumors, carcinoid tumors and carcinoid syndrome, multiple endocrine neoplasms, bone and soft tissue sarcomas, mesotheliomas, skin tumors, melanomas comprising cutaneous and intraocular melanomas, central nervous system tumors, childhood tumors comprising retinoblastoma, Wilms tumor, neurofibromatosis, neuroblastoma, Ewing's sarcoma tumor family, rhabdomyosarcoma, lymphomas comprising non-Hodgkin's lymphomas, cutaneous T-cell lymphomas, primary lymphomas of the central nervous system , Hodgkin's disease, leukemias including acute leukemias, chronic myeloid and lymphatic leukemias, plasma cell neoplasms, myelodysplastic syndromes, paraneoplastic syndromes, metastases without known primary tumor (CUP syndrome), peritoneal carcinomastosis, immunosuppression-related malignancy, including AIDS-b related malignancies such as Kaposi's sarcoma, AIDS-associated lymphomas, AIDS-associated central nervous system lymphomas, AIDS-associated Hodgkin's disease and AIDS-associated anogenital tumors, transplant-related malignancies, metastatic tumors including brain metastases, lung metastases, Liver metastases, bone metastases, pleural and pericardial metastases and malignant ascites.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Krebserkrankung oder der Tumor, die/der behandelt oder verhindert wird, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Krebserkrankungen oder Tumorerkrankungen der Mammakarzinome, der Gastrointestinaltumore, einschließlich Kolonkarzinome, Magenkarzinome, Pankreaskarziome, Dickdarm- krebs, Dünndarm-krebs, der Ovarialkarzinome, der Zervi- kalkarzinome, Lungen-krebs, Prostatakrebs, Nierenzellkar- zinome und/oder Lebermetastasen.In a further preferred embodiment, the cancer or tumor being treated or prevented is selected from the group consisting of cancers or tumors of mammal carcinomas, gastrointestinal tumors including colon carcinomas, gastric carcinomas, pancreatic carcinomas, colonic carcinomas. cancer, small intestine cancer, ovarian cancer, cervical carcinoma, lung cancer, prostate cancer, renal cell carcinoma and / or liver metastases.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Krankheit ausgewählt aus der Gruppe umfassend Krankheiten, die im Sinne der Erfindung als Infektionskrankheiten bezeichnet werden, die mit einer Modulation der kompartimentalisierten cAMP-abhängigen Signaltransduktion assoziiert sind, nämlich: Affenpocken, AIDS, Anthrax (Bacillus anthracis, Milzbrand) , Aviäre Influenza (Geflügelpest, Vogelgrippe) , Borreliose, Borrelia recurrentis (Läuserückfallfieber) , Botulismus (Clostridium botulinum) , Brucellose, Campylobacter-Infektionen, Chlamydiose, Cholera (Vibrio cholerae) , Creutzfeldt- Jakob-Krankheit, Coxiella burnetii (Q-Fieber) , Cryptospo- ridium parvuum (Kryptosporidiose) , Dengue-Fieber, Diphtherie, Ebolavirus-Infektionen, Echinokokkose (Fuchsbandwurm, Hundebandwurm) , EHEC-Infektionen (STEC-Infektionen, VTEC-Infektionen) , Enteroviren, Fleckfieber (Rickettsia prowazeckii) , Francisella tularensis (Tularämie) , Frühsommermeningoenzephalitis (FSME) , Gelbfieber, Giardiasis, Gonorrhoe, Grippe (Influenza) , Haemophilis influenzae, Hantavirus, Helicobacter pylori, Hepatitis A, Hepa- titis B, Hepatitis C, Hepatitis D, Hepatitis E, Herpes, HUS (hämolytisch urämisches Syndrom) , Keratoconjunctivitis epidemica, Keuchhusten (Pertussis) , Kinderlähmung (Poliomyelitis) , Kopflausbefall, Krätzemilbenbefall, Krim-Kongo-Fieber, Lassa-Fieber, lebensmittelbedingte Krankheiten, Legionellose, Leishmaniose, Lepra, Leptospi¬ rose, Listeriose, Lyme-Borreliose, Lymphogranuloma vene- reum, Malaria (Plasmodien-Infektionen) , Marburgvirus- Infektionen, Masern, Meliodose, Meningokokken- Erkrankungen, MRSA (Staphylokokken) , Mumps, Mykosen (Pilzinfektionen) , neu und vermehrt auftretende Infektionskrankheiten, Noroviren, Ornithose (Papageienkrank- heit) , Papillomaviren, Paratyphus, Pest (Yersinia pestis) , Pneumokokken-Infektionen (Streptococcus pneumoniae) , Pocken, reiseassoziierte Infektionskrankheiten, Rinderbandwurm-Infektion beim Menschen, Rotaviren, Röteln, RSV-Infektionen, Salmonellose, Scharlach, Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom (SARS) , sexuell übertragbare Infektionen, Shigellose, Syphilis, Tetanus, Tollwut, Toxoplasmose, Thrichinellose, Tuberkulose, Typhus, Varizellen (Windpocken) , Variante Creutzfeldt-Jakob- Krankheit, virale hämorrhagische Fieber, West-Nil-Fieber, Yersiniose und/oder Zecken-übertragene Erkrankungen. Es ist nicht zwingend, dass erfindungsgemäße Mittel die Enzyme dieser Erreger, insbesondere die Phosphatase hemmen. Die Mittel können auch membrandestabilisierend oder anders wirken. Im Sinne der Erfindung ist es bevorzugt we- sentlich, dass die Pathogenität der Erreger herabgesetzt wird.In a further preferred embodiment of the invention, the disease is selected from the group comprising diseases which are referred to in the context of the invention as infectious diseases associated with a modulation of compartmentalized cAMP-dependent signal transduction, namely: monkey pox, AIDS, anthrax (Bacillus anthracis , Anthrax), avian influenza (avian influenza, bird flu), Lyme disease, Borrelia recurrentis (louse fever), botulism (Clostridium botulinum), brucellosis, Campylobacter infections, chlamydiosis, cholera (Vibrio cholerae), Creutzfeldt-Jakob disease, Coxiella burnetii (Q Fever), Cryptosporidium parvuum (cryptosporidiosis), dengue fever, diphtheria, Ebola virus infections, echinococcosis (fox tapeworm, dog tapeworm), EHEC infections (STEC infections, VTEC infections), enteroviruses, typhus fever (Rickettsia prowazeckii), Francisella tularensis (tularemia), early summer meningoencephalitis (TBE), yellow fi eczema, giardiasis, gonorrhea, flu (influenza), haemophilis influenzae, hantavirus, helicobacter pylori, hepatitis A, hepatitis B, hepatitis C, hepatitis D, hepatitis E, herpes, HUS (hemolytic uremic syndrome), keratoconjunctivitis epidemica, whooping cough ( pertussis), polio (poliomyelitis), lice infestation, scabies mites, Crimean-Congo hemorrhagic fever, Lassa fever, food-related diseases, legionellosis, leishmaniasis, leprosy, Leptospi ¬ rose, listeriosis, Lyme disease, lymphogranuloma Vene- reum, malaria (Plasmodien- Infections), Marburg virus Infections, measles, meliodosis, meningococcal disease, MRSA (staphylococci), mumps, mycoses (fungal infections), new and increased infectious diseases, noroviruses, ornithosis (parrots), papillomaviruses, paratyphoid fever, plague (Yersinia pestis), pneumococcal infections (Streptococcus pneumoniae), smallpox, rice-associated infectious diseases, human cattle tapeworm infection, rotaviruses, rubella, RSV infections, salmonellosis, scarlet fever, severe acute respiratory syndrome (SARS), sexually transmitted infections, shigellosis, syphilis, tetanus, rabies, toxoplasmosis, Thrichinellosis, tuberculosis, typhus, varicella (chicken pox), variant Creutzfeldt-Jakob disease, viral haemorrhagic fever, West Nile fever, yersiniosis and / or tick-borne diseases. It is not mandatory that agents according to the invention inhibit the enzymes of these pathogens, in particular the phosphatase. The agents may also be membrane destabilizing or otherwise acting. For the purposes of the invention, it is preferably essential that the pathogenicity of the pathogens is reduced.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die zu behandelnde Krankheit im wesentlichen durch Bakterien ausgelöst bzw. durch Bakterien mitausgelöst; bei den Bakterien kann es sich um Legionellen, Streptokokken, Staphylokokken, Klebsiellen, Haemophilis influenzae, Rickettsien (Fleckfieber), Mykobakterien, Mykoplasmen, Ureaplasmen, Neisserien (Meningitis, Waterhou- se-Friedrichsen-Syndrom, Gonorrhoe) , Pseudomonaden, Bordetellen (Pertussis) , Corynobakterien (Diphtherie) , Chlamydien, Campylobacter (Durchfall) , Escherichia coli, Pro- teus, Salmonellen, Shigellen, Yersinien, Vibrionen, Ente- rokokken, Clostridien, Listerien, Borrelien, Treponema pallidum, Brucellen, Francisellen und/oder Leptospira handeln.In a further preferred embodiment of the invention, the disease to be treated is essentially triggered by bacteria or co-triggered by bacteria; the bacteria may be Legionella, Streptococci, Staphylococci, Klebsiella, Haemophilis influenzae, Rickettsia (spotted fever), Mycobacteria, Mycoplasmas, Ureaplasmas, Neisseria (Meningitis, Waterfridge-Friedrichsen syndrome, Gonorrhea), Pseudomonas, Bordetella (pertussis) , Corynobacteria (diphtheria), chlamydia, Campylobacter (diarrhea), Escherichia coli, pro- teus, Salmonella, Shigella, Yersinia, Vibrio, Dethococci, Clostridia, Listeria, Borrelia, Treponema pallidum, Brucella, Francisellen and / or Leptospira.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der Entkoppler zur spezifischen Bindung an AKAP, bevorzugt AKAP18, besonders bevorzugt AKAP18delta und/oder eine spezifische Bindung an PKA, bevorzugt Untereinheiten dieser, ganz be- sonders bevorzugt an RII-Untereinheiten.The invention also relates to the use of the decoupler for specific binding to AKAP, preferably AKAP18, particularly preferably AKAP18delta and / or specific binding to PKA, preferably subunits thereof, very particularly preferably to RII subunits.
Die Erfindung betrifft auch die Inhibition der Interaktion von RIalpha-, Rllalpha-, RIbeta- und/oder Rllbeta- Untereinheiten der PKA mit AKAP, wobei Inhibition im Sin- ne der Erfindung jede Form der Modifizierung ist.The invention also relates to the inhibition of the interaction of RIalpha, RIIalpha, RIbeta and / or RIIbeta subunits of PKA with AKAP, wherein inhibition in the sense of the invention is any form of modification.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Entkoppler als Aquaretika, Kontrazeptiv, als antiinfektiöses Mittel, als anxiolytisches Mittel und/oder als Antitumormittel eingesetzt werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the decouplers can be used as aquaretics, contraceptives, as an anti-infective agent, as an anxiolytic agent and / or as an anti-tumor agent.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Krankheiten ausgewählt aus der Gruppe umfassend Asthma jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Asthma aus der Gruppe atopisches Asthma, nichtatopisches Asthma, allergisches Asthma, IgE-venmitteltes atopisches Asthma, Bronchialasthma, essentielles Asthma, Primärasthma, durch pathophysiologische Störungen hervorgerufenes endogenes Asthma, durch Umweltfaktoren hervorgerufenes exogenes Asthma, essentielles Asthma unbekannter oder inapparenter Ursache, nichtatopisches Asthma, bronchitisches Asthma, emphysematöses Asthma, durch Belastung induziertes Asth- ma, Berufsasthma, durch Bakterien-, Pilz-, Protozoen- o- der Virusinfektion hervorgerufenes infektallergisches Asthma, nichtallergisches Asthma, inzipientes Asthma, "wheezy infant Syndrome"; chronische oder akute Bronchokonstriktion, chronische Bronchitis, Obstruktion der kleinen Atemwege sowie Emphysem; obstruktive oder entzündliche Atemwegserkrankung jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder eine obstruk- tive oder entzündliche Atemwegserkrankung aus der Gruppe Asthma; Staublunge, chronische eosinophile Pneumonie; chronischer obstruktive pulmonaler Krankheit (COPD) ; COPD inklusive chronische Bronchitis, Lungenemphysem oder damit assoziierte Atemnot, durch irreversible, fortschrei- tende Obstruktion der Atemwege gekennzeichnete COPD, Schocklunge (adult respiratory distress Syndrome, ARDS) sowie Verschärfung der Überempfindlichkeit der Atemwege aufgrund Therapie mit anderen Arzneistoffen; Staublunge jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, o- der Staublunge aus der Gruppe Aluminose oder Aluminiumstaublunge, Anthrakose (-Asthma) , Asbestose oder Asbeststaublunge, Chalikose oder Kalkstaublunge, durch Einatmen von Straußenfedernstaub verursachte Ptilose, durch Einatmung von Eisenteilchen verursachte Siderose, Siliko- se oder Steinstaublunge, Byssinose oder Baumwollstaubp- neumokoniose sowie Talk-pneumokoniose;In a further advantageous embodiment, the diseases are selected from the group comprising asthma of any kind, etiology or pathogenesis, or asthma from the group of atopic asthma, non-atopic asthma, allergic asthma, IgE-induced atopic asthma, bronchial asthma, essential asthma, primary asthma, by pathophysiological Disorders induced endogenous asthma, environmental factors, exogenous asthma, essential asthma of unknown or inapparent cause, non-atopic asthma, bronchitis, emphysematous asthma, stress-induced asthma ma, occupational asthma, infectious allergic asthma caused by bacterial, fungal, protozoan or viral infections, non-allergic asthma, inhaled asthma, wheezy infant syndrome; chronic or acute bronchoconstriction, chronic bronchitis, small airway obstruction, and emphysema; obstructive or inflammatory respiratory disease of any kind, etiology or pathogenesis, or an obstructive or inflammatory respiratory disease from the group of asthma; Pneumoconiosis, chronic eosinophilic pneumonia; chronic obstructive pulmonary disease (COPD); COPD, including chronic bronchitis, pulmonary emphysema or associated respiratory distress, COPD characterized by irreversible progressive airway obstruction, adult respiratory distress syndrome (ARDS) and exacerbation of respiratory hypersensitivity due to treatment with other drugs; Pneumoconiosis of any kind, etiology or pathogenesis, or the avian pneumonia from the group aluminosis or aluminum pneumonia, anthracosis (asstosis), asbestosis or asbestos pneumonia, chalikosis or calcified pneumonia, ptilosis caused by inhalation of ostrich feather dust, siderosis caused by inhalation of iron particles, silicosis or stone dust, byssinosis or cotton dust neumoconiosis, and talc pneumoconiosis;
Bronchitis jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, o- der Bronchitis aus der Gruppe akute Bronchitis, akute Ia- ryngotracheale Bronchitis, durch Erdnüsse ausgelöste Bronchitis, Bronchialkatarrh, kruppöse Bronchitis, Bronchitis ohne Auswurf, infektiöse Asthmabronchitis, Bron- chitis mit Auswurf, Staphylokokken- oder Streptokokkenbronchitis; sowie Vesikulärbronchitis;Bronchitis of any kind, etiology or pathogenesis, or bronchitis of the group acute bronchitis, acute jaynegotracheal bronchitis, peanut-induced bronchitis, bronchial catarrh, croupous bronchitis, bronchitis without expectoration, infectious asthma bronchitis, bronchitis chiti with sputum, staphylococcal or streptococcal bronchitis; as well as vesicular bronchitis;
Bronchiektasie jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Bronchiektasie aus der Gruppe zylindrische Bron- chiektasie, sackförmige Bronchiektasie, spindelförmige Bronchiektasie, Bronchiolendilatation, zystische Bronchiektasie, Bronchiektasie ohne Auswurf, sowie follikuläre Bronchiektasie; jahreszeitlich bedingte allergische Rhinitis, perenniale allergische Rhinitis, oder Sinusitis jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Sinusitis aus der Gruppe eitriger oder nichteitriger Sinusitis, akute oder chronische Sinusitis, Ethmoiditis, Stirnhöhlenentzündung, Kieferhöhlenentzündung oder Sphenoiditis; rheumatoide Arthritis jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder rheumatoide Arthritis aus der Gruppe akute Arthritis, akute Gichtarthritis, primär-chronische Polyarthritis, Osteoarthrose, Infektarthritis, Lyme- Arthritis, progrediente Arthritis, Arthritis psoriatica, sowie Spondylarthritis;Bronchiectasis of any kind, etiology or pathogenesis, or bronchiectasis from the group of cylindrical bronchiectasis, saccular bronchiectasis, spindle-shaped bronchiectasis, bronchiolar dilatation, cystic bronchiectasis, bronchiectasis without sputum, and follicular bronchiectasis; Seasonal allergic rhinitis, perennial allergic rhinitis, or sinusitis of any kind, etiology or pathogenesis, or sinusitis from the group of purulent or non-conductive sinusitis, acute or chronic sinusitis, ethmoiditis, frontal sinusitis, maxillary sinusitis, or sphenoiditis; rheumatoid arthritis of any kind, etiology or pathogenesis, or rheumatoid arthritis from the group of acute arthritis, acute gouty arthritis, primary chronic polyarthritis, osteoarthritis, infectious arthritis, Lyme arthritis, progressive arthritis, psoriatic arthritis, and spondylarthritis;
Gicht sowie mit Entzündung assoziiertes Fieber bzw. mit Entzündung assoziierter Schmerz; eine mit Eosinophilen in Zusammenhang stehende krankhafte Störung jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder eine mit Eosinophilen in Zusammenhang stehende krankhafte Störung aus der Gruppe Eosinophilie, eosinophiles Lungeninfiltrat, Löffler-Syndrom, chronische eosinophile Pneumonie, tropische Lungeneosinophilie, bronchopneumoni- sche Aspergillose, Aspergillom, eosinophiles Granulom, allergische granulomatöse Angütis bzw. Churg-Strauss- Syndrom, Polyarterütis nodosa (PAN) , sowie systemische Vasculitis necroticans; atopische Dermatitis, allergische Dermatitis, oder allergisches oder atopisches Ekzem;Gout, inflammation-associated fever, or inflammation-associated pain; an eosinophil-related pathological disorder of any kind, etiology or pathogenesis, or an eosinophil-related pathological disorder from the group of eosinophilia, eosinophilic lung infiltrate, Löffler's syndrome, chronic eosinophilic pneumonia, tropical pulmonary eosinophilia, bronchopneumonic aspergillosis, aspergilloma, eosinophilic granuloma, allergic granulomatous anguish or Churg-Strauss syndrome, Polyarterütis nodosa (PAN), as well as systemic vasculitis necroticans; atopic dermatitis, allergic dermatitis, or allergic or atopic dermatitis;
Nesselsucht jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Nesselsucht aus der Gruppe immunbedingte Nessel- sucht, Komplementbedingte Nesselsucht, durch Nesselsucht auslösendes Material induzierte Nesselsucht, durch physikalische Reize ausgelöste Nesselsucht, durch Stress ausgelöste Nesselsucht, idiopatische Nesselsucht, akute Nesselsucht, chronische Nesselsucht, angioneurotisches Ödem, Urticaria cholinergica, Kälteurtikaria in ihrer autoso- mal-dominanten Form oder in ihrer erworbenen Form, Kon- takturtikaria, Urticaria gigantean sowie Papelurtikaria; Konjunktivitis jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Konjunktivitis aus der Gruppe Conjunctivitis actini- ca, akute katarrhalische Konjunktivitis, akute 'contagiöse Konjunktivitis, allergische Konjunktivitis, atopische Konjunktivitis, chronische katarrhalische Konjunktivitis, eitrige Konjunktivitis sowie Frühjahrskonjunktivitis; Uveitis jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese oder Uveitis aus der Gruppe Entzündung der ganzen Uvea oder eines Teils davon, Uveitis anterior, Iritis, Cyclitis, Iridocyclitis, granulomatöse Uveitis, nichtgranulomatöse Uveitis, phakoantigene Uveitis, Uveitis posterior, Cho- roiditis sowie Choriorethinitis; Schuppenflechte; multiple Sklerose jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder multiple Sklerose aus der Gruppe primär progrediente multiple Sklerose sowie multiple Sklerose mit schubweisem Verlauf und Neigung zu Remissionen; Autoimmun~/Entzündungserkrankungen jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder eine Autoimmun-/ Entzündungserkrankung aus der Gruppe autoimmunhämatologi- sehe Störungen, hämolytische Anämie, aplastische Anämie, aregenerative Anämie, idiopatische thrombozytopene Purpura, systemischer Lupus erythematosus, Polychondritis, Skleroderm, Wegener-Granulomatose, Lichtkrankheit, chro- nisch-aktive Hepatitis, Myasthenia gravis, Stevens- Johnson-Syndrom, idiopathische Sprue, Autoimmun- Reizkolonerkrankungen, Colitis ulcerosa, Morbus Crohn, endokrine Opthamopathy, Basedow-Krankheit, Sarkoidose, Alveolitis, chronische Hypersensitivitätspneumonitis, primär biliäre Zirrhose, Insulinmangeldiabetes oder Typ 1 Diabetes mellitus, Uveitis anterior, granulomatöse Uveitis oder Uveitis posterior, Keratoconjunctivitis sicca, Keratoconjunctivitis epidemica, (diffuse) interstitielle Lungenfibrose, Lungenzirrhose, Mukoviszidose, Arthritis psoriatica, Glomerulonephritis mit und ohne Nephrose, a- kute Glomerulonephritis, idiopathische Nephrose, Minimal- Change-Nephropathie, entzündliche/hyperproliferative Hauterkrankungen, Schuppenflechte, atopische Dermatitis, Kontaktdermatitis, allergische Kontaktdermatitis, famili- ärer gutartiger Pemphigus, Pemphigus erythematosus, Pemphigus foliaceus sowie Pemphigus vulgaris; Vorbeugung einer Fremdtransplantatabstoßung nach Organtransplantation, Reizdarm (inflammatory bowel disease, IBD) jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Reizdarm aus der Gruppe ulzerative Kolitis (UC) , kollagenöse Kolitis, Colitis po- lyposa, transmurale Kolitis sowie Morbus Crohn (CD) ; septischer Schock jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder septischer Schock aus der Gruppe Nierenversa- gen, akutes Nierenversagen, Kachexie, Malariakachexie, hypophysäre Kachexie, uremämische Kachexie, Herzkachexie, Cachexia suprarenalis bzw. Addison-Krankheit, karzinoma- töse Kachexie sowie Kachexie auf Grund von Infektion durch Human Immunodeficiency Virus (HIV) ; LeberSchädigung; pulmonaler Hochdruck sowie durch Sauerstoffmangel hervor- gerufener pulmonaler Hochdruck;Hives of all types, aetiology or pathogenesis, or hives from the group of immune-related nettle hives, complement-dependent hives, hives-inducing hives, hives induced by physical stimuli, stress-induced hives, idiopathic hives, acute hives, chronic hives, angioneurotic edema Urticaria cholinergica, cold urticaria in its autosomal dominant form or in its acquired form, contact urticaria, urticaria gigantean and papular urticaria; Conjunctivitis of any kind, etiology or pathogenesis, or conjunctivitis from the group of actinic conjunctivitis, acute catarrhal conjunctivitis, acute contagious conjunctivitis, allergic conjunctivitis, atopic conjunctivitis, chronic catarrhal conjunctivitis, purulent conjunctivitis, and spring conjunctivitis; Uveitis of any type, etiology or pathogenesis or uveitis from the group inflammation of the entire uvea or a part thereof, anterior uveitis, iritis, cyclitis, iridocyclitis, granulomatous uveitis, non-granulocytic uveitis, phakoantigen uveitis, posterior uveitis, choriditis and choriorethinitis; Psoriasis; multiple sclerosis of any kind, etiology or pathogenesis, or multiple sclerosis from the group of primarily progressive multiple sclerosis as well as multiple sclerosis with relapses and a tendency to remissions; Autoimmune / inflammatory diseases of any kind, etiology or pathogenesis, or an autoimmune / inflammatory disease from the group autoimmune hematology disorders, haemolytic anemia, aplastic anemia, aregenerative anemia, idiopathic thrombocytopenic purpura, systemic lupus erythematosus, polychondritis, scleroderma, Wegener's granulomatosis, light disease, chronic active hepatitis, myasthenia gravis, Stevens-Johnson syndrome, idiopathic sprue, autoimmune - irritable bowel disease, ulcerative colitis, Crohn's disease, endocrine opthamopathy, Graves' disease, sarcoidosis, alveolitis, chronic hypersensitivity pneumonitis, primary biliary cirrhosis, insulin deficiency diabetes or type 1 diabetes mellitus, anterior uveitis, granulomatous uveitis or uveitis posterior, keratoconjunctivitis sicca, keratoconjunctivitis epidemica, ( diffuse) interstitial pulmonary fibrosis, pulmonary cirrhosis, cystic fibrosis, psoriatic arthritis, glomerulonephritis with and without nephrosis, acute glomerulonephritis, idiopathic nephrosis, minimal-change nephropathy, inflammatory / hyperproliferative skin disorders, psoriasis, atopic dermatitis itis, contact dermatitis, allergic contact dermatitis, familial benign pemphigus, pemphigus erythematosus, pemphigus foliaceus and pemphigus vulgaris; Prevention of xenograft rejection after organ transplantation, inflammatory bowel disease (IBD) of any kind, etiology or pathogenesis, or irritable bowel from the group of ulcerative colitis (UC), collagenous colitis, colitis polyposa, transmural colitis and Crohn's disease (CD); septic shock of any kind, aetiology or pathogenesis, or septic shock from the group of kidney failure, acute renal failure, cachexia, malaria cachexia, pituitary cachexia, uremic cachexia, cardiac cachexia, cachexia suprarenalis and Addison's disease, carcinoma nasty cachexia and cachexia due to infection by Human Immunodeficiency Virus (HIV); Liver damage; pulmonary hypertension and pulmonary hypertension due to lack of oxygen;
Knochenschwunderkrankungen, primäre Osteoporose und sekundäre Osteoporose; krankhafte Störungen des Zentralnervensystems jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder eine krankhafte Störung des Zentralnervensystems aus der Gruppe Depression, Morbus Parkinson, Lern- und Gedächtnisstörungen, tar- dive Dyskinesie, Drogenabhängigkeit, arteriosklerotische Demenz, sowie Demenz als Begleiterscheinung von Chorea Huntington, Morbus Wilson, Paralysis agitans sowie Thala- musatrophien;Bone wasting, primary osteoporosis and secondary osteoporosis; disorders of the central nervous system of any type, etiology or pathogenesis, or a disorder of the central nervous system from the group depression, Parkinson's disease, learning and memory disorders, dodecious dyskinesia, drug dependence, arteriosclerotic dementia, and dementia as a concomitant of Huntington's disease, Wilson's disease Paralysis agitans and thalamatic atrophy;
Infektionen, insbesondere Virusinfektionen, wobei diese Viren die Produktion von TNF-α in ihrem Wirt erhöhen oder wobei diese Viren gegenüber Hinaufregulierung von TNF-α in ihrem Wirf, empfindlich sind, so dass ihre Replikation oder andere wichtigen Aktivitäten behindert werden, darunter Viren aus der Gruppe HIV-I, HIV-2 und HIV-3, Zyto- megalievirus, CMV; Grippe, Adenoviren und Herpesviren, darunter Herpes zoster und Herpes simplex; Hefe- und Pilzinfektionen, wobei diese Hefen und Pilze gegenüber Hinaufregulierung durch TNF-α empfindlich sind oder die TNF-α-Produktion in ihrem Wirt auslösen, bevorzugt Pilzmeningitis, insbesondere bei gemeinsamer Verabreichung mit anderen Arzneistoffen der Wahl zur Behandlung systemischer Hefe- und Pilzinfektionen, darunter den Polymycinen, bevorzugt Polymycin B, Imidazolen, bevorzugt Clotrimazol, Econazol, Miconazol und/oder Ketoconazol, den Triazolen, bevorzugt Fluconazol und/oder Itranazol, sowie den Amphotericinen, bevorzugt Amphotericin B und/oder liposomales Amphotericin B.Infections, particularly viral infections, which viruses increase the production of TNF-α in their host, or which are susceptible to up-regulation of TNF-α in their host, so as to hamper their replication or other important activities, including viruses from the Group HIV-1, HIV-2 and HIV-3, cytomegalovirus, CMV; Influenza, adenoviruses and herpesviruses, including herpes zoster and herpes simplex; Yeast and fungal infections, wherein these yeasts and fungi are susceptible to upregulation by TNF-α or induce TNF-α production in their host, preferably fungal meningitis, especially when co-administered with other drugs of choice for the treatment of systemic yeast and fungal infections, including the polymycins, preferably polymycin B, imidazoles, preferably clotrimazole, econazole, miconazole and / or ketoconazole, the triazoles, preferably fluconazole and / or itrananazole, and the amphotericins, preferably amphotericin B and / or liposomal amphotericin B.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Modifikati- on, insbesondere einer Inhibition einer AKAP-PKA- Interaktion umfassend die Schritte:The invention also relates to a method for the modification, in particular an inhibition of an AKAP-PKA interaction comprising the steps:
(a) Bereitstellung des erfindungsgemäßen Entkopplers oder eines Erkennungsmoleküls, welches gegen diesen ge- richtet ist und(a) providing the decoupler according to the invention or a recognition molecule which is directed against it and
(b) In-Kontakt-Bringen mindestens eines Erzeugnisses gemäß (a) mit einer Zelle, einer Zellkultur, einem Gewebe und/oder einem Zielorganismus.(b) contacting at least one product according to (a) with a cell, a cell culture, a tissue and / or a target organism.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation an einer regulatorischen RII-Untereinheit der PKA erfolgt, wobei besonders bevorzugt die RII-Untereinheiten Rllalpha- und/oder Rllbeta-Untereinheiten sind.In a preferred embodiment of the invention, this method is characterized in that the modification takes place on a regulatory RII subunit of the PKA, wherein particularly preferably the RII subunits are RIIalpha and / or Rllbeta subunits.
Die Erfindung betrifft auch einen Kit, der die erfindungsgemäßen Erzeugnisse - besonders bevorzugt die Ent- koppler und die dagegen gerichteten Erkennungsmoleküle - und/oder eine pharmazeutische Zusammensetzung gemäß der Erfindung, ggf. zusammen mit einer Information - z. B. einem Beipackzettel oder einer Internet-Adresse, die auf Homepages mit weiteren Informationen verweist etc. - über die Handhabung bzw. über die Kombination der Inhalte des Kits umfasst. Die Information zur Handhabung des Kits kann beispielsweise ein Therapie-Schema für die o. g. Krankheiten, insbesondere für die bevorzugten Krankheiten umfassen. Die Information kann jedoch auch Angaben darüber umfassen, wie die erfindungsgemäßen Erzeugnisse innerhalb einer Diagnose von Krankheiten, die mit AKAP-PKA- Interaktionen oder deren Entkopplung assoziiert sind, einzusetzen sind. Der erfindungsgemäße Kit kann auch in der Grundlagenforschung verwendet werden. Innerhalb der Grundlagenforschung ist der Kit bevorzugt einsetzbar, um zu detektieren, ob ein Stoffwechselphänomen mit der We- cheslwirkung bzw. mit der nicht vorhandenen Wechselwir- kung von AKAP und PKA assoziiert ist. Insbesondere ist es möglich, mithilfe des erfindungsgemäßen Kits zu bestimmen, welche Untereinheiten von AKAP und/oder PKA für die Interaktion dieser beiden Moleküle oder für das Nichtzu- standekommen der Interaktion zwischen diesen verantwort- lieh sind.The invention also relates to a kit comprising the products according to the invention - particularly preferably the decouplers and the recognition molecules directed against them - and / or a pharmaceutical composition according to the invention, optionally together with information - eg. As a leaflet or an Internet address that refers to homepages with more information, etc. - about the handling or about the combination of the contents of the kit includes. The information for handling the kit, for example, a therapy scheme for the above diseases, especially for the preferred diseases include. However, the information may also include information on how to use the products of the invention within a diagnosis of diseases associated with, or their decoupling, AKAP-PKA interactions. The kit according to the invention can also be used in basic research. Within basic research, the kit is preferably used to detect whether a metabolic phenomenon is associated with the ACL or PKA interaction and the non-existent interaction. In particular, it is possible with the aid of the kit according to the invention to determine which subunits of AKAP and / or PKA are responsible for the interaction of these two molecules or for the non-existence of the interaction between them.
Die erfindungsgemäßen Erzeugnisse können in einer vorteilhaften Ausführungsform Peptide, Vektoren, Nukleinsäuren, Aminosäuren, Kohlenhydrate bzw. Lipide umfassen. Es kann beispielsweise bevorzugt sein, dass die Erzeugnisse an einen Fettrest gekoppelt werden, so dass ihre Membranpermeabilität geändert wird. Durch den Vergleich mit Substanzen, die .die PKA mit anderer Affinität binden, werden weiterhin quantitative Aussagen möglich sein, die defi- nieren, bis zu welchem Grad eine PKA-AKAP-Interaktion notwendig ist, um den Ablauf eines physiologischen Prozesses zu gewährleisten. Insbesondere die erfindungsgemäßen Kits können verwendet werden, um diesen Ablauf des physiologischen Prozesses zu studieren. Von Vorteil ist es hierbei, dass die erfindungsgemäßen Moleküle so ausgewählt sein können, dass sie die RII-Untereinheiten der PKA stärker binden als die typischen PKA-Bindungsdomänen von AKAP, bevorzugt AKAP18, insbesondere von AKAP18delta. Da ausgewählte erfindungsgemäße Moleküle vorteilhafterweise Rllalpha- bzw. Rllbeta-spezifisch sind bzw. für bestimmte RI-üntereinheiten, können z. B. mit dem Kit be- sonders detaillierte Erkenntnisse über die Interaktion dieser Moleküle gewonnen werden. Die Entkopplung mit der einen oder anderen regulatorischen Untereinheit der PKA von AKAP-Proteinen kann insbesondere darüber Aufschluss geben, welche PKA, Typ Ilalpha oder Typ Ilbeta bzw. die vom Typ I, an dem jeweiligen untersuchten Prozess beteiligt sind.In an advantageous embodiment, the products according to the invention may comprise peptides, vectors, nucleic acids, amino acids, carbohydrates or lipids. For example, it may be preferred that the products be coupled to a fat remnant so that their membrane permeability is changed. By comparison with substances that bind PKA with a different affinity, it will still be possible to make quantitative statements that define to what degree a PKA-AKAP interaction is necessary to ensure the progression of a physiological process. In particular, the kits of the invention may be used to study this course of the physiological process. It is advantageous here that the molecules according to the invention can be selected such that they bind the RII subunits of the PKA more strongly than the typical PKA binding domains from AKAP, preferably AKAP18, in particular from AKAP18delta. Since selected molecules according to the invention are advantageously RIIalpha or RIIbeta-specific or, for certain RI-subunits, z. For example, the kit provides particularly detailed insights into the interaction of these molecules. The decoupling with one or the other regulatory subunit of the PKA from AKAP proteins can in particular give information on which PKA, type IIalpha or type IIbeta or the type I, are involved in the particular process under investigation.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von pharmazeutischen Mitteln, welches folgende Schritte umfasst:The invention also relates to a process for the preparation of pharmaceutical agents, which comprises the following steps:
(a) Bereitstellung eines erfindungsgemäßen Entkopplers, bevorzugt als eine Leitstruktur,(a) provision of a decoupler according to the invention, preferably as a lead structure,
(b) chemische Modifikation der Leitstruktur, bevorzugt mittels eines kombinatorischen und/oder strukturbasierten Wirkstoffdesigns, wobei Substanzen gewonnen werden und gegebenenfalls(B) chemical modification of the lead structure, preferably by means of a combinatorial and / or structure-based drug design, wherein substances are recovered and optionally
(c) Testung der Substanzen auf ihre Fähigkeit der Beeinflussung der AKAP-PKA-Wechselwirkung und gegebenenfalls(c) testing the substances for their ability to affect the AKAP-PKA interaction, and optionally
(d) Auswahl geeigneter Substanzen als pharmazeutische Mittel. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung um- fasst dieses Verfahren auch die Formulierung der getesteten Substanzen in einer pharmazeutisch akzeptablen Form.(d) Selection of suitable substances as pharmaceutical agents. In a preferred embodiment of the invention, this method also encompasses the formulation of the tested substances in a pharmaceutically acceptable form.
Die Erfindung betrifft auch das unmittelbar mit diesem Verfahren gewonnene Verfahrensprodukt.The invention also relates to the process product obtained directly by this process.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen nä- her erläutert werden, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein. Die erfindungsgemäßen Inhibitoren bzw. Entkopp- ler modulieren die Wechselwirkung von AKAP und PKA. Exemplarisch soll im Folgenden die Erfindung anhand weniger ausgewählter näher beschrieben werden.In the following, the invention will be explained in more detail by means of examples, without being limited to these examples. The inhibitors or decouplers according to the invention modulate the interaction of AKAP and PKA. By way of example, the invention will be described in more detail below with reference to a few selected ones.
1. Material und Methoden1. Material and methods
Die verwendeten Reagenzien und Chemikalien stammen, falls nicht anders angegeben, von den Firmen Merck (Darmstadt) , Sigma (Deisenhofen) oder Carl Roth (Karlsruhe) .The reagents and chemicals used, unless otherwise stated, come from Merck (Darmstadt), Sigma (Deisenhofen) or Carl Roth (Karlsruhe).
1.1 Medien und Puffer1.1 Media and buffers
Luria-Bertani (LB) -Medium 10 g/l Trypton 10 g/l NaCl 5 g/l Hefeextrakt pH 7,0Luria-Bertani (LB) medium 10 g / l tryptone 10 g / l NaCl 5 g / l yeast extract pH 7.0
Die Lösung wurde nach intensivem Rühren autoklaviert .The solution was autoclaved after intensive stirring.
LB-AgarLB agar
Zu LB-Medium wurden 15 g/l Agar-Agar zugesetzt und dann autoklaviert .To LB medium, 15 g / L agar-agar was added and then autoclaved.
Für die Präparation von Agarplatten wurde der LB-Agar in einem Mikrowellenherd erhitzt, bis alle festen Partikel gelöst waren. Nach Abkühlen auf 40 0C wurde das benötigte Antibiotikum zugesetzt und die Lösung in Platten gegossen.For the preparation of agar plates, the LB agar was heated in a microwave oven until all solid particles were dissolved. After cooling to 40 ° C., the required antibiotic was added and the solution poured into plates.
Ampicillinampicillin
Ampicillin ist ein Penicillinderivat und verhindert die Zellwandsynthese in proliferierenden Bakterien. Es wurde als Stammlösung (100 mg/ml) bei -20 0C gelagert und kurz vor Gebrauch auf eine Konzentration von 100 μg/ml in LB-Agar bzw. LB-Medium verdünnt.Ampicillin is a penicillin derivative and prevents cell wall synthesis in proliferating bacteria. It was (mg / ml 100) stored as a stock solution at -20 0 C, just before use to a concentration of 100 ug / ml in LB agar or LB medium diluted.
2Ox Tris-Essigsäure-Ethylendiamintetraacetat (EDTA)- Puffer (TAE)2Ox tris-acetic acid-ethylenediaminetetraacetate (EDTA) - buffer (TAE)
242 g Tris (hydroxymethyl) -aminomethan (Tris) in 0,5 1242 g of tris (hydroxymethyl) aminomethane (Tris) in 0.5 l
H2OH 2 O
40 ml 0,5 M EDTA pH 8 22,8 ml Essigsäure ad 1 1 H2O40 ml of 0.5 M EDTA pH 8 22.8 ml of acetic acid ad 1 1 H 2 O.
Ethidiumbromid-LösungEthidium bromide solution
1 g Ethidiumbromid 100 ml H2O1 g ethidium bromide 100 ml H 2 O
βx Desoxyribonukleinsäure (DNA) -Probenpuffer 250 mg Bromphenolblau 250 mg Xylencyanol 33 ml 150 mM Tris-HCl pH 7,6 60 ml Glycerin 7 ml H2O Isopropyl-beta-D-thiogalactosid (IPTG) -Lösung 1,79 g IPTG 50 ml H2Oβx deoxyribonucleic acid (DNA) sample buffer 250 mg bromophenol blue 250 mg xylene cyanol 33 ml 150 mM Tris-HCl pH 7.6 60 ml glycerol 7 ml H 2 O Isopropyl-beta-D-thiogalactoside (IPTG) solution 1.79 g IPTG 50 ml H 2 O
Phosphate-buffered saline (PBS) 28,5 g Na2HPO4 2 H2O 5,5 g NaH2PO4 H2O 164 g NaCl ad 1 1 H2OPhosphate-buffered saline (PBS) 28.5 g Na 2 HPO 4 2 H 2 O 5.5 g NaH 2 PO 4 H 2 O 164 g NaCl ad 1 H 2 O
Proteaseinhibitoren-MixProtease inhibitors mix
1,4 μg/μl Trasylol (Aprotinin) 0,5 mM Benzamidin 3,2 μg/μl Sojabohnen-Trypsin-Inhibitor (STI)1.4 μg / μl trasylol (aprotinin) 0.5 mM benzamidine 3.2 μg / μl soybean trypsin inhibitor (STI)
Phenylmethylsulfonylfluorid (PMSF) -Lösung (40 mM)Phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) solution (40 mM)
14 mg PMSF14 mg PMSF
2 ml Ethanol2 ml of ethanol
Dithiothreitol (DTT) -Stammlösung (0,5 M)Dithiothreitol (DTT) stock solution (0.5 M)
771 mg DTT771 mg DTT
10 ml H2O10 ml H 2 O
Lysepufferlysis buffer
PBSPBS
Proteaseinhibitoren-Mix (1:125)Protease Inhibitor Mix (1: 125)
PMSF-Lösung (1:80)PMSF solution (1:80)
DTT-Stammlösung (1:100)DTT stock solution (1: 100)
Lysozym-LösungLysozyme solution
10 mg Lysozym 10 ml H2O10 mg lysozyme 10 ml H 2 O
Glutathion-ElutionspufferGlutathione elution buffer
40 mM reduziertes Glutathion 200 mM NaCl40 mM reduced glutathione 200 mM NaCl
0,2 % Tween 200.2% Tween 20
100 mM Tris-HCl pH 8,5100 mM Tris-HCl pH 8.5
Natriumdodecylsulfat (SDS) -Probenpuffer 100 mM Tris-HCl pH 6,8Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) Sample Buffer 100 mM Tris-HCl pH 6.8
4 % SDS4% SDS
20 % Glycerin 10 % beta-Mercaptoethanol 0,02 % Bromphenolblau 30 mM DTT20% glycerol 10% beta-mercaptoethanol 0.02% bromophenol blue 30 mM DTT
Trenngel (10 %) ; die angegebenen Mengen reichen für zwei Gele:Separating gel (10%); the indicated amounts are sufficient for two gels:
3,75 ml Acrylamid 30 % mit Bisacrylamid 0,8 % 5,625 ml Tris-HCl 0,75 M, pH 8,83.75 ml of acrylamide 30% with bisacrylamide 0.8% 5.625 ml of Tris-HCl 0.75 M, pH 8.8
56,5 μl SDS 20 %56.5 μl SDS 20%
2,5 ml H2O2.5 ml H 2 O
79 μl Ammoniumperoxodisulfat (APS) 10 %79 μl ammonium peroxodisulfate (APS) 10%
5,65 μl N, N, N1 ,N ' -Tetramethylethylendiamin (TEMED)5.65 ul N, N, N 1, N 'tetramethylethylenediamine (TEMED)
Sammelgel; die angegebenen Mengen reichen für zwei Gele:stacking; the indicated amounts are sufficient for two gels:
835 μl Acrylamid 30 % mit Bisacrylamid 0,8 %835 μl acrylamide 30% with bisacrylamide 0.8%
625 μl Tris-HCl 0,625 M, pH 6,8625 μl Tris-HCl 0.625 M, pH 6.8
25 μl SDS 20 % 3,5 ml H2O25 μl SDS 20% 3.5 ml H 2 O
25 μl APS 10 %25 μl of APS 10%
5 μl TEMED SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (PAGE) -Laufpuffer 250 mM Glycin 25 mM Tris 0,1 % SDS5 μl TEMED SDS polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) running buffer 250 mM glycine 25 mM Tris 0.1% SDS
Coomassie-FärbelösungCoomassie staining solution
2 g Coomassie-Brillantblau G 250 75 ml Essigsäure 500 ml Methanol ad 1 1 H2O2 g Coomassie Brilliant Blue G 250 75 ml acetic acid 500 ml methanol ad 1 1 H 2 O
Entfärbelösungdestaining
75 ml Essigsäure 100 ml Ethanol ad 1 1 H2O75 ml of acetic acid 100 ml of ethanol ad 1 1 H 2 O.
Semi-dry-TransferpufferSemi-dry transfer buffer
25 mM Tris 190 mM Glycin25 mM Tris 190 mM glycine
20 % Methanol20% methanol
Tris-buffered saline (TBS) 10 mM Tris-HCl pH 8,0 150 mM NaClTris-buffered saline (TBS) 10mM Tris-HCl pH 8.0 150mM NaCl
TBS-Tween 20 (TBST) wie TBS, mit 0,01 % Tween 20TBS-Tween 20 (TBST) as TBS, with 0.01% Tween 20
Ponceau S-FärbelösungPonceau S staining solution
2 g Ponceau S 30 g Trichloressigsäure 30 g SuIfosalicylsäure 100 ml H2O2 g Ponceau S 30 g trichloroacetic acid 30 g sulfosalicylic acid 100 ml H 2 O
BlottoBlotto
50 g/l Magermilchpulver in TBST50 g / l skimmed milk powder in TBST
Bradford-Reagenz 100 mg Coomassie-Brillantblau G 250Bradford Reagent 100 mg Coomassie Brilliant Blue G 250
50 ml Ethanol, unvergällt50 ml ethanol, undegraded
800 ml H2O800 ml H 2 O
Lösung über Nacht stehen lassen, dann 100 ml Phosphorsäure dazugeben ad 1 1 H2OLet solution stand overnight, then add 100 ml of phosphoric acid ad 1 1 H 2 O.
Die Lösung wurde geschüttelt und filtriert,The solution was shaken and filtered,
Bindepuffer 80 μl Proteaseinhibitoren-Mix 125 μl PMSF-Lösung 20 μl DTT-Stammlösung 0,5 M ad 10 ml PBSBinding buffer 80 μl Protease inhibitor mix 125 μl PMSF solution 20 μl DTT stock solution 0.5 M ad 10 ml PBS
Blockierlösungblocking solution
150 mg Magermilchpulver150 mg skimmed milk powder
100 μl 0,5 M DTT-Stammlösung100 μl of 0.5 M DTT stock solution
0,05 % Tween-200.05% Tween-20
625 μl PMSF-Lösung 400 μl Proteaseinhibitoren-Mix ad 50 ml PBS PBST625 μl PMSF solution 400 μl protease inhibitor mix ad 50 ml PBS PBST
0,05 % Tween 20 in PBS0.05% Tween 20 in PBS
1.2 Transformation kompetenter Bakterien mit Plasmid-DNA1.2 Transformation of competent bacteria with plasmid DNA
Für die Transformation wurden kompetente E. coli-Zellen des Stammes BL21 (DE3) nach der Methode von Cohen und Wang hergestellt.For the transformation, competent E. coli cells of the strain BL21 (DE3) were prepared by the method of Cohen and Wang.
Die bei -80 °C gelagerten Bakterien wurden auf Eis aufgetaut, und es wurden 2 ng der zu transformierenden Plasmid-DNA zu 50 μl Bakteriensuspension gegeben. Nach 30 min Inkubation auf Eis wurden die Zellen zur Aufnahme der Plasmid-DNA für 45 s einem Hitzeschock von 42 °C ausgesetzt. Anschließend wurde sofort 250 μl auf 37 °C vorgewärmtes LB-Medium zugegeben und die Zellen für 1 h bei 37 0C geschüttelt, damit diese die von dem Plasmid kodierte Antibiotikum-Resistenz exprimieren konnten. Von der Zellsuspension wurden dann 30 μl abgenommen und auf antibiotikumhaltigem LB-Agar ausplattiert; der Rest wurde 1 min bei 8000 x g zentrifugiert , in 100 μl Medium resuspendiert und ebenfalls ausplattiert. Die Agarplatten wurden bei 37 °C über Nacht inkubiert. Am nächsten Tag wurden die Kolonien gezählt, um die Transformationseffizienz zu quantifizieren.The bacteria stored at -80 ° C were thawed on ice and 2 ng of the plasmid DNA to be transformed was added to 50 μl of bacterial suspension. After incubation on ice for 30 minutes, the cells were exposed to a heat shock of 42 ° C for 45 seconds to collect the plasmid DNA. Immediately afterwards 250 ul of pre-warmed to 37 ° C was LB medium was added and the cells shaken for 1 h at 37 0 C so that it could express the encoded by the plasmid antibiotic resistance. From the cell suspension then 30 .mu.l were removed and plated on antibiotic-containing LB agar; the residue was centrifuged at 8000 xg for 1 min, resuspended in 100 μl of medium and also plated out. The agar plates were incubated at 37 ° C overnight. The next day, the colonies were counted to quantify the transformation efficiency.
1.3 Plasmid-DNA-Präparation1.3 Plasmid DNA preparation
Für die Expression von GST-Fusionsproteinen wurde das pGEX-4T3-Plasmid (Fig. 1) mit der hineinklonierten, pro- teinkodierenden Sequenz verwendet. Mithilfe eines solchen Vektors kann Fremd-DNA in Bakterienzellen eingebracht werden, und die Plasmid-DNA kann, z. B. zu Kontrollzwecken, auch wieder aus den Zellen isoliert werden. Um 5-10 μg Plasmid-DNA aus E. coli zu isolieren, wurden 2-3 ml LB-Medium mit dem entsprechenden Antibiotikum mit Einzelkolonien von Agarplatten inokuliert. Die Kulturen wurden bei 37 0C über Nacht unter Schütteln inkubiert. Die Zellen wurden bei 13000 x g zentrifugiert, und der Überstand wurde möglichst vollständig verworfen.For the expression of GST fusion proteins, the pGEX-4T3 plasmid (Figure 1) with the cloned, pro- teinkoding sequence used. By means of such a vector, foreign DNA can be introduced into bacterial cells, and the plasmid DNA can, for. B. for control purposes, also be isolated from the cells again. To isolate 5-10 μg of plasmid DNA from E. coli, 2-3 ml of LB medium were inoculated with the appropriate antibiotic with single colonies of agar plates. The cultures were incubated at 37 0 C overnight with shaking. The cells were centrifuged at 13,000 xg and the supernatant was discarded as completely as possible.
Die Plasmidisolierung aus den Bakterien-Sedimenten wurde entsprechend dem Plasmid-Minipräparationsprotokoll des QIAprep Spin Miniprep Kit (Qiagen GmbH, Hilden) durchgeführt. Die Zellen wurden dabei in alkalischem Lysepuffer Iy- siert, um Proteine und proteinassoziierte chromosomale DNA zu entfernen. Die lösliche Plasmid-DNA wurde in Gegenwart einer hochkonzentrierten Salzlösung an Silicagel (in einer Säule) gebunden, gewaschen, und schließlich mithilfe einer niedrig konzentrierten Salzlösung eluiert. Die isolierte Plasmid-DNA wurde mittels Restriktionsendo- nuklease-Verdau und nachfolgender Agarose-Gel- elektrophorese analysiert.The plasmid isolation from the bacterial sediments was carried out according to the plasmid minipreparation protocol of the QIAprep Spin Miniprep Kit (Qiagen GmbH, Hilden). The cells were then lysed in alkaline lysis buffer to remove proteins and protein-associated chromosomal DNA. The soluble plasmid DNA was bound to silica gel (in a column) in the presence of a highly concentrated saline solution, washed, and finally eluted using a low concentration saline solution. The isolated plasmid DNA was analyzed by restriction endonuclease digestion followed by agarose gel electrophoresis.
1.4 DNA-Restriktion1.4 DNA restriction
Restriktionsendonukleasen wie EcoRI (isoliert aus E. coli) schneiden DNA an spezifischen Stellen, die durch die Sequenz definiert sind. Die Enzyme erkennen diese Sequen- zen, binden und schneiden die DNA hydrolytisch. Mikroorganismen wie E. coli besitzen Restriktionsendonukleasen, um fremde DNA zu degradieren. Die Unterscheidung zwischen eigener und fremder DNA wird durch unterschiedliche Me- thylierungsmuster der DNA ermöglicht.Restriction endonucleases such as EcoRI (isolated from E. coli) cut DNA at specific sites defined by the sequence. The enzymes recognize these sequences, bind and cut the DNA hydrolytically. Microorganisms such as E. coli have restriction endonucleases to degrade foreign DNA. The distinction between own and foreign DNA is made possible by different methylation patterns of the DNA.
Die von verschiedenen Herstellern (New England BioLabs (NEB), Beverly, USA; Fermentas GmbH, St. Leon-Rot; In- vitrogen GmbH, Karlsruhe) bezogenen Endonukleasen wurden entsprechend den Angaben der Hersteller verwendet. DNA-Restriktionen (Behandlung mit Restriktionsendonuklea- sen) wurden normalerweise für 1 h bei 37 0C durchgeführt. Ein typischer Reaktionsansatz enthielt 5 μg DNA, 1 μl 10x Enzym-Puffer und 0,5 μl Enyzmlösung und wurde auf ein Endvolumen von 10 μl mit sterilem Wasser aufgefüllt. Nach der Inkubation wurde der gesamte Reaktionsansatz mittels Agarose-Gelelektrophorese analysiert.The endonucleases obtained from various manufacturers (New England BioLabs (NEB), Beverly, USA, Fermentas GmbH, St. Leon-Rot, Vitrogener GmbH, Karlsruhe) were used according to the manufacturer's instructions. DNA restriction (treatment with restriction endonucleases) was normally carried out at 37 ° C. for 1 h. A typical reaction mixture contained 5 μg of DNA, 1 μl of 10x enzyme buffer and 0.5 μl of enzyme solution and was made up to a final volume of 10 μl with sterile water. After incubation, the entire reaction was analyzed by agarose gel electrophoresis.
1.5 Agarose-Gelelektrophorese1.5 Agarose gel electrophoresis
Bei einer Elektrophorese werden Moleküle nach ihrer Größe und elektrischen Ladung in einem Gel durch Anlegen einer elektrischen Spannung getrennt. Es wurden 1 %ige Agarosegele verwendet. Zur Herstellung wurde 1 % feste Agarose In TAE-Puffer gegeben und durch Aufkochen in einem Mikrowellenherd in Lösung gebracht. Die klare Lösung wurde auf 45 0C abgekühlt, und pro 100 ml Agaroselösung wurden 5 μl Ethidiumbromidlösung (EtBr) zugesetzt.In electrophoresis, molecules are separated according to their size and electrical charge in a gel by applying an electrical voltage. 1% agarose gels were used. For preparation, 1% solid agarose was added to TAE buffer and solubilized by boiling in a microwave oven. The solution was clear cooled to 45 0 C, and per 100 ml agarose solution 5 ul of ethidium bromide (EtBr) was added.
EtBr interkaliert in die Basen der Nukleinsäuren und ermöglicht deren Detektion unter UV-Licht. Die EtBr- Fluoreszenz wird durch die delokalisierten pi- Elektronensysteme der Purin- und Pyrimidinbasen der DNA, zwischen denen sich EtBr einlagert, verstärkt.EtBr intercalates into the bases of the nucleic acids and allows their detection under UV light. EtBr fluorescence is enhanced by the delocalized pi-electron systems of the purine and pyrimidine bases of the DNA, between which EtBr inserts.
Das flüssige Gel wurde dann in eine Plastikform gegossen, in der es auskühlen und polymerisieren konnte. Die zu untersuchenden DNA-Proben wurden mit Probenpuffer, der TAE, Glycerin und Bromphenolblau enthielt, versetzt. Glycerin erhöhte die Dichte der Lösung, so dass sie leichter in die Geltaschen hineinlief und dort verblieb. Bromphenolblau ermöglichte die Visualisierung der Probe. Um die Größe der DNA-Fragmente in der Probe zu bestimmen, wurden 5 μl eines DNA-Molekulargewichtsstandards mit DNA- Fragmenten definierter Größe in einer Bahn pro Gel mitanalysiert (HyperLadder I, Bioline GmbH, Luckenwalde; Fig. 2) .The liquid gel was then poured into a plastic mold where it could cool and polymerize. The DNA samples to be tested were spiked with sample buffer containing TAE, glycerol and bromophenol blue. Glycerol increased the density of the solution, making it easier to run into and stay in the gel pockets. Bromphenol blue allowed the visualization of the sample. In order to determine the size of the DNA fragments in the sample, 5 μl of a DNA molecular weight standard were analyzed with DNA fragments of defined size in one lane per gel (HyperLadder I, Bioline GmbH, Luckenwalde, Fig. 2).
Die Elektrophorese wurde bei einer Spannung von 120 V für 30 min durchgeführt. Danach wurden die Gele mit dem Lu- milmager Fl von Boehringer Mannheim fotografiert und mit der zugehörigen Lumi Analyst 3.0-Software analysiert.The electrophoresis was carried out at a voltage of 120 V for 30 minutes. The gels were then photographed with Boehringer Mannheim's Lillimager Fl and analyzed with the associated Lumi Analyst 3.0 software.
1.6 Expression und Aufreinigung von GST-Fusionsproteinen1.6 Expression and Purification of GST Fusion Proteins
150 ml ampicillinhaltiges LB-Medium wurden mit E. coli- Zellen eines transformierten Klons von einer Agarplatte angeimpft. Die Kulturlösung wurde bei 30 0C über Nacht (ÜN) inkubiert. (Bei 37 0C vermehren sich die Zellen zu schnell, so dass am nächsten Tag die Kultur bereits die logarithmische Phase des Wachstums überschritten hat; außerdem führt die höhere Inkubationstemperatur zu stärke- rer Basal-Expression des Fusionsproteins. Dies kann durch Bildung von unlöslichen Einschlusskörpern (ϊnclusion bo- dies) die Aufreinigung erschweren.)150 ml of ampicillin-containing LB medium were inoculated with E. coli cells of a transformed clone from an agar plate. The culture solution was incubated at 30 0 C overnight (overnight). (At 37 ° C, the cells proliferate too fast, so the next day the culture has already passed the logarithmic phase of growth, and the higher incubation temperature leads to stronger basal expression of the fusion protein, which can be due to the formation of insoluble inclusion bodies (ϊnclusion bo-this) make the purification more difficult.)
Am nächsten Tag wurden 20 ml der Übernachtkultur in 500 ml frisches, ampicillinhaltiges LB-Medium übertragen. Während der Inkubation bei 37 0C wurde die Vermehrung der Bakterien über Messungen der optischen Dichte (OD) bei 600 nm kontrolliert. Nach Erreichen einer OD60O von ca. 0,6 - dann befinden sich die Bakterien in der logarithmischen Wachstumsphase, in der die Proteinexpression maximal ist - wurde die Expression des Glutathion-S- Transferase (GST) -Fusionsproteins durch Zusatz von IPTG in einer Endkonzentration von 1,5 mM induziert. IPTG ist ein synthetischer Induktor des lac-Operons. Es bindet an den Repressor und inhibiert so dessen Bindung an die DNA. Nach Inkubation bei 37 0C für 30 min wurden die Bakterien durch Zentrifugation für 10 min bei 5000 x g und 4 0C se- dimentiert.The next day, 20 ml of the overnight culture were transferred to 500 ml of fresh, ampicillin-containing LB medium. During the incubation at 37 ° C., the multiplication of the bacteria was monitored by means of measurements of the optical density (OD) at 600 nm. After reaching an OD 60O of approx. 0.6 - then the bacteria are in the logarithmic growth phase, in which the protein expression is maximal - the expression of the glutathione S-transferase (GST) fusion protein was induced by addition of IPTG in a final concentration of 1.5 mM. IPTG is a synthetic inducer of the lac operon. It binds to the repressor and thus inhibits its binding to the DNA. After incubation at 37 0 C for 30 min, the bacteria were collected by centrifugation xg for 10 min at 5000 and 4 0 C se- dimentiert.
Ab hier wurden alle weiteren Aufreinigungsschritte auf Eis durchgeführt, um die Aktivität von Proteasen niedrig zu halten. Das Sediment wurde in 30 ml kaltem Lysepuffer resuspendiert und DTT in einer Endkonzentration von 5 mM zugesetzt. Die Zellsuspension wurde dreimal mit der French Pressure Cell Press („French Press") mechanisch lysiert. Während dieser Behandlung wurden die bakteriellen Zellwände durch den hohen Druck zerstört und so die nachfolgende Lyse der Plasmamembranen durch ein Detergens erleichtert.From here all further purification steps were carried out on ice to keep the activity of proteases low. The sediment was resuspended in 30 ml of cold lysis buffer and added to DTT at a final concentration of 5 mM. The cell suspension was mechanically lysed three times with the French Pressure Cell Press ("French Press") During this treatment, the bacterial cell walls were destroyed by the high pressure, facilitating subsequent lysis of the plasma membranes by a detergent.
Als Detergens wurde Triton X-100 in einer Endkonzentration von 1 % eingesetzt. Um die Plasmamembranen zu lösen und die zytosolischen Proteine in die Lösung freizusetzen, wurde die Suspension für 30 min bei 4 0C leicht ge- schüttelt.The detergent used was Triton X-100 at a final concentration of 1%. In order to solve the plasma membranes and release the cytosolic proteins in the solution, the suspension was for 30 min at 4 0 C slightly shakes overall.
Das so erhaltene Lysat wurde für 10 min bei 17000 x g und 4 °C zentrifugiert, um Zelldebris zu entfernen. Der Über¬ stand enthielt die GST-Fusionsproteine, und um diese auf- zureinigen, wurde er mit 600 μl Glutathion-Sepharose 4B (50 %-Suspension in Lysepuffer; Amersham GmbH & Co. KG, Braunschweig) für 30 min bei Raumtemperatur unter leichtem Schütteln inkubiert. In vivo spielt das Enzym GST eine wichtige Rolle in Entgiftungsreaktionen beispielsweise im Zytosol von Hepato- zyten. Es katalysiert die Reaktion von Glutathion mit verschiedenen elektrophilen, hydrophoben Substraten. In der Proteinaufreinigung bindet das mit dem gewünschten Protein fusionierte GST mit hoher Affinität und hoher Spezifität an Glutathion, welches an Sepharose-beads gekoppelt ist. Sepharose ist ein perlenförmiges, von Agaro- se abgeleitetes Grundmaterial, welches zu einem dreidi- mensionalen Netzwerk verknüpft ist. Aufgrund ihres großen Volumens können die beads und alles, was an sie gebunden hat, durch Zentrifugation bei 500 x g für 5 min sedimen- tiert werden. Alternativ können GST-Fusionsproteine auch mittels Affi- nitätschromatographie über eine mit Glutathion-Sepharose gefüllte Säule gereinigt werden. Diese Anwendung resultiert meist in größerer Reinheit, aber auch in geringerer Ausbeute der Proteine. Das Sepharose-Sediment mit den GST-Fusionsproteinen wurde dann dreimal gewaschen, indem es jeweils in 3 ml Lysepuf- fer resuspendiert und erneut zentrifugiert wurde. Um die aufgereinigten Proteine von der Glutathion- Sepharose zu eluieren, wurde das Pellet mit 300 μl Eluti- onspuffer versetzt und für 10 min bei Raumtemperatur ge- schüttelt. Der Elutionspuffer enthält freies Glutathion im Überschuss und verdrängt so kompetitiv die Glutathion- Sepharose vom GST-Fusionsprotein. Nach Abzentrifugieren bei 500 x g für 5 min wurde der das Fusionsprotein enthaltende Überstand vorsichtig abpipettiert, mit dem glei- chen Volumen Glycerin versetzt, aliquotiert und bei -20 0C gelagert. Glycerin verhindert die Bildung von Eiskristallen, die zur Degradation der Proteine führen (v.a. nach mehreren Einfrier- und Auftauzyklen) . Um den Aufreinigungsprozess kontrollieren zu können, wurden an verschiedenen Stellen der Prozedur Proben genommen und mittels SDS-PAGE (s. u. ) analysiert: vor und nach der Induktion der Proteinsynthese mit IPTG, vor und nach der Zentrifugation des Zelllysats, vor und nach dem Zusatz der Glutathion-Sepharose sowie nach dem Waschen des Sepharose-Sediments .The lysate thus obtained was centrifuged at 17,000 xg and 4 ° C for 10 minutes to remove cell debris. The supernatant contained the GST fusion proteins, and to purify them, it was incubated with 600 μl glutathione-Sepharose 4B (50% suspension in lysis buffer, Amersham GmbH & Co. KG, Braunschweig) for 30 min at room temperature with gentle Shaking incubated. In vivo, the enzyme GST plays an important role in detoxification reactions, for example in the cytosol of hepatocytes. It catalyzes the reaction of glutathione with various electrophilic, hydrophobic substrates. In protein purification, the GST fused to the desired protein binds with high affinity and high specificity to glutathione, which is coupled to Sepharose beads. Sepharose is a pearl-shaped, agarose-derived base material that is linked to a three-dimensional network. Due to their large volume, the beads and anything that has bound to them can be sedimented by centrifugation at 500 xg for 5 min. Alternatively, GST fusion proteins can also be purified by affinity chromatography over a column filled with glutathione-Sepharose. This application usually results in greater purity, but also in lower yield of proteins. The Sepharose sediment with the GST fusion proteins was then washed three times by resuspending each in 3 ml of lysis buffer and recentrifuging. To elute the purified proteins from the glutathione-Sepharose, the pellet was mixed with 300 μl elution buffer and shaken for 10 min at room temperature. The elution buffer contains excess glutathione in excess and thus competitively displaces the glutathione sepharose from the GST fusion protein. After centrifugation at 500 xg for 5 min of the fusion protein containing supernatant was carefully pipetted off, combined with the same volume chen glycerol, aliquoted and stored at -20 0 C. Glycerin prevents the formation of ice crystals, which lead to the degradation of proteins (especially after several freezing and thawing cycles). To control the purification process, samples were taken at various points in the procedure and analyzed by SDS-PAGE (see below): before and after the induction of protein synthesis with IPTG, before and after centrifugation of the cell lysate, before and after addition of glutathione -Sepharose and after washing the Sepharose sediment.
1.7 SDS-PAGE1.7 SDS PAGE
Die Methode zur Analyse der Reinheit und des Molekulargewichtes von Proteinen ist die diskontinuierliche Natrium- dodecylsulfat-Polyacrylamidgelelektrophorese (SDS-PAGE) nach Laemmli.The method for analyzing the purity and the molecular weight of proteins is the Laemmli discontinuous sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE).
Zur Detektion des Molekulargewichtes muss der Einfluss der Ladung und Tertiärstruktur auf die Migrationsgeschwindigkeit der Proteine im Gel eliminiert werden. Dann hängt die (logarithmische) Mobilität der Proteine allein von ihrem Molekulargewicht ab.In order to detect the molecular weight, the influence of the charge and tertiary structure on the migration speed of the proteins in the gel must be eliminated. Then the (logarithmic) mobility of the proteins depends solely on their molecular weight.
Diese Situation kann durch Denaturierung der nativen Proteine mit dem Detergens SDS nahezu erreicht werden. Es führt zur Dissoziation oligomerer Proteine in ihre Untereinheiten. Die negativen Ladungen der SuIfonsäuregruppen von SDS überlagern die Eigenladungen der einzelnen Aminosäureseitenketten und sorgen so für eine einheitlich negative Ladung der Proteine.This situation can be almost achieved by denaturing the native proteins with the detergent SDS. It leads to the dissociation of oligomeric proteins into their subunits. The negative charges of the sulfonic acid groups of SDS overlay the intrinsic charges of the individual amino acid side chains and thus ensure a uniformly negative charge of the proteins.
Disulfidbrücken werden durch DTT und beta-Mercaptoethanol reduziert und gespalten, welche sich neben SDS im Proben- puffer befinden. Die denaturierten Proteine binden SDS gemäß ihrer Größe, also der Länge der Aminosäurekette. Ebenso wie in der Agarose-Gelelektrophorese von Nuklein- säuren wird ein Molekulargewichtsstandard, bestehend aus Proteinen bekannten Molekulargewichts, mit auf das Gel geladen. Dazu wurde der BenchMark protein ladder- Molekulargewichtsstandard benutzt (Fig. 3; Invitrogen GmbH, Karlsruhe) .Disulfide bridges are reduced and cleaved by DTT and beta-mercaptoethanol, which are next to SDS in the sample buffer. The denatured proteins bind SDS according to their size, that is the length of the amino acid chain. As in the agarose gel electrophoresis of nucleic acid acids, a molecular weight standard consisting of proteins of known molecular weight is loaded onto the gel. The BenchMark protein ladder molecular weight standard was used (Figure 3, Invitrogen GmbH, Karlsruhe).
Die SDS-PAGE wird als diskontinuierlich bezeichnet, weil das Gel aus zwei Teilen besteht, einem Sammel- und einem Trenngel. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Porengröße und ihres pH-Wertes. Ein solches diskontinuier- liches System liefert schärfere Banden als ein kontinuierliches und erlaubt daher eine präzisere Bestimmung der Proteingröße und des Molekulargewichts.The SDS-PAGE is referred to as discontinuous because the gel consists of two parts, a collection and a separation gel. They differ with regard to their pore size and their pH. Such a discontinuous system provides sharper bands than a continuous one, thus allowing a more precise determination of protein size and molecular weight.
Sepharose-jbeads mit gebundenen Proteinen können direkt für die SDS-PAGE eingesetzt werden, weil der SDS- Probenpuffer eine hohe Reduktionskraft besitzt, die zur Elution der Proteine von den beads führt.Bound protein-linked sepharose jbeads can be used directly for SDS-PAGE because the SDS sample buffer has a high reducing power that results in the elution of the proteins from the beads.
Das Trenngel wurde mit den in Abschnitt 2.1 genannten Reagenzien hergestellt. Nach dem Zupipettieren von TEMED begann die Polymerisierung, und 3,75 ml der Lösung wurden zwischen Glasplatten, die in eine spezielle Kunststoff- halterung eingespannt worden waren, pipettiert. Anschließend wurde das Gel mit 2-Propanol bedeckt, um Luftblasen zu eliminieren und um Luft vom Gel fernzuhalten (Sauerstoff verhindert die Polymerisierungsreaktion) . Nach vollständiger Polymerisierung wurde das 2-Propanol entfernt und das Sammelgel vorbereitet (s. Abschnitt 1.1). Nach dem Überschichten des Trenngels mit dem Sammelgel wurde der die Probentaschen formende Kamm in die Gellösung eingesetzt. Die Proteinproben wurden durch Kochen in Probenpuffer für 5 min bei 95 C denaturiert. Die Proben wurden kurz zentrifugiert und mithilfe einer Hamilton-Spritze in die Geltaschen transferiert.The separating gel was prepared using the reagents mentioned in Section 2.1. After pipetting TEMED, polymerization began and 3.75 ml of the solution was pipetted between glass plates clamped in a special plastic holder. Subsequently, the gel was covered with 2-propanol to eliminate air bubbles and to keep air from the gel (oxygen prevents the polymerization reaction). After complete polymerization, the 2-propanol was removed and the stacking gel prepared (see Section 1.1). After overlaying the release gel with the collection gel, the comb forming the sample pockets was placed in the gel solution. The protein samples were denatured by boiling in sample buffer for 5 min at 95 ° C. The samples were briefly centrifuged and injected into the. With a Hamilton syringe Transferred gel cakes.
Nach etwa 15 min Elektrophorese bei 90 V erreichten die Proteinproben das Trenngel, und die Spannung wurde für 1,5 h auf 120 V erhöht. Nach Beendigung der Elektrophorese wurden die aufgetrennten Proteine im Gel entweder mit Coomassie-Brillantblau G 250-Lösung gefärbt oder mittels Western Blot-Analyse (s. u.) weiter untersucht. Für die Coomassie-Färbung wurde das Gel für 30-60 min in Coomassie-Färbelösung und anschließend in Entfärbelösung geschüttelt, bis der überschüssige Farbstoff entfernt und der Kontrast zwischen ungefärbtem Gel und gefärbten Proteinen ausreichend stark war. Abschließend wurde mit dem Bio-Rad ChemiDoc EQ und der zugehörgien Software Quantity One ein Foto aufgenommen. 1.8 Western BlotAfter about 15 min of electrophoresis at 90 V, the protein samples reached the separation gel and the voltage was increased to 120 V for 1.5 h. After completion of the electrophoresis, the separated proteins in the gel were either stained with Coomassie brilliant blue G 250 solution or further analyzed by Western blot analysis (see below). For Coomassie staining, the gel was shaken for 30-60 minutes in Coomassie staining solution and then decolorizing solution until the excess stain was removed and the contrast between unstained gel and stained proteins was sufficiently strong. Finally, a photo was taken with the Bio-Rad ChemiDoc EQ and the belonging Software Quantity One. 1.8 Western Blot
Bei einem Western Blot werden nach der Trennung durch SDS-PAGE die Proteine mithilfe elektrischer Spannung auf eine Nitrocellulose- oder Polyvinylidenfluorid (PVDF)- Membran transferiert und mit spezifischen Antikörpern (Ak) detektiert. Nach Bindung der Ak werden überschüssige Ak weggewaschen, und die Membran wird mit einem sekundären Ak inkubiert, welcher spezifisch den primären Ak er- kennt und markiert ist. Die Markierung kann aus radioaktiven Isotopen oder einem Enzym, das eine farbstoffbildende Reaktion katalysiert, bestehen.In a Western blot, after separation by SDS-PAGE, the proteins are transferred by electrical voltage to a nitrocellulose or polyvinylidene fluoride (PVDF) membrane and detected with specific antibodies (Ab). After binding of the Ab, excess Ab are washed away and the membrane is incubated with a secondary Ab which specifically recognizes and is labeled the primary Ab. The label may consist of radioactive isotopes or an enzyme that catalyzes a dye-forming reaction.
Zunächst wurde eine Immobilon P-PVDF-Membran auf die Größe des Gels zurechtgeschnitten, für 15 s mit Ethanol und anschließend für mindestens 5 min mit Semidry- Transferpuffer befeuchtet. Whatman-Filterpapiere wurden ebenfalls auf die richtige Größe zugeschnitten und in Transferpuffer befeuchtet.First, an Immobilon P-PVDF membrane was cut to the size of the gel, wetted with ethanol for 15 seconds and then moistened with Semidry transfer buffer for at least 5 minutes. Whatman filter papers were also tailored to the correct size and in Moisten transfer buffer.
Der Proteintransfer vom Gel auf die Membran wurde mit einer BioRad TransBlot SD Semi Dry Transfer Cell durchgeführt, auf welche 2 Filter, die Membran, das Gel und wie- der 2 Filter geschichtet wurden. Luftblasen wurden entfernt, da sie den Proteintransfer behindern. Nach dem Pipettieren von 4 ml Transferpuffer auf den Stapel wurde die Transferzelle geschlossen, und die Proteine wurden bei 10 V für 1 h auf die Membran transferiert. Anschließend wurden die Proteine auf der Membran mit Pon- ceau S-Lösung angefärbt. Dazu wurde die Membran mit Wasser abgewaschen und für 20 min bei Raumtemperatur in Pon- ceau S-Lösung geschüttelt. Die Banden des Molekulargewichtsstandards wurden mit einem Bleistift nachgezeich- net, und die Membran wurde in Klarsichtfolie eingeschlagen, um mit dem Lumilmager Fl ein Foto aufzunehmen (7 s Belichtung unter Top-Illumination) .Protein transfer from the gel to the membrane was carried out with a BioRad TransBlot SD Semi Dry Transfer Cell onto which 2 filters, the membrane, the gel, and again 2 filters were layered. Air bubbles have been removed as they impede protein transfer. After pipetting 4 ml of transfer buffer onto the stack, the transfer cell was closed and the proteins were transferred to the membrane at 10 V for 1 h. Subsequently, the proteins on the membrane were stained with Ponceau S solution. For this purpose, the membrane was washed off with water and shaken for 20 minutes at room temperature in Ponceau S solution. The bands of the molecular weight standard were traced with a pencil, and the membrane was wrapped in cling film to take a photograph with the Lumilmager Fl (7 s exposure under top illumination).
Vor der Ak-Inkubation müssen die freien Bindungsstellen auf der Membran blockiert werden, da sich sonst große Mengen Ak unspezifisch dort anheften können, die die spezifischen Signale stören. Die Absättigung der Membran wurde mit Schütteln für 1 h in Blotto erreicht. Der primäre A18delta3-Ak war bereits in der Arbeitsgruppe vorhanden. Er war durch Immunisierung von Kaninchen gegen ein Peptid, dessen Sequenz identisch mit den Aminosäuren 60-76 der AKAPlδdelta-Sequenz war, erzeugt worden. Die so erhaltenen Antiseren waren affinitätschromatografisch ü- ber die für die Immunisierung verwendeten Peptide, gekoppelt an Thiopropyl-Sepharose 6B (Amersham GmbH & Co. KG, Braunschweig), aufgereinigt worden. Der A18delta3-Ak bindet sowohl AKAPlδdelta als auch -gamma. Die Ak-Lösung wurde 1:500 in Blotto verdünnt. Um die Men- ge benötigter Ak zu reduzieren, wurden die Membranen in Inkubationsbeuteln mit 3 ml luftblasenfreier Ak-Lösung für 2 h bei Raumtemperatur oder über Nacht bei 4 0C geschüttelt. Nach dreimaligem Waschen mit TBST für 5 min wurden die Membranen für 1 h in einer 1: 100O-Verdünnung der sekundären Ak (anti-Kaninchen-F (ab) 2-Fragmente) in Blotto geschüttelt. Der sekundäre Ak war an Meerrettich-Peroxidase (POD) gekoppelt (Dianova, Hamburg). Die Membranen wurden dreimal für 10 min mit TBST gewaschen, und zur Detektion wurden 4 ml der Lösungen 1 und 2 des LumiLight Western Blotting Substrats (Roche Di- agnostics GmbH, Mannheim) zur Membran gegeben und für 5 min bei Raumtemperatur geschüttelt. In der Detektionslö- sung befindet sich Luminol, welches von der Ak- gekoppelten POD unter Erzeugung von Licht (Chemilumines- zenz) oxidiert wird. Ein Foto der in Klarsichtfolie eingeschlagenen Membran wurde unter der Einstellung Chemilu- minescence (Belichtungszeit 1 min) am Lumilmager Fl auf- genommen.Before the Ak incubation, the free binding sites on the membrane must be blocked, as otherwise large amounts of Ab can adhere unspecifically to disturb the specific signals. The saturation of the membrane was achieved with shaking for 1 h in Blotto. The primary A18delta3-Ab was already present in the workgroup. It was generated by immunizing rabbits against a peptide whose sequence was identical to amino acids 60-76 of the AKAP18delta sequence. The antisera thus obtained had been purified by affinity chromatography via the peptides used for the immunization, coupled to thiopropyl-Sepharose 6B (Amersham GmbH & Co. KG, Braunschweig). The A18delta3-Ab binds both AKAPlδdelta and -gamma. The Ak solution was diluted 1: 500 in Blotto. In order to To reduce the required Ak, the membranes were shaken in incubation bags with 3 ml of air-free Ak solution for 2 h at room temperature or overnight at 4 0 C. After washing three times with TBST for 5 min, the membranes were shaken for 1 h in a 1: 100 O dilution of the secondary Ab (anti-rabbit F (ab) 2 fragments) in Blotto. The secondary Ak was coupled to horseradish peroxidase (POD) (Dianova, Hamburg). The membranes were washed three times with TBST for 10 min and for detection, 4 ml of solutions 1 and 2 of the LumiLight Western Blotting Substrate (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim) were added to the membrane and shaken for 5 min at room temperature. The detection solution contains luminol, which is oxidized by the coupled POD to produce light (chemiluminescence). A photograph of the membrane wrapped in cling film was taken under the setting of chemiluminescence (exposure time 1 min) on the lumi-lager Fl.
1.9 Bradford-Protein-Konzentrationsbestimmung1.9 Bradford Protein Concentration Determination
Für die Bestimmung der Proteinkonzentration in den GIu- tathion-Sepharose-Eluaten ist die Bradford-Methode am besten geeignet, da das hierbei verwendete Chromogen (Coomassie-Brillantblau G 250) nicht an das ebenfalls im Eluat befindliche überschüssige Glutathion bindet, son¬ dern v.a. an kationische und hydrophobe Aminosäureseiten- ketten.For the determination of the protein concentration in the GIu- tathion-Sepharose eluates is the Bradford method best suited as the chromogen used herein (Coomassie brilliant blue G 250) does not bind to the likewise located in the eluate excess glutathione, son ¬ countries va to cationic and hydrophobic amino acid side chains.
Zur Messung wurden 50 μl der proteinhaltigen Probe (verdünntes Eluat) zu 50 μl 2 M NaOH gegeben und für 10 min bei 60 °C inkubiert. Dann wurde 1 ml Bradford-Reagenz zugesetzt, die Probe in eine Küvette transferiert und die Absorption bei 595 nm bestimmt.For the measurement, 50 μl of the protein-containing sample (diluted eluate) were added to 50 μl of 2 M NaOH and incubated for 10 min incubated at 60 ° C. Then 1 ml Bradford reagent was added, the sample transferred to a cuvette and the absorbance at 595 nm determined.
Die Proteinkonzentration wurde durch Vergleich mit einer Eichreihe aus verschiedenen Ovalbumin-Verdünnungen ermittelt.The protein concentration was determined by comparison with a calibration set of different ovalbumin dilutions.
1.10 Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)1.10 Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)
Bei ELISA handelt es sich um eine Methode, bei der ein Antigen mit einem spezifischen Antikörper detektiert wird. Die Detektion erfolgt über ein kovalent mit einem der Bindungspartner verknüpftes Enzym, welches eine Chro- mogenumwandlung katalysiert. Dabei wird quantitativ bei- spielsweise ein Farbstoff oder Chemilumineszenz erzeugtELISA is a method of detecting an antigen with a specific antibody. The detection takes place via an enzyme covalently linked to one of the binding partners, which catalyzes a chromogen conversion. In this case, for example, a dye or chemiluminescence is produced quantitatively
(wie schon für den Western Blot beschrieben) .(as already described for the Western Blot).
Da einer der beiden Bindungspartner immobilisiert ist, ist die Entfernung von nicht gebundenen Antikörpern bzw.Since one of the two binding partners is immobilized, the removal of unbound antibodies or
Antigenen sehr leicht. Die Detektion erfolgt durch Erfas- sung der Intensität (I) der Chemilumineszenz mithilfe eines PhotomultipHers in einem speziellen Lesegerät (ELI- SA-Reader) . Die Messwerte werden in relative light units (RLU) ausgegeben. Im vorliegenden Fall sollte untersucht werden, ob die Bindung eines Proteins (PKA) an ein anderes (AKAP18delta- GST) durch die Gegenwart von kleinen organischen Molekülen inhibiert wird. Daher wurde ein Sandwich-ELISA entwickelt, bei dem die PKA-Untereinheit Rllalpha, an welche AKAP-Proteine binden, an 384-well-Mikrotiterplatten (MTP) gebunden wurde.Antigens very easily. Detection takes place by recording the intensity (I) of the chemiluminescence with the help of a photomultiplier in a special reader (ELISA reader). The measured values are output in relative light units (RLU). In the present case, it should be investigated whether the binding of one protein (PKA) to another (AKAP18delta-GST) is inhibited by the presence of small organic molecules. Therefore, a sandwich ELISA was developed in which the PKA subunit RIIalpha, to which AKAP proteins bind, was bound to 384-well microtiter plates (MTP).
Es wurden weiße MTP aus Polystyrol mit hoher Protein- Bindekapazität verwendet (384 Well White Fiat Bottom Po- lystyrene High Bind Microplate, Produkt-Nr . 3703, Corning GmbH, Wiesbaden) . Die weiße Färbung verbessert die Detek- tion der entstehenden Chemilumineszenz durch Reflexion und verhindert gleichzeitig das Überstrahlen von benach- barten wells. Nach der Bindung wurden freie Bindungsstellen blockiert (s. u.), und das zweite Protein GST- AKAPlδdelta wurde zusammen mit den potenziellen niedermolekularen Inhibitoren bzw. - als Kontrolle - inhibitorischen Peptiden (s. u.) zugegeben. Anschließend erfolgte die Quantifizierung des gebundenen GST-AKAP18delta über Antikörper und Chemilumineszenz. Das Prinzip des ELISA ist in Fig. 4 dargestellt.White MTPs of high protein binding capacity polystyrene were used (384 well white fiat bottom po- lystyrene High Bind Microplate, product no. 3703, Corning GmbH, Wiesbaden). The white color improves the detection of the resulting chemiluminescence by reflection and at the same time prevents the irradiation of neighboring wells. After binding, free binding sites were blocked (see below), and the second protein GST-AKAP18delta was added together with the potential low-molecular-weight inhibitors or-as control-inhibitory peptides (see below). Subsequently, the bound GST-AKAP18delta was quantitated by antibody and chemiluminescence. The principle of the ELISA is shown in FIG.
Als Puffersystem wurde PBS (v. engl, phosphate-buffered saline, pH 7,4) benutzt, um für die verwendeten Proteine einen physiologischen pH-Wert aufrechtzuerhalten. Dem Puffer wurde ein Mix aus Proteaseinhibitoren sowie PMSF als unspezifischer Proteaseinhibitor zugesetzt, um die Degradation der Proteine zu verzögern. Außerdem wurde DTT eingesetzt, um die Proteine vor Oxidation zu schützen. Der Blockierlösung enthielt zusätzlich 0,3 % Magermilchpulver, um mit den enthaltenen Milchproteinen die unspezifischen Bindungsstellen auf den MTP abzusättigen. Für die Etablierung des ELISA, die im Ergebnisteil detailliert beschrieben wird, wurden zusätzlich zu den ge- nannten und in Abschnitt 1.8 (Western Blot) beschriebenen noch weitere Antikörper für den Nachweis von PKA-RIIalpha benötigt: Der kommerziell erhältliche Maus-PKARnaipha~ Antikörper (BD Biosciences, San Jose, USA) und ein anti- Maus-POD-Ak (Dianova, Hamburg) .The buffer system used was PBS (pH: 4, phosphate-buffered saline, pH 7.4) in order to maintain a physiological pH for the proteins used. A mix of protease inhibitors and PMSF as a non-specific protease inhibitor was added to the buffer to delay the degradation of the proteins. In addition, DTT was used to protect the proteins from oxidation. The blocking solution additionally contained 0.3% skimmed milk powder in order to saturate the unspecific binding sites on the MTP with the milk proteins contained. For the establishment of the ELISA, which is described in detail in the results section, in addition to the aforementioned and described in Section 1.8 (Western Blot) still further antibodies for the detection of PKA RIIalpha were needed: The commercially available mouse PKA R n a ipha antibody (BD Biosciences, San Jose, USA) and an anti-mouse POD Ab (Dianova, Hamburg).
1 . 11 Berechnung von Bindungskurven und ICso-Werten Die aus den Experimenten gewonnenen Daten wurden zum Teil mithilfe von GraphPad Prism (GraphPad Software, San Diego, USA) ausgewertet.1 . 11 Calculation of Binding Curves and ICso Values The data obtained from the experiments was partially evaluated using GraphPad Prism (GraphPad Software, San Diego, USA).
Für die Anpassung von Bindungskurven an die Messwerte (s. Ergebnisse) wurde das Eine-Bindungsstelle-Modell [One si- te binding) zugrunde gelegt, welches auf die Bindung von GST-AKAP18delta an Rllalpha zutrifft. Die dazugehörige Formel lauteteThe adaptation of binding curves to the measured values (see results) was based on the one-site binding model, which applies to the binding of GST-AKAP18delta to RIIalpha. The corresponding formula was
Die Messwerte zur ICso-Berechnung wurden an das Eine- Bindungsstelle-Kompetition-Modell {One site competition) angepasst. Dabei wurde festgelegt, dass die untere Asymptote (Bottom) größer als 0,0 sein sollte, um fehlerhafte Anpassungen mit negativen Bindungswerten auszuschließen. Die verwendete Formel lautete The ICso calculation readings were fitted to the one-site competition model. It was determined that the lower asymptote (bottom) should be greater than 0.0 to exclude erroneous adjustments with negative binding values. The formula used was
1.12 Screening- der Substanzbibliothek 1.12 Screening of the substance library
Für das Screening - die systematische, zum Teil automatisierte Suche nach potentiellen Inhibitoren der AKAPlδdelta-RIIalpha-Bindung - wurde die FMP20000- Substanzbibliothek verwendet. Diese enthielt auf 57 MTP mit jeweils 384 wells 20064 verschiedene, kommerziell erhältliche Substanzen (ChemDiv, San Diego, USA) in 10 mM Stammlösungen in DMSO. Die Substanzen der Bibliothek waren nach bestimmten Kriterien ausgewählt worden, die auch auf bisher bekannte pharmakologische Wirkstoffe zutref- fen. Dazu gehören beispielsweise die Lipinski-Regeln (s. a. Diskussion) .The FMP20000 substance library was used for screening - the systematic, in part automated search for potential inhibitors of AKAP18delta-RIIalpha binding. It contained 574 MTP, each with 384 wells 20064 different, commercially available substances (ChemDiv, San Diego, USA) in 10 mM stock solutions in DMSO. The substances of the library were selected according to certain criteria, which also apply to previously known pharmacological agents. These include, for example, the Lipinski rules (see discussion).
Zur Vorbereitung einer MTP für das Screening wurden in 380 wells jeweils 20 μl RIIalpha-Lösung der Konzentration 0,75 ng/μl (in Bindepuffer) mithilfe von elektronisch ge- steuerten 24-Kanalpipetten (Eppendorf) gefüllt. In die restlichen 4 wells wurden jeweils 10 μl AKAPl8delta-GST (8 ng/μl) pipettiert, um eine Positivkontrolle für die Detektion zu erhalten (s. a. MTP-Belegung in Tab. 1.1 und Pipettierschema in Tab. 1.2). Nach dem Zentrifugieren der MTP (1 min bei 2500 x g) wurden die MTP für mind. 1 h beiTo prepare an MTP for the screening, 20 μl of RIIalpha solution with a concentration of 0.75 ng / μl (in binding buffer) were filled in 380 wells using electronically controlled 24-channel pipettes (Eppendorf). 10 μl of AKAP18delta-GST (8 ng / μl) were pipetted into the remaining 4 wells in order to obtain a positive control for detection (see also MTP assignment in Table 1.1 and pipetting scheme in Table 1.2). After centrifugation of the MTP (1 min at 2500 x g), the MTPs were added for at least 1 h
Tab. 1.1: Belegung einer MTP mit Kontrollreaktionen (Spalten 1 und 24) und niedermolekularen Substanzen (2-23). Siehe auch Pipettierschema in Tab. 1.2.Tab. 1.1: Assignment of an MTP with control reactions (columns 1 and 24) and low-molecular substances (2-23). See also pipetting scheme in Tab. 1.2.
Raumtemperatur inkubiert. Nach Entfernen der Proteinlösung durch Abschlagen auf einen Papierstapel wurden für mind. 1 h bei Raumtemperatur die unspezifischen Bindungsstellen mit 100 μl Blockierlösung/well blockiert. Der Blockierlösung wurde mithilfe des automatischen Power Washer 384 (Tecan) entfernt, und alle wells wurden mit TBST gespült. Nach Beendigung des Waschvorgangs wurden eventuell noch vorhandene Lösungsreste auf einem Papierstapel abgeschlagen. Im nächsten Schritt wurden die MTP für das automatisierte Pipettieren der niedermolekularen Substanzen vorbereitet. Es wurden in jedem well 10 μl Blockierlösung vorgelegt bzw. die Kontrollen gemäß dem Pipettierschema (Tab. 1.2) pipettiert. Als Kontrollen dienten Reaktionen ohne Inhi- bitoren, aber mit steigenden AKAP18delta-GST-Mengen (0, 80, 160 ng/well) , sowie mit dem inhibitorischen Peptid L314E und dem Kontrollpeptid 18d-PP (25 nM und 1 μM Endkonzentration) . Die Platten wurden kurz zentrifugiert . Gleichzeitig wurden die Bibliotheks-MTP folgendermaßen für den Pipettiervorgang vorbereitet: Nach dem Auftauen (30 min bei 37 0C) wurde kurz zentrifugiert, um die Lösungen am Plattenboden zu sammeln. Um eventuell vorhandene feste Partikel zu lösen, wurden die Platten für 1 min in ein Ultraschallbad getaucht. An den Platten haftendes Wasser wurde durch fünfminütige Behandlung im Eppendorf Concentrator 5301 bei 30 0C verdunstet, und die Schutzfolie wurde vorsichtig entfernt. Room temperature incubated. After removal of the protein solution by knocking off on a paper stack, the non-specific binding sites were blocked with 100 μl of blocking solution / well for at least 1 h at room temperature. The blocking solution was removed using the automatic Power Washer 384 (Tecan) and all wells were rinsed with TBST. After completion of the washing process, any remaining solvents on a paper stack were knocked off. In the next step, the MTPs were prepared for the automated pipetting of low-molecular substances. 10 μl of blocking solution were initially introduced into each well or the controls were pipetted according to the pipetting scheme (Table 1.2). The controls used were reactions without inhibitors, but with increasing amounts of AKAP18delta GST (0, 80, 160 ng / well), as well as with the inhibitory peptide L314E and the control peptide 18d-PP (25 nM and 1 μM final concentration). The plates were centrifuged briefly. At the same time, the library MTPs were prepared for the pipetting procedure as follows: After thawing (37 ° C. for 30 minutes), centrifugation was carried out briefly to collect the solutions at the bottom of the plate. In order to dissolve any solid particles, the plates were immersed in an ultrasonic bath for 1 min. Water adhering to the plates was evaporated by treatment in the Eppendorf Concentrator 5301 at 30 ° C. for 5 minutes, and the protective film was carefully removed.
Mithilfe der Sciclone ALH 3000 Workstation (Caliper Li- feSciences, Hopkinton, USA) wurden 0,5 μl jedes poten- tiellen niedermolekularen Inhibitors (10 mM Stammlösungen in Dimethylsulfoxid (DMSO) , Endkonzentration 244 μM) von den Bibliotheks-MTP auf die Screening-MTP übertragen. In die Kontrollspalten 1 und 24 wurden dabei jeweils 0,5 μl DMSO übertragen, so dass auch die Kontrollen mit dem gleichen DMSO-Anteil wie die restlichen Proben versetzt wurden. Nach dem Zentrifugieren der Screening-MTP wurde gemäß dem Pipettierschema (Tab. 2.2) AKAP18delta-GST (8 ng/μl in Blockierlösung) zugegeben, zentrifugiert und für mindestens 30 min bei Raumtemperatur inkubiert. Nach dem Entfernen überschüssigen Proteins durch Waschen mit PBST im Power Washer wurde die Menge des in Gegenwart des potenziellen Inhibitors gebundenen AKAPl8delta-GST mithilfe von 20 μl Al8delta3- (1:1000 in Blockierlösung, mindestens 1 h bei Raumtemperatur oder über Nacht bei 4 0C) und 20 μl anti-Kaninchen-POD-Ak (1:3000 in Blockier- lösung, mindestens 15 min bei Raumtemperatur) pro well nachgewiesen. Zwischen den einzelnen Pipettierschritten wurde jedesmal mithilfe des Power Washer mit PBST gewaschen. Die Quantifizierung erfolgte durch Zupipettieren von 20 μl LumiLight Western Blotting-Substrat (Roche) pro well und 5 min Inkubation bei Raumtemperatur. Die erzeugte Chemilumineszenz wurde mit einem Tecan Genios Pro MTP- Lesegerät und der zugehörigen Magellan 5.02 Software er- fasst {Chemiluminescence endpoint measurement, Integrationszeit 10 ms/'well; Tecan Deutschland GmbH, Crailsheim) . Using the Sciclone ALH 3000 Workstation (Caliper Liberties, Hopkinton, USA), 0.5 μl of each potential low molecular weight inhibitor (10 mM stocks in dimethylsulfoxide (DMSO), final concentration 244 μM) was transferred from the library MTP to the screening Transfer MTP. In Control Columns 1 and 24 were each transferred to 0.5 μl of DMSO, so that the controls were also spiked with the same DMSO content as the remaining samples. After centrifuging the screening MTP, according to the pipetting scheme (Table 2.2) AKAP18delta-GST (8 ng / μl in blocking solution) was added, centrifuged and incubated for at least 30 minutes at room temperature. After removal of excess protein by washing with PBST the Power Washer the amount of the bound in the presence of the potential inhibitor AKAPl8delta-GST was determined using 20 ul Al8delta3- (1: 1000 in blocking solution for at least 1 h at room temperature or overnight at 4 0 C ) and 20 μl of anti-rabbit POD-Ab (1: 3000 in blocking solution, at least 15 min at room temperature) per well. Between the individual pipetting steps each time with the help of the Power Washer with PBST was washed. The quantification was carried out by pipetting 20 μl of LumiLight Western blotting substrate (Roche) per well and incubating for 5 min at room temperature. The generated chemiluminescence was measured using a Tecan Genios Pro MTP reader and Magellan 5.02 software {Chemiluminescence endpoint measurement, integration time 10 ms / 'well; Tecan Germany GmbH, Crailsheim).
Tab. 1.2: Pipettierschema für eine MTP des Screening. In den Spalten 1 und 24 befinden sich die Kontrollreaktionen, in 2-23 die Reaktionen mit den niedermolekularen Substanzen.Tab. 1.2: Pipetting scheme for an MTP of the screening. In the columns 1 and 24 are the control reactions, in 2-23 the reactions with the low-molecular substances.
* In 1E/1F/24K/24L: Nach dem Pipettieren der kleinen Moleküle wurden die 10 μl Blockierpuffer durch 20 μl GST-AKAP18delta ersetzt.* In 1E / 1F / 24K / 24L: After pipetting the small molecules, the 10 μl blocking buffer was replaced with 20 μl GST-AKAP18delta.
2. Ergebnisse 2 results
2.1 Die Aufreinigung von rekombinantem AKAPl8delta2.1 Purification of Recombinant AKAP18delta
2.1.1 Das für AKAPl8delta-GST-Fusionsprotein kodierende Plasmid2.1.1 The plasmid encoding AKAP18delta-GST fusion protein
Der für die Expression von GST-Fusionsproteinen geeignete pGEX-4T3-Vektor (Fig. 1) mit der hineinklonierten A- KAPlδdelta-kodierenden Sequenz war bereits in der Ar- beitsgruppe vorhanden. Das 1059 Basenpaare umfassende A- KAPl8delta-cDNA-Fragment befand sich am 3' -Ende der GST- kodierenden Sequenz, so dass sich im exprimierten Protein die GST N-terminal von AKAP18delta befand. Die Richtig- keit der Sequenz war kurz vor Beginn der Arbeit durch Se- quenzierung bestätigt worden.The pGEX-4T3 vector suitable for the expression of GST fusion proteins (FIG. 1) with the A-KAP18delta-coding sequence cloned in was already present in the work group. The 1059 base pair A-KAP18delta cDNA fragment was located at the 3 'end of the GST coding sequence, so that in the expressed protein the GST was N-terminal to AKAP18delta. The correctness of the sequence was confirmed shortly before the work started by sequencing.
Zur Expression wurde das GST-AKAPl8delta-Konstrukt in kompetente BL21-Zellen transformiert. Um die Transformation zu überprüfen, wurde aus vier der erhaltenen Klone die Plasmid-DNA isoliert und mithilfe der Restriktionsen- donukleasen EcoRI und Xhol eine DNA-Restriktion durchgeführt. Da diese Enzyme auch für die Klonierung verwendet worden waren, konnten erwartungsgemäß Fragmente in der Größe des AKAP18delta-Inserts (1,0 kb) und des lineari- sierten pGEX-Vektors (4,9 kb) in einer Agarose- Gelelektrophorese nachgewiesen werden (Fig. 5).For expression, the GST-AKAP18delta construct was transformed into competent BL21 cells. In order to verify the transformation, the plasmid DNA was isolated from four of the clones obtained and a DNA restriction was carried out using the restriction endonucleases EcoRI and Xhol. Since these enzymes were also used for cloning, it was expected that fragments of the size of the AKAP18delta (1.0 kb) insert and the linearized pGEX vector (4.9 kb) could be detected by agarose gel electrophoresis (FIG 5).
2.1.2 Optimierung der Lyse von GST-AKAPl8delta- exprimierenden Bakterien2.1.2 Optimization of lysis of GST-AKAP18delta-expressing bacteria
Bakterien, die mit dem pGEX-AKAP18delta-Vektor transfor- miert worden waren, konnten durch Inkubation in IPTG- haltigem Medium zur Expression des rekombinanten Proteins veranlasst werden. Nach der anschließenden Lyse der Bak- terienzellen wurde das in die Lösung freigesetzte GST- Fusionsprotein an Glutathion-Sepharose gebunden, gewaschen und abschließend mit überschüssigem Glutathion elu- iert. Um eine möglichst hohe Proteinausbeute zu erzielen, wurden ausgehend von einer Standardmethode verschiedene Pa¬ rameter der GST-AKAPl8delta-Aufreinigung variiert. Die auf diese Weise ermittelte Aufreinigungsprozedur wird in Abschnitt 1.6 beschrieben. Für das aufgereinigte, rekombinante GST-AKAPl8delta wurde eine Größe von 75 kDa, für die zu Kontrollzwecken aufgereinigte GST allein von 25 kDa erwartet.Bacteria that had been transformed with the pGEX-AKAP18delta vector could be induced to express the recombinant protein by incubation in IPTG-containing medium. After the subsequent lysis of the Bak cells, the GST fusion protein released into the solution was bound to glutathione-Sepharose, washed and finally eluted with excess glutathione. In order to achieve the highest possible yield of protein, were based on a standard method different Pa ¬ varied parameters of the GST-AKAPl8delta purification. The purification procedure thus determined is described in Section 1.6. For the purified, recombinant GST-AKAP18delta, a size of 75 kDa was expected, for the control purposes purified GST alone of 25 kDa.
Nach der Transformation von kompetenten E. coli-BL21- Zellen mit dem pGEX-AKAPl8delta-Plasmid wurden die Zellen vermehrt, und die Proteinsynthese wurde mit IPTG induziert. Es wurde zunächst untersucht, ob und wie sich die Lyse der Bakterien unter verschiedenen Bedingungen auf die Proteinausbeute auswirkt. Neben Variationen der Standardmethode, der Lyse mit der French Press, wurden Zellen aus der gleichen Induktionskultur auch mit Lysozym und nach DTT-Zusatz lysiert. Es wurden folgende Variationen untersucht:After transformation of competent E. coli BL21 cells with the pGEX-AKAP18delta plasmid, cells were expanded and protein synthesis was induced with IPTG. It was first investigated whether and how the lysis of the bacteria under different conditions on the protein yield. Besides variations of the standard method, lysis with the French Press, cells from the same induction culture were also lysozyme lysed and after DTT addition. The following variations were examined:
einmal mit der French Press once with the French Press
dreimal mit der French Press Zusatz von 5 mM DTT vor einmaliger French Press- Lyse three times with the French Press Addition of 5 mM DTT before a single French Press lysis
30 min bei RT mit Lysozym (1 mg/ml) 30 min at RT with lysozyme (1 mg / ml)
■ 30 min bei 37° C mit Lysozym (1 mg/ml)■ 30 min at 37 ° C with lysozyme (1 mg / ml)
Nach der weiteren Aufreinigungsprozedur und der Bindung an die Glutathion-Sepharose (s. Abschnitt 1.6) wurden von jedem Ansatz 5 μl Beads entnommen und per SDS-PAGE mit nachfolgender Coomassie-Färbung analysiert (Fig. 7) . Als Kontrolle wurden mit einem leeren pGEX-Vektor transformierte Zellen mitgeführt; für diese wurde als Aufreini- gungsprodukt nur die GST erwartet.After the further purification procedure and the binding to the glutathione-Sepharose (see Section 1.6), 5 μl of beads were taken from each batch and analyzed by SDS-PAGE with subsequent Coomassie staining (Figure 7). When Control were carried with cells transformed with an empty pGEX vector; for these, only the GST was expected as a purification product.
Wie aus den Fig. 6A und 6B hervorgeht, konnten Proteine der erwarteten Größen detektiert werden.As can be seen from Figures 6A and 6B, proteins of the expected sizes could be detected.
Der Zusatz von 5 mM DTT zur Zellsuspension vor der Lyse führte zu einer höheren Proteinausbeute (Fig. 6A) . Ein visueller Vergleich der Coomassie-gefärbten Gele zeigte, dass Lysozym weniger effektiv war als die French Press, um die Zellen zu lysieren (Fig. 6A) .The addition of 5 mM DTT to the cell suspension prior to lysis resulted in a higher protein yield (Figure 6A). A visual comparison of the Coomassie stained gels showed that lysozyme was less effective than the French Press to lyse the cells (Figure 6A).
Die höchste Proteinausbeute konnte durch 30 min Inkubation bei Raumtemperatur erzielt werden (Fig. 6B) .The highest protein yield could be achieved by incubation at room temperature for 30 minutes (FIG. 6B).
2.1.3 Die Bindungseffizienz des GST-Fusionsproteins an Glutathion-Sepharose wurde verbessert2.1.3 The binding efficiency of the GST fusion protein to glutathione-Sepharose has been improved
Durch Variation der Inkubationszeit und der Inkubationstemperatur des Zelllysats mit den Sepharose-jbeads wurde versucht, die Effizienz der Bindung von GST-AKAPl8delta an die Glutathion-Sepharose zu optimieren (Fig. 6B) .By varying the incubation time and the incubation temperature of the cell lysate with the Sepharose jbeads, it was attempted to optimize the efficiency of the binding of GST-AKAP18delta to the glutathione-Sepharose (FIG. 6B).
Hierbei konnte gezeigt werden, dass eine Inkubation des Zelllysats bei Raumtemperatur für 30 min die größte Proteinausbeute erbrachte.It could be shown that an incubation of the cell lysate at room temperature for 30 min yielded the highest protein yield.
2.1.4 Die Elutionsbedingungen wurden optimiert2.1.4 The elution conditions have been optimized
Da sich die Elution von GST-AKAP18delta von den Sepharo- se-beads unter den Standardbedingungen als wenig effektiv herausstellte, wurden die Elutionsbedingungen angepasst, um die Proteinausbeute zu maximieren.Since elution of GST-AKAP18delta from the Sepharose beads proved to be less than standard under standard conditions, elution conditions were adjusted to maximize protein yield.
Da Variationen in der Elutionsdauer und -temperatur im Vergleich zu den Herstellerangaben (10 min bei Raumtempe- ratur) nicht zu Verbesserungen führten, wurde die Zusammensetzung des Elutionspuffers verändert. Dessen Zusammensetzung wurde vom Hersteller mit 10 mM Glutathion (GSH) in 50 mM Tris-HCl pH 8,0 empfohlen. Nachdem sich der Zusatz von 100 mM NaCl oder von 0,1 % Triton X-100 als nicht effektivitätssteigernd erwiesen hatte (Fig. 7, A und B), wurde die GSH-Konzentration schrittweise auf 40 mM, die Tris-Ronzentration auf 100 mM, der pH-Wert auf 9,0, und die NaCl-Konzentration auf 200 mM erhöht. Außerdem wurden dem Elutionspuffer noch 0,2 % Tween-20 zugesetzt. Schließlich wurde noch überprüft, ob sich durch mehrfache Elution mehr Protein gewinnen ließ (Fig. 7, C-I). Mittels Western Blot (mit A18delta3- und Peroxidase (POD) -gekoppelten anti-Kaninchen-Ak) wurde das aufgereinigte Protein als GST-AKAP18delta identifiziert. (Fig. 7J) .Since variations in the elution time and temperature compared to the manufacturer's instructions (10 min at Raumtempe- temperature) did not lead to improvements, the composition of the elution buffer was changed. Its composition was recommended by the manufacturer with 10 mM glutathione (GSH) in 50 mM Tris-HCl pH 8.0. After the addition of 100 mM NaCl or 0.1% Triton X-100 had not been found to enhance efficiency (Figures 7, A and B), the GSH concentration gradually increased to 40 mM, the Tris concentration to 100 mM , the pH increased to 9.0, and the NaCl concentration increased to 200 mM. In addition, 0.2% Tween-20 was added to the elution buffer. Finally, it was checked whether more protein could be obtained by repeated elution (FIG. 7, CI). Western blotting (with A18delta3 and peroxidase (POD) -coupled anti-rabbit Ab) identified the purified protein as GST-AKAP18delta. (Fig. 7J).
Die Proteinkonzentration einer vor der Optimierung durchgeführten und für die ELISA-Etablierung verwendeten Auf- reinigung wurde durch Bradford-Ässay bestimmt; sie betrug 0,4 μg/μl.The protein concentration of pre-optimization purified and used for ELISA establishment was determined by Bradford assay; it was 0.4 μg / μl.
Für das Screening wurde eine weitere Aufreinigung des re- kombinanten GST-AKAP18delta-Proteins erforderlich, die unter den optimierten Bedingungen durchgeführt wurde. Die Konzentration des Eluats aus dieser Aufreinigung wurde mithilfe des etablierten ELISA durch Vergleich mit der ersten Aufreinigung ermittelt; sie betrug 8 μg/μl.Screening required further purification of the recombinant GST-AKAP18delta protein, which was performed under the optimized conditions. The concentration of eluate from this purification was determined by the established ELISA by comparison to the first purification; it was 8 μg / μl.
2.2 Etablierung eines ELISA zur Quantifizierung von Pro- tein-Protein-Interaktionen Für die quantitative Detektion der Protein-Protein- Bindung zwischen der Rllalpha-Üntereinheit der PKA und GST-AKAP18delta wurde ein ELISA-basierter Nachweis entwickelt; der für alle anderen AKAP-Proteine und PKA- Untereinheiten entsprechend durch Routineversuche optimiert eingesetzt werden kann.2.2 Establishment of an ELISA for the quantification of protein-protein interactions For the quantitative detection of protein-protein binding between the RIIalpha subunit of PKA and GST-AKAP18delta, ELISA-based detection was developed; which can be used optimally for all other AKAP proteins and PKA subunits by routine experimentation.
Die Vorteile dieser Methode liegen, wie bereits in Abschnitt 1.10 beschrieben, vor allem in der hohen Sensiti- vität und der einfachen Handhabung. Hinzu kommt, dass die benötigten Substanzen bereits etabliert waren und in ausreichenden Mengen zur Verfügung standen. Während der an- ti-Kaninchen-POD-Ak und die Chemilumineszenz-Lösung kommerziell erhältlich waren, wurden der A18delta3-Ak und GST-AKAP18delta selbst produziert (s. o.). Zunächst war die prinzipielle Fragestellung, ob zuerst GST-AKAPl8delta an die Mikrotiterplatten (MTP) gebunden und dann die Bindung von Rllalpha detektiert werden sollte, oder umgekehrt. Da bei ersterem die Sensitivität geringer und der Proteinbedarf höher war, und der benötigte PKaRIIalpha-Antikörper nicht selbst produziert werden konnte, wurde nach den ersten Schritten der Etablierung nur noch die zweite Möglichkeit, also Bindung von Rllalpha an die MTP und dann Nachweis der Bindung von GST-AKAP18delta daran, weiter verfolgt. Folgende wichtige Aspekte waren bei der Entwicklung des Assays zu untersuchen:The advantages of this method are, as already described in Section 1.10, above all in the high sensitivity and ease of use. In addition, the required substances were already established and were available in sufficient quantities. While the anti-rabbit POD-Ab and the chemiluminescent solution were commercially available, the A18delta3-Ab and GST-AKAP18delta were self-produced (see above). First of all, the basic question was whether GST-AKAP18b should first be bound to the microtiter plates (MTP) and then the binding of RIIalpha should be detected, or vice versa. Since sensitivity was lower and protein requirement was higher in the former, and the required PKa RIIalpha antibody could not be self-produced, only the second option, ie binding of RIIalpha to the MTP and then detection of binding, became available after the first steps of establishment from GST-AKAP18delta. The following important aspects were to be investigated during the development of the assay:
• Zusammensetzung von geeignetem Binde- bzw. Blockierpuffer• Composition of suitable binding or blocking buffer
• Menge des an die MTP zu bindenden Rllalpha-Proteins • Menge des GST-AKAP18delta, welches an das plattengebundene Rllalpha bindet • Geeignete Verdünnung der Antikörper für die Detekti- onAmount of RIIalpha protein to be bound to the MTP; amount of GST-AKAP18delta binding to the plate-bound RIIalpha • Appropriate dilution of antibodies for detection
• Einfluss des Lösungsmittels Dimethylsulfoxid (DMSO) auf den ELISA (Peptide und organische Substanzen wurden in DMSO gelöst)• Influence of the solvent dimethyl sulfoxide (DMSO) on the ELISA (peptides and organic substances were dissolved in DMSO)
• Konzentration inhibitorischer Peptide für Kontrollreaktionen• Concentration of inhibitory peptides for control reactions
• Inkubationszeiten für Rllalpha, GST-AKAP18delta, Antikörper und Chemilumineszenz-Detektionslösung • Lagerungsbedingungen für MTP mit gebundenem Protein• Incubation times for RIIalpha, GST-AKAP18delta, antibody and chemiluminescence detection solution • Storage conditions for bound protein MTP
• Detektion der Chemilumineszenz• Detection of chemiluminescence
Im Folgenden wird die Etablierung des ELISA unter Beachtung dieser Aspekte beschrieben. Wenn nicht anders angegeben, wurden bei allen Experimenten der Etablierung Dop- pelbestimmungen durchgeführt, d.h., es wurden jeweils zwei wells mit den gleichen Proteinmengen und unter gleichen- Bedingungen untersucht.The following describes the establishment of the ELISA, taking these aspects into account. Unless otherwise stated, duplicate determinations were made in all the experiments of establishment, that is, two wells each having the same amounts of protein and under the same conditions were examined.
Obwohl für jedes Experiment nur zwei Messungen durchgeführt wurden, wurde für den jeweiligen Mittelwert der Standardfehler berechnet, um ein Maß für die Präzision des Mittelwertes zu erhalten. Die Angaben sollten nicht zur Ermittlung von Signifikanzen herangezogen werden. Die Fehlerindikatoren in den Abbildungen geben den Standardfehler des Mittelwertes an; in manchen Fällen (z. B. Fig. 9A) waren die Standardfehler der Mittelwerte so klein, dass die Indikatoren nicht erkennbar sind.Although only two measurements were made for each experiment, the standard error was calculated for the respective mean to obtain a measure of the precision of the mean. The information should not be used to determine significance. The error indicators in the figures indicate the standard error of the mean; in some cases (eg Fig. 9A) the standard errors of the means were so small that the indicators are not recognizable.
2.2.1 Zum Blockieren freier Bindungsstellen auf MTP ist Magermilch am besten geeignet2.2.1 Skim milk is best suited to block free binding sites on MTP
Es wurden Magermilchpulver, Rinder-Serumalbumin (BSA, v. engl, bovine serum albumin) und BSA, welches speziell für ELISA-Applikationen vorbehandelt wurde (ELISA-BSA) , als Blockierungsreagenzien untersucht (Fig. 8A; es handelt sich hier um Einzelbestimmungen) .Skimmed milk powder, bovine serum albumin (BSA, bovine serum albumin) and BSA, which was specially formulated for ELISA applications pretreated (ELISA-BSA), as blocking reagents examined (Figure 8A, these are individual determinations).
BSA enthält oft Stoffe, die unspezifische Lumineszenz- signale erzeugen, wie auch hier gezeigt werden konnte. Allerdings zeigte auch ELISA-BSA noch beträchtliche unspezifische Signale, während Magermilchpulver so gut wie keine Chemilumineszenz erzeugte. Daher wurde Magermilch¬ pulver in einer Endkonzentration von 0,3 % in Bindepuffer zum Blockieren freier Bindungsstellen auf MTP verwendet.BSA often contains substances which generate nonspecific luminescence signals, as could also be shown here. However, ELISA-BSA still showed considerable nonspecific signals, while skimmed milk powder produced virtually no chemiluminescence. Thus, skimmed milk powder ¬ was used at a final concentration of 0.3% in binding buffer for blocking free binding sites on MTP.
2.2.2 Ein MTP-well lässt sich mit 50 ng PKA-RIIalpha sättigen2.2.2 An MTP-well can be saturated with 50 ng of PKA-RIIalpha
Bindepuffer-Lösungen mit steigender Rllalpha- Konzentration wurden in die wells einer MTP pipettiert. Nach dem Blockieren freier Bindungsstellen mit Magermilchlösung wurden die an die Platten gebundenen Proteinmengen mit dem PKARIIalpha-Ak und dem anti-Maus-POD-Ak de- tektiert. Da die optimalen Antikörper-Konzentrationen noch unbekannt waren, wurde mit Verdünnungen von 1:5000 (PKARIIaipha) und 1:10000 (anti-Maus-POD) gearbeitet. Die gemessenen Chemilumineszenz-Intensitäten wurden gegen die Proteinkonzentration aufgetragen, um festzustellen, ob und wann die Sättigung der wells mit Protein erreicht war (Fig. 8B) .Binding buffer solutions with increasing RIIalpha concentration were pipetted into the wells of a MTP. After blocking free binding sites with skim milk solution , the protein amounts bound to the plates were detected with the PKA RIIalpha- Ab and the anti-mouse POD-Ab. Since the optimal antibody concentrations were still unknown, dilutions of 1: 5000 (PKA RIIa ipha) and 1: 10000 (anti-mouse POD) were used. The measured chemiluminescence intensities were plotted against protein concentration to determine if and when saturation of the wells with protein was achieved (Figure 8B).
Ab 45 ng Rllalpha pro well war die Bindekapazität abgesättigt. Im Folgenden wurden Versuche mit RIIalpha-Mengen von 40 ng/well und 25 ng/well durchgeführt.From 45 ng RIIalpha per well, the binding capacity was saturated. In the following experiments were carried out with RIIalpha amounts of 40 ng / well and 25 ng / well.
2.2.3 Die Chemilumineszenzintensität erreicht bei 200 ng GST-AKAPl8delta pro well ein Maximum 25 ng bzw. 40 ng Rllalpha wurden an die wells von jeweils zwei Reihen einer MTP gebunden. Nach dem Blockieren wurden Blockierpufferlösungen mit steigender GST- AKAPl8delta-Konzentration (zwischen 0 und 200 ng/well) in die wells pipettiert. Diese Versuchsanordnung wird im folgenden als Bindungsreihe bezeichnet. Die Detektion des gebundenen Proteins erfolgte mit A18delta3- und anti- Kaninchen-POD-Ak (1:5000 bzw. 1:10000). Die gemessenen Signalintensitäten wurden gegen die Masse von GST- AKAPl8delta pro well aufgetragen (Fig. 8C) . Es zeigte sich, dass ab 200 ng GST-AKAPl8delta pro well die Bindungskurve nahezu die Sättigung erreichte. Eine erste Auswertung der Messwerte ließ auf einen Wert von 80 ng GST-AKAP18delta pro well zum Erreichen halbmaximaler Sättigung schließen. Bei halbmaximaler Sättigung einer Bindung wird die größtmögliche Sensitivität erreicht. Daher wurden die folgenden Experimente mit einer GST- AKAPlδdelta-Konzentration von 80 ng/well durchgeführt. Eine spätere Auswertung mit der Anpassung des Eine- Bindungsstelle-Modells (s. Abschnitt 1.11) an die Messwerte ist in Fig. 8C gezeigt; hieraus ließ sich auf einen niedrigeren Wert von 50-60 ng GST-AKAP18delta für die halbmaximale Sättigung schließen. Da es keinen nennenswerten Unterschied zwischen den Lumineszenzintensitäten der mit 25 ng Rllalpha und der mit 40 ng Rllalpha beschichteten wells gab, wurden die folgenden Versuche mit 25 ng Rllalpha/well durchgeführt, um Protein einzusparen. Später wurde untersucht, ob für das Screening auch eine RIIalpha-Menge von 15 ng/well ausreichte, um Protein einzusparen (Fig. 9A) . Auch dabei wurde keine Beeinträchti- gung der Lumineszenzintensität festgestellt, so dass das Screening mit dieser Proteinmenge durchgeführt werden konnte.2.2.3 The chemiluminescence intensity reaches a maximum at 200 ng GST-AKAP18 delta per well 25 ng or 40 ng of RIIalpha were bound to the wells of each two rows of an MTP. After blocking, blocking buffer solutions were pipetted into the wells with increasing GST-AKAP18delta concentration (between 0 and 200 ng / well). This test arrangement is referred to below as the bond series. The detection of the bound protein was carried out with A18delta3 and anti-rabbit POD Ab (1: 5000 and 1: 10000, respectively). The measured signal intensities were plotted against the mass of GST-AKAP18delta per well (Figure 8C). It turned out that from 200 ng GST-AKAP18 delta per well, the binding curve almost reached saturation. An initial evaluation of the readings indicated a value of 80 ng GST-AKAP18delta per well to achieve half-maximal saturation. At half maximum saturation of a bond, the highest possible sensitivity is achieved. Therefore, the following experiments were performed with a GST-AKAPδδ concentration of 80 ng / well. A later evaluation with the adaptation of the one-binding-site model (see Section 1.11) to the measured values is shown in FIG. from this, a lower value of 50-60 ng GST-AKAP18delta for the half-maximal saturation could be deduced. Since there was no significant difference between the luminescence intensities of the 25 ng Rllalpha and 40 ng Rllalpha coated wells, the following experiments were performed with 25 ng Rllalpha / well to save protein. It was later investigated whether the screening also required an RIIalpha amount of 15 ng / well to save protein (FIG. 9A). Again, there was no impairment Determination of the luminescence intensity was determined so that the screening with this amount of protein could be performed.
2.2.4 Der A18delta3-Antikörper wurde 1:1000 verdünnt2.2.4 The A18delta3 antibody was diluted 1: 1000
Wie im vorherigen Versuch wurde eine RIIalpha-GST- AKAPlδdelta-Bindungsreihe hergestellt, die dann mit ver¬ schiedenen Verdünnungen des A18delta3-Ak detektiert wurde (Fig. 9B) . Die Verdünnung des anti-Kaninchen-POD-Ak wurde zunächst bei 1:10000 belassen.As in the previous experiment, a RIIalpha-GST AKAPlδdelta binding series was prepared, which is then excreted with ver ¬ dilutions of A18delta3-Pc detected (Fig. 9B). The dilution of the anti-rabbit POD Ab was initially left at 1: 10,000.
Die Bindungskurven zeigten, dass bei einer Verdünnung von 1:5000 nicht alle GST-AKAPl8delta-RIIalpha-Komplexe detektiert werden konnten. Bei einer fünffach höheren Kon- zentration wurden deutlich stärkere Signale erhalten. Da das Hintergrundsignal, also die Lumineszenzintensität bei 0 ng GST-AKAP18delta, gleichzeitig gering blieb, wurde damit auch eine größere Sensitivität erhalten.The binding curves showed that at a dilution of 1: 5000 not all GST-AKAP18delta-RIIalpha complexes could be detected. At a concentration five times higher, significantly stronger signals were obtained. Since the background signal, ie the luminescence intensity at 0 ng GST-AKAP18delta, remained low at the same time, a greater sensitivity was thus also obtained.
2.2.5 Für den sekundären Antikörper ist eine 1:3000- Verdünnung sinnvoll2.2.5 For the secondary antibody, a 1: 3000 dilution is useful
Es wurde der gleiche Versuch wie im vorherigen Abschnitt gemacht, wobei die Verdünnung des primären Al8delta3- An- tikörpers 1:1000 betrug (Fig. 9C). Auch für den anti- Kaninchen-POD-Ak konnte eine Signalintensitäts- und Sen- sitivitätssteigerung festgestellt werden, wenn die Verdünnung von 1:10000 auf 1:3000 verringert wurde. Daher wurden die folgenden Experimente und das Substan- zen-Screening mit den ermittelten Verdünnungen 1:1000 für den A18delta3-Ak und 1:3000 für den anti-Kaninchen-POD-Ak gemacht . 2.2.6 DMSO beeinträchtigt den ELISA nichtThe same experiment was done as in the previous section, with the dilution of the primary Al8delta3 antibody being 1: 1000 (Figure 9C). Also, for the anti-rabbit POD Ab, a signal intensity and sensitivity increase could be detected when the dilution was reduced from 1: 10,000 to 1: 3,000. Therefore, the following experiments and substance screening with the determined dilutions were made 1: 1000 for the A18delta3-Ab and 1: 3000 for the anti-rabbit POD-Ab. 2.2.6 DMSO does not affect the ELISA
Der Einfluss des organischen Lösungsmittels Dimethylsul- foxid (DMSO) auf die Protein-Protein-Bindung bzw. deren Detektion musste untersucht werden, da die als Kontrollen verwendeten inhibitorischen Peptide L314E und Ht31 wie auch die Substanzbibliothek; selbst in DMSO gelöst waren. In einem ersten Versuch wurde der Einfluss von 1 % DMSO bezogen auf das Gesamt-Reaktionsvolumen (von 20 μl) getestet, wobei gleichzeitig noch einmal verschiedene sekundäre Ak-Verdünnungen und GST-AKAP18delta- Konzentrationen eingesetzt wurden (Fig. 10A). Hierbei zeigte sich, dass DMSO keinen wesentlichen Einfluss auf die Ergebnisse hatte; die zuvor erhaltenen Ergebnisse für die verschiedenen GST-AKAP18delta-Konzentrationen und Ak- Verdünnungen konnten bestätigt werden.The influence of the organic solvent dimethylsulphoxide (DMSO) on the protein-protein binding or its detection had to be investigated, since the inhibitory peptides L314E and Ht31 used as controls as well as the substance library; even in DMSO were solved. In a first experiment, the effect of 1% DMSO relative to the total reaction volume (of 20 μl) was tested, again using different secondary Ak dilutions and GST-AKAP18delta concentrations simultaneously (Figure 10A). This showed that DMSO had no significant influence on the results; The previously obtained results for the different GST-AKAP18delta concentrations and Ak dilutions could be confirmed.
In einem weiteren Experiment, in dem zu konstanten RII- alpha- und GST-AKAP18delta-Mengen steigende DMSO- Konzentrationen von bis zu 2,5 % gegeben wurden (Fig. 10B), wurde das erhaltene Signal nur leicht verringert. Im Screening betrug die maximale DMSO-Konzentration ebenfalls 2,5 %. In einem Kontrollexperiment wurde das an die MTP gebunde- ne Rllalpha mittels PKARIIaipha- und anti-Maus-POD-Ak de- tektiert (Fig. 1OA, vorletzter Wert) .In a further experiment in which increasing DMSO concentrations of up to 2.5% were added to constant RII-alpha and GST-AKAP18delta levels (Figure 10B), the signal obtained was only slightly reduced. In the screening, the maximum DMSO concentration was also 2.5%. In a control experiment, the RIIalpha bound to the MTP was detected by means of PKA RIIa pha and anti-mouse POD-Ab (FIG. 10A, penultimate value).
In einer weiteren Kontrolle (ebenfalls Fig. 1OA, letzter Wert) wurde kein Rllalpha an die Platte gebunden und der restliche Assay wie bekannt durchgeführt. Überraschend wurde hier eine hohe Chemilumineszenz-Intensität gemessen, sodass sich die Frage stellte, ob die gemessenen Signale überhaupt die Menge des gebundenen GST- AKAP18delta widerspiegelten. Zur Überprüfung wurde ein weiteres Experiment (s. nächster Abschnitt) durchgeführt.In another control (also Fig. 10A, last value) no RIIalpha was bound to the plate and the remaining assay was performed as known. Surprisingly, a high chemiluminescence intensity was measured here, so that the question arose whether the measured signals at all the amount of bound GST- AKAP18delta reflected. For verification, another experiment (see next section) was performed.
2.2.7 Die Detektion von Rllalpha-gebundenem GST- AKAP18delta ist spezifisch2.2.7 The detection of RIIalpha-bound GST-AKAP18delta is specific
Zur Kontrolle der Signalspezifität wurden in einer Reihe einer MTP 25 ng Rllalpha/well gebunden, in einer zweiten Reihe dagegen kein Rllalpha. Nach dem Blockieren unspezi- fischer Bindungsstellen wurden Lösungen mit steigenden GST-AKAP18delta-Konzentrationen in beide Reihen pipettiert, und mithilfe der Antikörper spezifisch gebundenes Protein nachgewiesen (Fig. 10C) . Während die Signale in der RIIalpha-Reihe stiegen und schließlich in die Sättigung gelangten, war in der Reihe ohne Rllalpha nur ein geringer Anstieg aufgrund unspezifischer Bindung von GST-AKAPl8delta zu beobachten. Das Ergebnis zeigte, dass die Detektion spezifisch war. Bei der Kontrolle in Fig. 10A, letzter Wert, hat es sich da- her wahrscheinlich um einen Pipettier- oder anderen Fehler gehandelt.In order to control the signal specificity, 25 ng of RIIalpha / well were bound in one row of an MTP, whereas in a second row no RIIalpha was bound. After blocking unspecific binding sites, solutions with increasing concentrations of GST-AKAP18delta were pipetted into both rows and detected using the antibody specifically bound protein (Figure 10C). While the signals in the RIIalpha series increased and finally reached saturation, in the series without RIIalpha only a slight increase due to nonspecific binding of GST-AKAP18delta was observed. The result showed that the detection was specific. The control in Fig. 10A, last value, was therefore probably a pipetting or other error.
2.2.8 Inhibitorische Peptide verhindern die Bindung von GST-AKAPl8delta an Rllalpha2.2.8 Inhibitory peptides prevent binding of GST-AKAP18delta to RIIalpha
Es ist bekannt, dass sich die Bindung zwischen AKAPs und den R-Untereinheiten der PKA spezifisch und kompetitiv mithilfe von AKAP-abgeleiteten Peptiden hemmen lässt. Solche Peptide wurden daher für Kontrollreaktionen ver- wendet, in denen die Interaktion von Rllalpha und GST- AKAPlδdelta mit Peptiden verhindert werden sollte. Um auch hier eine möglichst sensitive Detektion zu erhalten, wurden zunächst die IC50-Werte für das etablierte Anker- Inhibitor-Peptid Ht31 und für AKAP18-L314E ermittelt. Der IC50-Wert ist diejenige Peptid-Konzentration, bei der nur noch 50 % der maximal möglichen Protein-Protein-Komplexe gebildet werden.It is known that the binding between AKAPs and the R subunits of PKA can be specifically and competitively inhibited by AKAP-derived peptides. Such peptides were therefore used for control reactions in which the interaction of RIIalpha and GST-AKAP16delta with peptides should be prevented. In order to obtain the most sensitive detection possible, First, the IC 50 values for the established anchor inhibitor peptide Ht31 and for AKAP18-L314E were determined. The IC 50 value is the peptide concentration at which only 50% of the maximum possible protein-protein complexes are formed.
Zur Ermittlung dieser Werte wurden 25 ng Rllalpha/well an MTP gekoppelt und jeweils 80 ng GST-AKAPl8delta zugegeben. Anschließend wurden die Peptide in steigenden Konzentrationen zupipettiert. Weil das L314E-Peptid die Bindung stärker hemmte, wurde dieses für die Kontrollreaktionen in der IC50-nahen Konzentration von 25 nM eingesetzt (Fig. 11) . Die Peptidhem- mung war spezifisch, da die Prolin-enthaltenden Kontroll- peptide 18d-PP bzw. Ht31-P die Bindung nicht bzw. nur schwach hemmten.To determine these values, 25 ng of RIIalpha / well were coupled to MTP and in each case 80 ng of GST-AKAP18b added. Subsequently, the peptides were pipetted in increasing concentrations. Because the L314E peptide inhibited binding to a greater extent, it was used for the control reactions at the IC 50 near-25 nM concentration (Figure 11). The peptide inhibition was specific because the proline-containing control peptides 18d-PP and Ht31-P did not or only weakly inhibited the binding.
2.2.9 Eine Inkubationszeit von 30-60 min ist für die Protein-Protein-Bindung ausreichend2.2.9 An incubation period of 30-60 min is sufficient for protein-protein binding
Der Zeitfaktor spielt eine nicht unerhebliche Rolle bei der Planung und Durchführung eines Substanzbibliothek- Screenings. Aus diesem Grunde wurden noch einige Experimente durchgeführt, die AufSchluss über die benötigten Inkubationszeiten gaben. Zuerst wurde getestet, in wel- eher Zeit hinreichend Proteinkomplexe gebildet werden, um genügend Chemilumineszenzintensität zu erhalten. Dazu wurden wieder Bindungsreihen pipettiert, und die Bildung der Protein-Protein-Bindungen wurde nach verschiedenen Zeiten - 15, 30 und 60 min - durch Waschen der MTP unter- brochen. Anschließend wurde die gebundene GST- AKAP18delta-Menge mit den Ak detektiert (Fig. 12) . Bereits nach 30-60 min konnten genügend hohe Chemilumi- neszenzsignale detektiert werden.The time factor plays a not inconsiderable role in the planning and implementation of a substance library screening. For this reason, a few experiments were carried out, which gave an idea of the incubation times required. It was first tested in which time sufficient protein complexes are formed to obtain sufficient chemiluminescence intensity. Binding sequences were again pipetted and the formation of the protein-protein bonds was interrupted by washing of the MTP after various times - 15, 30 and 60 min. Subsequently, the bound GST-AKAP18delta amount was detected with the Ak (FIG. 12). Already after 30-60 minutes, sufficiently high chemiluminescence signals could be detected.
2.2.10 Für die Hemmung durch inhibitorische Peptide rei- chen 30-60 min aus2.2.10 30-60 min are sufficient for inhibition by inhibitory peptides
Die Bindung von GST-AKAPl8delta an Rllalpha wurde auch in Gegenwart des kompetitiv hemmenden Peptids L314E und des Kontrollpeptids 18d-PP untersucht. Die Peptide wurden in Konzentrationen von 0,01 oder 10 μM für 15, 30 oder 60 min zu den Reaktionsansätzen gegeben, und anschließend wurde die Menge des gebundenen GST-AKAP18delta detektiert (Fig. 13A) . Auch hier erwies sich die bereits zuvor ermittelte Inkubationszeit von 30-60 min als ausreichend.The binding of GST-AKAP18delta to RIIalpha was also assayed in the presence of the competitive inhibiting peptide L314E and the control peptide 18d-PP. The peptides were added to the reactions at concentrations of 0.01 or 10 μM for 15, 30 or 60 min, and then the amount of bound GST-AKAP18delta was detected (Figure 13A). Again, the previously determined incubation time of 30-60 min proved sufficient.
2.2.11 Optimale Antikörper-Inkubationszeiten betragen 60 bzw. 15 min2.2.11 Optimum antibody incubation times are 60 or 15 min
Die Bindung von Antikörpern an ihre Antigene erfolgt zeitabhängig, wobei die Spezifität mit längerer Inkubationsdauer zunächst zunimmt. Später kann z. B. aufgrund der Degradation von Proteinen die Spezifität wieder abnehmen. Um hier die für sensitive Messungen erforderliche Inkubationsdauer zu erhalten, wurden zu RIIalpha-GST- AKAPlδdelta-Komplexen die A18delta3- und anti-Kaninchen- POD-Antikörper gegeben, und die Bindungsreaktionen nach 15, 30 und 60 min durch Waschen unterbrochen. Dabei wurden alle möglichen Kombinationen der Inkubationszeiten für die primären und sekundären Antikörper berücksichtigt (Fig. 13B) .The binding of antibodies to their antigens is time-dependent, whereby the specificity initially increases with a longer incubation period. Later, z. B. due to the degradation of proteins decrease the specificity again. In order to obtain the incubation time required for sensitive measurements, the A18delta3 and anti-rabbit POD antibodies were added to RIIalpha-GST-AKAP18delta complexes and the binding reactions were interrupted by washing at 15, 30 and 60 min. All possible combinations of incubation times for the primary and secondary antibodies were considered (FIG. 13B).
Hier wurde ermittelt, dass bei 60 min Inkubation mit beiden Antikörpern die höchste Signalintensität erzielt wur- de. Allerdings schien es vertretbar, die Inkubationszeit des sekundären Antikörpers zu verkürzen, wenn der primäre für 60 min binden konnte.It was found here that the highest signal intensity was achieved with 60 min incubation with both antibodies. de. However, it seemed reasonable to shorten the incubation time of the secondary antibody if the primary could bind for 60 min.
2.2.12 Die Chemilumineszenz kann über einen Zeitraum von 8 min detektiert werden2.2.12 Chemiluminescence can be detected over a period of 8 min
Die Erzeugung von Chemilumineszenz durch die Oxidation von Luminol ist eine zeitabhängige Reaktion. Durch Sub- stratverbrauch und Denaturierung der Peroxidase im Laufe der Reaktion nimmt die Intensität nach einigen Minuten ab.The generation of chemiluminescence by the oxidation of luminol is a time-dependent reaction. Substrate consumption and denaturation of the peroxidase in the course of the reaction, the intensity decreases after a few minutes.
Durch Zusatz von Hilfsreagenzien, die die Abnahme der Intensität verlangsamen, stellt dies bei kommerziell er- hältlichen Produkten wie der hier verwendeten LumiLight- Lösung allerdings kein großes Problem dar. Es wurde dennoch überprüft, innerhalb welches Zeitrahmens nach der Zugabe der Substratlösung zu den Reaktionsansätzen die Messung durchgeführt werden sollte. Dazu wurde eine Bin- dungsreihe pipettiert (s. o.), und die Messung der Chemilumineszenz wurde 2, 4 und 8 min nach Zugabe der Lumi- Light-Lösung wiederholt (Fig. 13C) .However, addition of auxiliary reagents that slows the decrease in intensity does not pose a major problem with commercially available products such as the LumiLight solution used here. However, the time frame after which the substrate solution was added to the reaction mixtures was checked Measurement should be performed. For this purpose, a bond series was pipetted (see above) and the measurement of the chemiluminescence was repeated 2, 4 and 8 minutes after addition of the Lumi-Light solution (FIG. 13C).
Innerhalb von 8 min nach LumiLight-Zugabe konnte die Messung durchgeführt werden, ohne dramatische Verluste in der Signalintensität hinnehmen zu müssen. In diesem Zeitrahmen ließ sich der gesamte Messvorgang problemlos abschließen.Within 8 minutes of adding LumiLight, the measurement could be performed without dramatic signal intensity loss. Within this timeframe, the entire measurement process could be concluded without any problems.
2.2.13 Mit Proteinen beschichtete MTP können über längere Zeit gelagert werden Zur Beschleunigung des Screenings war es sinnvoll, mehrere MTP mit RIIalpha zu beschichten und dann bis zum weiteren Gebrauch zu lagern. Um herauszufinden, ob das Protein durch die Lagerung nicht degradiert wurde, wurde an zwei Reihen einer MTP RIIalpha wie beschrieben gebunden und unspezifische Bindungsstellen blockiert. Dann wurde in einer der Reihen nach 1 h Lagerung bei Raumtemperatur, in der anderen nach 66 h Lagerung bei 4 0C der ELISA vervollständigt und die Menge von gebundenem GST-AKAPl8delta detektiert (Fig. 14) .2.2.13 Protein-coated MTPs can be stored for extended periods of time To speed up the screening, it was useful to coat several MTPs with RIIalpha and then store them until further use. To find out if the protein was not degraded by storage, it was bound to two rows of an MTP RIIalpha as described, blocking non-specific binding sites. Then, in a series was the after 1 h of storage at room temperature, is completed in the other h after 66 storage at 4 0 C, the ELISA and the amount of bound GST-AKAPl8delta detected (Fig. 14).
Im untersuchten Zeitrahmen hatte die Lagerungsdauer keinen erkennbaren Einfluss auf das Ergebnis.In the time frame examined, the storage period had no discernible influence on the result.
Mit den so ermittelten Konzentrationen und Inkubationszeiten wurde dann das Screening der Substanzbibliothek durchgeführt. With the concentrations and incubation times thus determined, the substance library was screened.
2.3 Screening- einer Substanzbibliothek zum Auffinden niedermolekularer Inhibitoren der RIIalpha~GST-AKAPl8delta~ Interaktion2.3 Screening of a substance library for finding low molecular weight inhibitors of the RIIalpha ~ GST-AKAP18delta ~ interaction
Nachdem die MTP wie in Abschnitt 1.12 beschrieben pipettiert und gemessen worden waren, wurde zunächst überprüft, ob die gemessenen Chemilumineszenz-Intensitäten hoch genug waren. War dies der Fall, so wurde die Chemi- lumineszenz eines jeden wells mithilfe des Tabellenkalku- lationsprogramms Microsoft Excel in den entsprechenden Anteil RIIalpha-GST-AKAP18delta-Bindung im Vergleich zur Kontrolle in Prozentwerte umgerechnet. Dazu wurde der Mittelwert der Messwerte der Kontrollen mit 80 ng GST- AKAP18delta [wells Cl, Dl, M24, N24; s. Tab. 1.1 und 1.2) als 100 % festgelegt. Anschließend wurden die Ergebnisse zur Erleichterung der optischen Auswertung mit einer automatisierten Farbzuordnung (durch ein in Microsoft Visu-After pipetting and measuring the MTPs as described in Section 1.12, it was first checked whether the measured chemiluminescence intensities were high enough. If this was the case, the chemiluminescence of each well was converted to the corresponding proportion of RIIalpha-GST-AKAP18delta binding relative to the control in percent using the Microsoft Excel spreadsheet program. For this purpose, the mean of the measured values of the controls with 80 ng GST-AKAP18delta [wells Cl, Dl, M24, N24; s. Tab. 1.1 and 1.2) as 100%. The results were then compared with an automated color assignment to simplify the optical evaluation (by using a Microsoft Visual
al Basic geschriebenes Programm) eingefärbt, wobei in 10%-Abständen eine andere Farbe verwendet wurde. Als Beispiel sind in Tab. 2.1 die Rohdaten einer MTP (Chemilumi- neszenz in RLU) und der dazugehörigen Umrechnung in Pro- zent der Bindung mit Einfärbung gezeigt. Die vollständigen Daten des Screenings befinden sich im Anhang. Nach der Einfärbung wurden bei manchen MTP Auffälligkeiten deutlich, beispielsweise viele Inhibitor-Kandidaten in einem bestimmten Plattenbereich. Wurde bei einer Über- prüfung der Kontrollwerte festgestellt, dass die 100 %- Werte in Spalte 1 und 24 stark verschieden waren (mehr als 20 % Differenz), so wurde diese MTP neu ausgewertet. Dabei wurden dann für jede Hälfte der Platte nur die Kontrollwerte dieser Hälfte (z. B. für die Spalten 1-12 die Kontrollwerte aus Spalte 1) zugrunde gelegt. al Basic written program), whereby a different color was used at 10% intervals. As an example, the raw data of an MTP (chemiluminescence in RLU) and the associated conversion as a percentage of the binding with staining are shown in Table 2.1. The complete data of the screening can be found in the appendix. After staining, in some MTP abnormalities were evident, for example, many inhibitor candidates in a particular plate area. If the control values showed that the 100% values in column 1 and 24 were very different (more than 20% difference), this MTP was re-evaluated. In this case, for each half of the plate only the control values of this half were used (eg for columns 1-12 the control values from column 1).
Wenn die auffälligen Plattenbereiche trotzdem bestehen blieben, wurde die gesamte Platte erneut pipettiert, gemessen und ausgewertet. Dies war bei den Platten 4, 6, 7, 13, 21, 38 und 50 erforderlich. Jeder Substanz der Bibliothek war eine sogenannte Com- pound-ID zugeordnet, die die EDV-gestützte Auswertung der Daten erleichterte. Nach Abschluss des Screenings wurden alle Messergebnisse in einer Tabelle den entsprechenden Compound-IDs zugeordnet. Durch Sortieren der Ergebnisse nach steigenden Bindungs-Prozentwerten wurden die in Tab. 2.2 dargestellten Substanzen ermittelt, mit denen eine Inhibition der Protein-Protein-Bindung zwischen Rllalpha und GST-AKAP18delta auf 20 % des Kontrollwerts oder weniger erzielt werden konnte. Tab. 2.2: Durch das Screening der 20064 Substanzen umfassenden Bibliothek konnten 19 Kandidaten gefunden werden, die bei einer Substanzkonzentration von 244 μM eine Inhibition der Bindung zwischen Rllα und GST-AKAP18δauf 20 % oder weniger im Vergleich zu den Kontrollen bewirkten. PlateJD = Nr. der Bibliotheks-MTP, PosJD = Position des wells mit der Kandidaten-Substanz. 5If the conspicuous plate areas still persisted, the entire plate was pipetted again, measured and evaluated. This was required for plates 4, 6, 7, 13, 21, 38 and 50. Each substance of the library was assigned a so-called compound ID, which facilitated the EDP-supported evaluation of the data. After completion of the screening, all measurement results in a table were assigned to the corresponding compound IDs. By sorting the results according to increasing percentages of binding, the substances shown in Table 2.2 were determined, with which an inhibition of protein-protein binding between RIIalpha and GST-AKAP18delta could be achieved to 20% of the control value or less. Tab. 2.2: By screening the library comprising 20064 substances, 19 candidates could be found which, at a substance concentration of 244 μM, inhibited the binding between RIIα and GST-AKAP18δ to 20% or less compared to the controls. PlateJD = Library MTP No., PosJD = position of the well with the candidate substance. 5
Tab. 2.3: Pipettierschema und Messergebnisse der Validierung. Für jeden potentiellen Inhibitor (A7- H15, I1-P10; angegeben sind die Compound-IDs) und für die Peptide (A3-H6, I11-P12) wurde eine Verdünnungsreihe hergestellt, um die Konzentrationsabhängigkeit der inhibitorischen Wirkung zu untersuchen. Zusätzlich wurden Bindungsreihen ohne Inhibitoren hergestellt (A1-H2, I13-P14). Die Lumineszenzintensitäten wurden außerdem - wie in Tab. 3.1 beschrieben - in Prozentwerte umgerechnet und eingefärbt (s. Tab. 3.4). Comp.-ID = Compound-ID, I = IntensitätTab. 2.3: Pipetting scheme and measurement results of the validation. For each potential inhibitor (A7-H15, I1-P10, the compound IDs are given) and for the peptides (A3-H6, I11-P12), a dilution series was prepared to examine the concentration dependence of the inhibitory effect. In addition, binding sequences without inhibitors were prepared (A1-H2, I13-P14). The luminescence intensities were also converted into percentages and stained as described in Table 3.1 (see Table 3.4). Comp.-ID = compound ID, I = intensity
2.4 Validierung der potentiellen Inhibitoren 2.4 Validation of Potential Inhibitors
Zur Validierung der im Screening der Substanzbibliothek gefundenen potentiellen Inhibitoren wurden diese aus den Bibliotheks-MTP herausgesucht, und gemäß dem in Tab. 2.3 gezeigten Pipettierschema wurden - zusammen mit Kontrollreaktionen - Verdünnungsreihen hergestellt. Mithilfe der Verdünnungsreihen sollte die Konzentrationsabhängigkeit der gefundenen potentiellen Inhibitoren gezeigt werden, welche nur im Falle spezifischer Hemmung der GST- AKAPlδdelta-RIIalpha-Bindung zu erwarten war. Für diese Verbindungen (Tab. 2.4) wurden mithilfe der ermittelten Daten die IC5o-Werte wie in Abschnitt 1.11 beschrieben berechnet (Fig. 15) . Diese Werte geben an, bei welcher Konzentration der Substanz die Hälfte der maximal möglichen Inhibition erreicht wird. Aufgrund der begrenzten Substanzmengen wurden Einzelbestimmungen durchgeführt, weshalb außer für die Kontrollen keine Fehlerindikatoren in Fig. 15 angegeben sind. Die Identität und Reinheit der identifizierten Substanzen wurden mithilfe von Flüssigchromatografie- Massenspektroskopie-Messungen (LC-MS) bestätigt. Die Substanzen wurden für weitere Untersuchungen in größeren Mengen bei ChemDiv (San Diego, USA) nachbestellt. For the validation of the potential inhibitors found in the screening of the substance library, these were picked out from the library MTP and, according to the pipetting scheme shown in Tab. 2.3, dilution series were prepared together with control reactions. The serial dilutions should show the concentration dependence of the potential inhibitors found, which could only be expected in the case of specific inhibition of GST-AKAPlδdelta-RIIalpha binding. For these compounds (Tab. 2.4) were the IC 5 o values calculated as described in Section 1.11 (Fig. 15) using the determined data. These values indicate at which concentration of the substance half of the maximum possible inhibition is reached. Individual determinations were made because of the limited amounts of substances, so no error indicators are shown in FIG. 15 except for the controls. The identity and purity of the identified substances were confirmed by liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS). The substances were reordered for further investigation in larger quantities at ChemDiv (San Diego, USA).
Tab. 2.4: Prozentuale Bindung zwischen GST-AKAP18S und Rllα in Gegenwart von inhibitorischen Molekülen (A7-H15, I1-P10), Peptiden (A3-H6, I11-P12), oder ohne Inhbitoren (Bindungsreihen in A1- H2, I13-P14), berechnet aus den Ergebnissen aus Tab. 2.3. Die Farbkodierung entspricht der in Tab. 2.1.Tab. 2.4: Percentage binding between GST-AKAP18S and RIIα in the presence of inhibitory molecules (A7-H15, I1-P10), peptides (A3-H6, I11-P12), or without inhibitors (binding sequences in A1-H2, I13- P14), calculated from the results in Tab. 2.3. The color coding corresponds to that in Tab. 2.1.
Tab. 2.5: Eigenschaften der neun Substanzen, die in der Validierung konzentrationsabhängige Inhibition der Rllalpha-GST-AKAP18delta-Bindung zeigten. MW = Molekulargewicht in G/mol, logP = Verteilungskoeffizient (V engl, partition coefficient), H-Akzept. = Anzahl der Atome, die in Wasserstoffbrückenbindungen als Akzeptoren wirken können, H-Donor. = Anzahl der Atome, die in Wasserstoffbrückenbindungen als Donoren wirken könnenTab. 2.5: Properties of the nine substances that showed in the validation concentration-dependent inhibition of RIIalpha-GST-AKAP18delta binding. MW = molecular weight in g / mol, logP = partition coefficient, H-accept. = Number of atoms that can act as acceptors in hydrogen bonds, H donor. = Number of atoms that can act as donors in hydrogen bonds
3. Diskussion 3rd discussion
Proteinkinase A-Ankerproteine (AKAP-Proteine) haben wichtige Funktionen in cAMP-abhängigen Signalwegen. Sie wer- den gewebespezifisch exprimiert, und verschiedene AKAP- Proteine verankern die Proteinkinase A (PKA) an verschiedenen subzellulären Kompartimenten. Gleichzeitig können sie Gerüstproteine für Schlüsselkomponenten weiterer Signalwege sein. Es wurde u. a. ein ELISA zum Screening einer Bibliothek niedermolekularer, wirkstoffähnlicher Substanzen entwickelt. Mit dieser Methode wurden n konzentrationsabhängig wirksame Inhibitoren der AKAP18delta-RIIalpha-Bindung gefunden. Durch spezifische Inhibition der PKA-Verankerung in Kombination mit den Eigenschaften niedermolekularer Substanzen könnten die Substanzen nicht nur für die Validierung von AKAP-Proteinen als potentielle Ziele neuartiger Wirkstoffe dienen, sondern stellen außerdem selbst Leitstruk- turen für deren Entwicklung dar.Protein kinase A anchor proteins (AKAP proteins) have important functions in cAMP-dependent signaling pathways. They are expressed tissue-specific, and various AKAP proteins anchor protein kinase A (PKA) to various subcellular compartments. At the same time, they can be scaffold proteins for key components of other signaling pathways. It was u. a. developed an ELISA for the screening of a library of small molecule, drug-like substances. This method was used to find n concentration-dependent inhibitors of AKAP18delta-RIIalpha binding. Specific inhibition of PKA anchoring in combination with the properties of small molecules could not only serve as potential targets for novel drugs for the validation of AKAP proteins, but could also serve as a guide to their development.
3.1 Die Inhibitoren der RIIalpha-AKAPl8delta-Bindung besitzen pharmakologisch interessante Eigenschaften3.1 The inhibitors of RIIalpha-AKAP18delta binding have pharmacologically interesting properties
Eine wichtige Anforderung an Wirkstoffe ist die Fähig- keit, biologische Membranen durchqueren zu können. Vor allem davon hängt ihre Verfügbarkeit in Zellen ab, und zwar sowohl im Organismus, als auch in Zellkulturmodellen. Voraussetzung für die Membranpermeabilität ist die Lipophilität einer Substanz. Andererseits ist die trei- bende Kraft für einen Membrantransfer eine mögriehst: hohe Konzentration auf einer Membranseite, welche nur durch gute Löslichkeit in wässrigem Milieu erreicht werden kann, die zur Lipophilität umgekehrt proportional ist. Eines von mehreren Modellen für die Vorhersage der Membranpermeabilität ist die Verteilung der Substanz in einem 1-Octanol-Wasser-Gemisch. Aus der Verteilung kann der Verteilungskoeffizient P (v. engl, partition coefficient) berechnet werden:An important requirement for active ingredients is the ability to cross biological membranes. Above all, their availability depends on cells, both in the organism and in cell culture models. The prerequisite for membrane permeability is the lipophilicity of a substance. On the other hand, the driving force for a membrane transfer is a possible: high concentration on a membrane side, which only through good solubility in an aqueous medium can be achieved, which is inversely proportional to lipophilicity. One of several models for predicting membrane permeability is the distribution of the substance in a 1-octanol-water mixture. From the distribution the distribution coefficient P (v. English, partition coefficient) can be calculated:
P = [Substanz ]i_octanoi/ [Substanz]H2oP = [substance] i_octanoi / [substance] H 2o
Angegeben wird meist der Logarithmus dieses Wertes, log P. Für die wirksamen Inhibitoren sind die log P-Werte in Tab. 2.5 angegeben. Ist der Wert größer als 1, so reichert sich der größte Teil der Substanz in der organischen Phase an, ist er kleiner als 1, so reichert sich der größte Teil in der wässrigen Phase an. Da für die ge- fundenen Substanzen die log P-Werte größer als 1 sind, ist für sie alle gute Membranpermeabilität zu erwarten. Ein Faktor, der die Membranpermeabilität organischer Moleküle negativ beeinflusst, ist die Fähigkeit zur Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen. Diese Art der nichtkovalenten Bindung sorgt dafür, dass sich die Moleküle mit einer Hydrathülle umgeben, die vor dem Membrandurchtritt unter Energieaufwand wieder abgestreift werden muss . Allerdings sind die Wasserstoffbrückenbindungen neben den hydrophoben Wechselwirkungen auch die wichtigsten Kräfte, die zur nichtkovalenten Bindung eines Wirkstoffes an seine Zielstruktur - in diesem Fall an die Rllalpha- Untereinheit der PKA oder an AKAPlδdelta - führen. Eine Möglichkeit, die Fähigkeit zur Wasserstoffbrücken- ausbildung zu beurteilen, ist das einfache Zählen der Wasserstoffbrücken-Donatoren und -Akzeptoren. Die Anzahl der Wasserstoffbrücken-Donatoren und -Akzeptoren ist e- benfalls in Tab. 2.5 angegeben.The logarithm of this value is usually given, log P. For the effective inhibitors, the log P values are given in Tab. 2.5. If the value is greater than 1, the largest part of the substance accumulates in the organic phase, if it is less than 1, then the largest part accumulates in the aqueous phase. Since the log P values for the substances found are greater than 1, they are all expected to have good membrane permeability. One factor that adversely affects the membrane permeability of organic molecules is the ability to form hydrogen bonds. This type of noncovalent binding ensures that the molecules are surrounded by a hydrate shell, which must be stripped off again before the membrane is passed through with energy expenditure. However, in addition to the hydrophobic interactions, the hydrogen bonds are also the most important forces that lead to the noncovalent binding of an active substance to its target structure - in this case to the RIIalpha subunit of PKA or AKAPlδdelta. One way to assess hydrogen bonding ability is to simply count hydrogen bond donors and acceptors. The number The hydrogen bond donors and acceptors are also given in Tab. 2.5.
Eine andere Möglichkeit ist die rechnergestützte Erstellung eines Modells; so wurde beispielsweise für einen HIV-1-Protease-Inhibitor der Beitrag u. a. von Wasserstoffbrückenbindungen zur Gesamtbindung ermittelt, indem mögliche Bewegungsbahnen der Bindungspartner unter Berücksichtigung ihrer molekularen Dynamik berechnet wurden. Dann wurden die Freie-Energie-Anteile analysiert, um Informationen über die Kräfte zu erhalten, die die Bildung des Protein-Inhibitor-Komplexes antreiben. Eine weitere Eigenschaft, die die Verfügbarkeit von kleinen Molekülen in Zellen beeinflusst, ist deren räumliche Ausdehnung. Die räumliche Ausdehnung eines Moleküls kann durch dessen Molekulargewicht angenähert werden. Es wurde gezeigt, dass sowohl die Resorption einer Substanz als auch ihre Eliminierung über die Galle vom Molekulargewicht abhängen: geringere Molekulargewichte führen zu besserer Resorption und geringerer Gallen-Eliminierung. Ein wesentliches Merkmal aller in der Substanzbibliothek enthaltenen Substanzen ist das relativ kleine Molekulargewicht von durchschnittlich 250 g/mol (s. Tab. 2.5). Da keine der genannten Methoden allein zuverlässige Vorhersagen ermöglicht - vor allem, da das Wasserstoffbrü- ckenbindungspotential im Zusammenhang mit der Lipophili- tät betrachtet werden muss - wurden von Lipinski et al. die sogenannten rules of five aufgestellt. Diese Regeln definieren, welche Substanzeigenschaften schlechte Membranpermeabilität verursachen: Mehr als fünf H-Brücken-Donatoren (= Summe der OH- und NH-Gruppen) Mehr als zehn H-Brücken-Akzeptoren (Summe der N- und O-Atome)Another possibility is the computer-aided creation of a model; For example, for an HIV-1 protease inhibitor, the contribution of, inter alia, hydrogen bonds to the total bond was determined by calculating possible trajectories of the binding partners taking into account their molecular dynamics. Then, the free-energy fractions were analyzed to obtain information about the forces that drive the formation of the protein-inhibitor complex. Another property that affects the availability of small molecules in cells is their spatial extent. The spatial extent of a molecule can be approximated by its molecular weight. Both absorption of a substance and its elimination via bile have been shown to depend on molecular weight: lower molecular weights result in better absorption and less gelling elimination. An essential feature of all substances contained in the substance library is the relatively low molecular weight of on average 250 g / mol (see Table 2.5). Since none of the above methods alone makes reliable predictions possible, especially since the hydrogen bond binding potential must be considered in the context of lipophilicity, Lipinski et al. set up the so-called rules of five. These rules define which substance properties cause poor membrane permeability: More than five H-bond donors (= sum of OH and NH groups) more than ten hydrogen bond acceptors (sum of N and O atoms)
■ Molekulargewicht über 500 g/mol■ molecular weight above 500 g / mol
Verteilungskoeffizient log P > 5 Die durch das Screening ermittelten Wirkstoffe erfüllen alle diese Bedingungen (Tab. 2.5), so dass sie membran- permeabel sind. Distribution coefficient log P> 5 The active substances identified by the screening fulfill all these conditions (Table 2.5), so that they are permeable to membranes.
Dennoch gilt als Ziel für neue Wirkstoffe und für die systematische Abwandlung der gefundenen Strukturen zur Verbesserung ihrer Wirksamkeit, diese Werte möglichst abzusenken; bevorzugte erfindungsgemäße Strukturen weisen diese abgesenkten Werte auf.Nevertheless, as a goal for new active substances and for the systematic modification of the structures found to improve their effectiveness, these values should be lowered as far as possible; Preferred structures according to the invention have these lowered values.
3.2 Die Anwendungsbereiche der Inhibitoren werden durch ihre Spezifitäten festgelegt3.2 The applications of the inhibitors are determined by their specificities
Nach dem Screening konnte in der Validierung (Tab. 2.4, Abb. 2.11 und 2.12) für bestimmte Inhibitoren gezeigt werden, dass sie die Bindung der PKA-Untereinheit RII- alpha an GST-AKAPl8delta konzentrationsabhängig hemmen. Da alle identifizierten Substanzen hydrophobe aromatische Ringsysteme besitzen, ist eine Bindung in der von den RII-Untereinheiten ausgebildeten hydrophoben Tasche möglich. Andererseits ist über Wasserstoffbrücken auch eine Bin- düng direkt an die RII-Bindedomäne des AKAP-Proteins denkbar.After the screening, validation (Table 2.4, Fig. 2.11 and 2.12) for certain inhibitors was shown to inhibit the binding of the PKA subunit RII-alpha to GST-AKAP18delta in a concentration-dependent manner. Since all of the identified substances have hydrophobic aromatic ring systems, binding in the hydrophobic pocket formed by the RII subunits is possible. On the other hand, hydrogen bonding also allows binding directly to the RII binding domain of the AKAP protein.
Da ausgewählte Substanzen spezifisch an AKAP18delta binden, können die Folgen der Aufhebung der Kompartimentie- rung dieses Signalwegs auch in vivo (s. u.) untersucht werden. Andere Substanzen binden spezifisch an andere A- KAP-Proteine, so dass mit diesen andere Signalwege untersucht werden können. Vorteilhafte Substanzen binden spezifisch AKAP18- Proteine, also alle Spleißvarianten alpha, beta, gamma und delta und schließen sie so von der Interaktion mit RII-Untereinheiten aus, da alle Isoformen die gleiche RII-Bindedomäne besitzen (Abb. 1.5).Since selected substances specifically bind to AKAP18delta, the consequences of abolishing the compartmentalization of this signaling pathway can also be investigated in vivo (see below). Other substances bind specifically to other A-KAP proteins, so that they can be used to study other signaling pathways. Advantageous substances specifically bind AKAP18 proteins, ie all splice variants alpha, beta, gamma and delta, thus excluding them from interaction with RII subunits, since all isoforms have the same RII binding domain (Figure 1.5).
Bindet eine der Substanzen aber an die RII-Untereinheit, so hat man ein Werkzeug, mit dessen Hilfe sich Interaktionen zwischen AKAP-Proteinen und RII-Untereinheiten allgemein hemmen lassen. Die Aufklärung der Bindungsstellen ist mit rechnergestützten Modellerstellungen möglich, bei denen die Strukturen der ermittelten Substanzen mit den Strukturen von Rllalpha oder der AKAP-RII-Bindedomäne auf mögliche wechselwirkende Bereiche überprüft werden können.However, when one of the substances binds to the RII subunit, one has a tool that can generally inhibit interactions between AKAP proteins and RII subunits. The elucidation of the binding sites is possible with computer-assisted modeling, in which the structures of the determined substances can be checked for possible interacting regions with the structures of RIIalpha or the AKAP-RII binding domain.
3.3 Die AKAP-PKA-Inhibitoren stellen Leitstrukturen für neue Wirkstoffe dar3.3 The AKAP-PKA inhibitors are lead compounds for new drugs
Die Inhibitoren der RIIalpha-GST-AKAPl8delta-Bindung werden vorteilhafterweise zu einer neuen Klasse von Pharmaka weiterentwickelt.The inhibitors of RIIalpha-GST-AKAP18delta binding are advantageously further developed into a new class of drugs.
Eine Möglichkeit, Inhibitoren der PKA-AKAP18delta-Bindung (aber auch der Bindung mit anderen AKAP-Molekülen) als neuartige Pharmaka anzuwenden, ergibt sich aus der Beteiligung von AKAPlδdelta an der AVP-induzierten Transloka- tion von AQP2 in die apikale Membran von Sammelrohrzellen der Niere (AQP2-Shuttle) .One possibility of using inhibitors of PKA-AKAP18delta binding (but also of binding with other AKAP molecules) as novel drugs results from the involvement of AKAPlδdelta in the AVP-induced translocation of AQP2 into the apical membrane of collection tube cells of the Kidney (AQP2 shuttle).
AKAPlδdelta verankert dabei die PKA an den AQP2-haltigen Vesikeln, so dass die katalytischen Untereinheiten nach AVP-Stimulation die Wasserkanalproteine spezifisch phosphorylieren können, was den Transport zur und die Verschmelzung der Vesikel mit der apikalen Plasmamembran zur Folge hat. Dadurch wird die Wasserdurchlässigkeit der Membran erhöht.AKAPlδdelta anchors the PKA to the AQP2-containing vesicles, allowing the catalytic subunits to specifically phosphorylate the water channel proteins following AVP stimulation, thus transporting and fusing the vesicles to the apical plasma membrane entails. This increases the water permeability of the membrane.
Im Rattenmodell konnte gezeigt werden, dass es bei bestimmten Krankheiten wie Herzinsuffizienz, Leberzirrho- sen, Bluthochdruck, aber auch in der Schwangerschaft, zu Wasserretention kommen kann. Dies kann sich u. a. in Ödemen äußern.In the rat model, it was shown that water retention can occur in certain diseases, such as heart failure, cirrhosis of the liver, hypertension, as well as during pregnancy. This can u. a. in edema.
Bisher wird die Retention von Wasser mit sogenannten Diuretika behandelt. Diuretika sorgen indirekt für eine er- höhte Exkretion von Wasser über die Nieren, indem sie Na+-, K+- und Ca2+-Ionentransporter hemmen, die normalerweise Ionen aus dem Primärharn in die Sammelrohrepithel- zellen zurücktransportieren. Dadurch erhöht sich die Os- molarität im Sammelrohr, und Wasser folgt osmotisch durch konstitutiv in der apikalen Zellmembran der Sammelrohre- pithelzellen befindliche AQP2-Moleküle nach. Außer bei Wasserretention werden Diuretika auch bei Herzinsuffizienz und Hypertonie eingesetzt, allerdings können durch die auftretenden starken Verluste von Elektrolyten uner- wünschte Arzneimittelwirkungen (UAW) auftreten.So far, the retention of water is treated with so-called diuretics. Diuretics indirectly increase the excretion of water through the kidneys by inhibiting Na + , K + , and Ca 2+ ion transporters, which normally carry ions from the primary urine back to the collecting duct epithelial cells. As a result, the osmolarity in the collecting tube increases and water follows osmotically through AQP2 molecules that are constitutively located in the apical cell membrane of the collecting tube epithelial cells. In addition to water retention, diuretics are also used in heart failure and hypertension, although adverse drug reactions (ADRs) can occur as a result of the severe loss of electrolytes.
Eine Klasse von Pharmaka ohne die durch Elektrolytverlust bedingten UAW sind die Aquaretika. Sie bewirken eine erhöhte Wasserexkretion und stellen einen potentiellen Ersatz für konventionelle Diuretika dar. Als aquaretisch wirkende Pharmaka sind bisher nur die Vasopressin- Rezeptorantagonisten bekannt.One class of drugs without the electrolyte lost UAW are the aquaretics. They cause an increased water excretion and represent a potential replacement for conventional diuretics. As aquaretically acting drugs so far only the vasopressin receptor antagonists are known.
Aufgrund der Beteiligung von AKAPl8delta an der AQP2- Translokation können die Inhibitoren der RIIalpha-GST- AKAP18delta-Bindung zu neuartigen Aquaretika weiterentwi- ekelt werden. Eine Entkopplung der PKA von den AQP2 tragenden Vesikeln durch spezifische Inhibition der A- KAP18delta-PKA-Bindung (s. Abschnitt 1.7) unterbricht die AVP-vermittelte Signalkaskade, so dass trotz des AVP- Stimulus der Einbau von AQP2-Molekülen in die Membran gehemmt wird. So kann die Wasserrückresorption nicht gesteigert werden und es kommt zu verstärkter Wasserexkre- tion mit dem Harn. Bei dieser Wirkungsweise wird - im Unterschied zu der von Diuretika (s. o.) - der Ionenrücktransport in die Sammelrohrepithelzellen nicht beeinträchtigt. Ein Wirkstoff mit dieser Eigenschaft wäre damit ein Aquaretikum, mit dem sich die Diurese spezifisch forcieren ließe.Due to the involvement of AKAP18delta in the AQP2 translocation, the inhibitors of RIIalpha-GST-AKAP18delta binding can be further developed into novel aquarium chemicals. Decoupling of PKA from the AQP2-bearing vesicles by specific inhibition of A-KAP18delta-PKA binding (see Section 1.7) interrupts the AVP-mediated signaling cascade, so that in spite of the AVP stimulus, the incorporation of AQP2 molecules is inhibited in the membrane. Thus, the water reabsorption can not be increased and there is an increased water extraction with the urine. In this mode of action - in contrast to that of diuretics (see above) - the ion transport back into the collecting duct epithelial cells is not impaired. An active substance with this property would thus be an aquarium, with which the diuresis could be specifically enforced.
Voraussetzung für die Entwicklung zu einem Pharmakon ist eine Optimierung der inhibitorischen Moleküle. Diese sind in geringeren Konzentrationen wirksam, so dass sie auch im Tiermodell eingesetzt werden können, um die erwartete Wirkung als Aquaretikum experimentell zu überprüfen. Würden beispielsweise Ratten nach der Gabe von optimierten Inhibitoren verstärkt Wasser ausscheiden, so wären damit auch AKAP-Proteine als mögliches Ziel für Pharmaka vali- diert . AKAPlδdelta wird nicht nur in der Niere, sondern auch in anderen Geweben exprimiert. Besonders stark ist die Expression im Herz, wo auch andere AKAP-Proteine wichtige Funktionen übernehmen. Es konnte im Zellkulturmodell von Herzmuskelzellen ge- zeigt werden, dass für die beta-adrenerge Regulation von Ca2+-Strömen über L-Typ-Ca2+-Kanäle (Cavl .2-Kanäle) eine AKAP-vermittelte PKA-Verankerung Voraussetzung ist. AKAP18alpha (= AKAP15) bindet über ein Leucin-Zipper- Motiv an den C-Terminus der porenbildenden alphai- Untereinheit des Ca2+-Kanals. Die vom AKAP-Protein gebun¬ dene PKA setzt nach Aktivierung des beta-adrenergen Re- zeptor-/cAMP-Signalweges ihre katalytischen Untereinhei- ten frei, welche dann einen Serinrest in der alphai- Untereinheit des Kanals phosphorylieren können. Dadurch wird die Offenwahrscheinlichkeit des Kanals erhöht, und der Ca2+-Einstrom wird verstärkt. Dies wirkt positiv i- notrop und positiv chronotrop.A prerequisite for the development to a drug is an optimization of the inhibitory molecules. These are effective in lower concentrations so that they can also be used in animal models to experimentally verify the expected effect as an aquarium. For example, if rats excreted more water after the administration of optimized inhibitors, AKAP proteins would also be validated as a possible target for pharmaceuticals. AKAPlδdelta is not only expressed in the kidney, but also in other tissues. Particularly strong is the expression in the heart, where other AKAP proteins take over important functions. It could be shown in the cell culture model of cardiomyocytes that beta-adrenergic regulation of Ca 2+ currents via L-type Ca 2+ channels (Ca v l .2 channels) leads to AKAP-mediated PKA anchoring Requirement is. AKAP18alpha (= AKAP15) binds via a leucine zipper motif to the C terminus of the pore-forming alpha subunit of the Ca 2+ channel. The TIALLY the AKAP-PKA protein ¬ dene sets after activation of beta-adrenergic re zeptor- / cAMP pathway their catalytic subunits which can then phosphorylate a serine residue in the alpha subunit of the channel. This increases the probability of opening the channel and increases the Ca 2+ influx. This has a positive i-notrop and a positive chronotropic effect.
In derselben Studie wurde gezeigt, dass durch den Einsatz des Anker-Inhibitor-Peptids Ht31 die durch beta-adrenerge Rezeptoren aktivierte PKA-abhängige Steigerung der Cavl .2-Kanalaktivität aufgehoben wird. Die erfindungsge- mäßen niedermolekularen Inhibitoren zeigen in Herzmuskelzellen die gleiche Wirkung wie beta-Blocker. Beta-Blocker sind Pharmaka, die die Wirkung der Neurotransmitter Adrenalin und Noradrenalin an den beta- adrenergen Rezeptoren der jeweiligen Zielzellen kompeti- tiv hemmen. Man unterscheidet betai-, beta2~ und beta3~ Rezeptoren, die gewebespezifisch exprimiert werden. An ersteren zeigt Noradrenalin stärkere, an zweiteren schwächere Wirkung. In Herzmuskelzellen werden überwiegend be- tai-Rezeptoren exprimiert, und es gibt betai-selektive (= kardioselektive) und nichtselektive beta-Blocker. Beta- Blocker wirken auf das Herz negativ inotrop und negativ chronotrop. Da dies zu einem verminderten Sauerstoffbedarf des Herzmuskels führt, werden beta-Blocker zur Behandlung von koronarer Herzkrankheit eingesetzt. Daneben wirken beta-Blocker über einen unbekannten Mechanismus relaxierend auf die Gefäßmuskulatur, weshalb sie auch zur Behandlung von Bluthochdruck eingesetzt werden. Inhibitoren der Bindung von AKAP-Proteinen an RII- Untereinheiten sind eine mögliche Alternative zu beta- Blockern. Durch die gezielte Blockierung des AKAP18alpha- abhängigen Signalweges wirken sie unter Umständen spezifischer als beta-Blocker, da letztere alle Signalwege ab- wärts des Rezeptors blockieren. Die AKAPl8-Inhibitoren könnten außerdem bei Kontraindikation von beta-Blockern eingesetzt werden, z. B. bei Asthma.In the same study, it was shown that the use of the anchor inhibitor peptide Ht31 abrogates the beta adrenergic receptor-activated PKA-dependent increase in Ca v l .2 channel activity. The low-molecular-weight inhibitors according to the invention have the same effect as beta-blockers in heart muscle cells. Beta-blockers are drugs that competitively inhibit the action of the neurotransmitters epinephrine and norepinephrine on the beta-adrenergic receptors of the respective target cells. A distinction is betai-, beta2 ~ and beta3 ~ receptors, which are expressed tissue-specific. Norepinephrine has stronger effects on the former and weaker effects on the latter. In heart muscle cells, predominantly beta-receptors are expressed, and there are beta-selective (= cardioselective) and nonselective beta-blockers. Beta-blockers have negative inotropic and negative chronotropic effects on the heart. Since this leads to a reduced oxygen demand of the heart muscle, beta-blockers are used for the treatment of coronary heart disease. In addition, beta-blockers act via an unknown mechanism relaxing on the vascular musculature, which is why they are also used to treat high blood pressure. Inhibitors of binding of AKAP proteins to RII subunits are a potential alternative to beta-blockers. Targeted blocking of the AKAP18alpha-dependent signaling pathway may make them more specific than beta-blockers, as the latter block all signaling pathways. to block the receptor. The AKAP18 inhibitors could also be used in contraindication of beta-blockers, e.g. In asthma.
Allerdings könnten die neuen Wirkstoffe zu UAW in Ske- lettmuskeln führen, da dort ebenfalls L-Typ-Ca2+-Kanäle und AKAP18alpha exprimiert werden.However, the new drugs could lead to ADRs in skeletal muscle, as they also express L-type Ca 2+ channels and AKAP18alpha.
Außer in Herzmuskelzellen kommen Cavl.2-Kanäle und A- KAP18alpha' auch in Dendriten und Zellkörpern von Neuronen im Gehirn vor. Daher ist es möglich, dass AKAPlδalpha auch dort an der Regulierung von Cavl .2-Kanälen involviert ist. Dies eröffnet ein weiteres potentielles Anwendungsgebiet für die inhibitorischen Moleküle.Apart from heart muscle cells, Ca v l.2 channels and A-KAP18alpha ' also occur in dendrites and cell bodies of neurons in the brain. Therefore, it is possible that AKAPlδalpha is also involved in the regulation of Ca v l .2 channels. This opens up another potential application for the inhibitory molecules.
3.4 Die Substanzen stellen neue Werkzeuge zur Blockierung der PKA-Verankerung dar3.4 Substances are new tools to block PKA anchorage
Wie in Abschnitt 1.8 beschrieben wurde, wurde die Protein-Protein-Interaktion zwischen AKAP-Proteinen und RII- üntereinheiten der PKA bislang mit Peptiden (Ht31, AKA- Pis) inhibiert. Auf diese Weise ist allerdings keine ge- zielte Hemmung eines bestimmten AKAP-RII-Komplexes möglich, da die Peptide der RII-Bindedomäne von Ht31 entsprechen bzw. ausgehend von einer aus verschiedenen AKAP- Proteinen berechneten Konsensus-Bindungsstelle generiert wurden und so alle im untersuchten System vorhandenen re- gulatorischen Untereinheiten blockieren.As described in Section 1.8, the protein-protein interaction between AKAP proteins and RII subunits of PKA has so far been inhibited with peptides (Ht31, AKA-Pis). In this way, however, no targeted inhibition of a specific AKAP-RII complex is possible because the peptides of the RII binding domain of Ht31 correspond or were generated from a calculated from different AKAP proteins consensus binding site and so all in the investigated Block existing regulatory subunits.
Da alle RII-Bindedomänen von AKAP-Proteinen sehr ähnlich sind, ist es fraglich, ob mit kleinen Molekülen eine spezifische Hemmung bestimmter AKAP-PKA-Komplexe möglich ist. Andererseits ermöglichen die geringfügigen Unter- schiede der RII-Bindedomänen unter Umständen eine spezifische Hemmung der AKAP-PKA-Interaktion nach Optimierung (s. u.) der Substanzen. Ein anderer Nachteil der Peptide ist, dass sie nicht membranpermeabel sind. Für Experimente, in denen Membran- permeabilität benötigt wird, beispielsweise an Zellkulturmodellen, mussten die Peptide daher acyliert werden. Mithilfe der hier beschriebenen, niedermolekularen Inhibitoren kann dieser Nachteil überwunden werden. Die chemisch-physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Substanzen ermöglichen den direkten Einsatz in Zellkulturen und auch in Tiermodellen, womit erstmals auch die Untersuchung der Funktion von AKAP-Proteinen in vivo möglich wird.Since all RII-binding domains of AKAP proteins are very similar, it is questionable whether with small molecules a specific inhibition of certain AKAP-PKA complexes is possible. On the other hand, the slight differences in the RII binding domains may allow a specific inhibition of the AKAP-PKA interaction after optimization (see below) of the substances. Another disadvantage of the peptides is that they are not membrane permeable. For experiments in which membrane permeability is needed, for example on cell culture models, the peptides therefore had to be acylated. With the help of the low molecular weight inhibitors described here, this disadvantage can be overcome. The chemical-physical properties of the substances according to the invention allow the direct use in cell cultures and also in animal models, thus for the first time the investigation of the function of AKAP proteins in vivo is possible.
Daneben kann die nahezu unbeschränkte strukturelle Diver- sität von kleinen organischen Molekülen ausgenutzt werden, um nach der Identifizierung von Ausgangssubstanzen eine Optimierung mit dem Ziel einer stärkeren Bindung an die Proteinoberfläche, einer besseren Stabilität, weniger unspezifischer Nebeneffekte und erhöhter in vivo- Verfügbarkeit durchzuführen.In addition, the almost unlimited structural diversity of small organic molecules can be exploited in order to optimize the identification of starting substances with the aim of stronger binding to the protein surface, better stability, less nonspecific side effects and increased in vivo availability.
Die niedermolekularen Inhibitoren der bevorzugt Rllalpha- GST-AKAP18delta-Interaktion ermöglichen zusätzliche Experimente, die über ihre Eigenschaften, ihre Wirkungsweise und ihre Spezifität weitere Auskunft geben. Zunächst kann mithilfe des etablierten ELISA überprüft werden, ob die Substanzen keine unspezifischen Effekte - wie beispielsweise Denaturierung - auf Proteine ausüben. Dazu können Rllalpha oder GST-AKAP18delta an MTP gebunden und mit steigenden Konzentrationen der Substanzen versetzt werden. Anschließend können die Proteine mithilfe der PKARiiaipha- bzw. Al8delta3-Antikörper detektiert werden. Eine erste Überprüfung der Spezifität der niedermolekularen Inhibitoren ist ebenfalls mit dem ELISA möglich, indem RIIalpha an MTP gebunden wird, und in Gegenwart steigender Inhibitorkonzentrationen verschiedene rekombinante AKAP-Proteine dazugegeben werden. Werden alle AKAP- Rllalpha-Interaktionen inhibiert, so deutet dies auf eine Bindung des Inhibitors an RIIalpha hin. Ist die Hemmung von AKAP-Protein zu AKAP-Protein verschieden stark, so binden die Inhibitoren vermutlich an die geringfügig ver- schiedenen RII-Bindedomänen der AKAP-Proteine.The low molecular weight inhibitors of the preferred RIIalpha GST-AKAP18delta interaction allow additional experiments that provide further information on their properties, their mode of action and their specificity. First of all, the established ELISA can be used to check whether the substances do not exert non-specific effects - such as denaturation - on proteins. For this purpose, RIIalpha or GST-AKAP18delta can be bound to MTP and admixed with increasing concentrations of the substances. Subsequently, the proteins can use the PCA R ii a ipha- Al8delta3 or antibodies to be detected. An initial review of the specificity of the low molecular weight inhibitors is also possible with the ELISA by binding RIIalpha to MTP and adding various recombinant AKAP proteins in the presence of increasing inhibitor concentrations. If all AKAP-Rallla interactions are inhibited, this indicates binding of the inhibitor to RIIalpha. If the inhibition of AKAP protein to AKAP protein is different, the inhibitors probably bind to the slightly different RII binding domains of the AKAP proteins.
Außer diesen Untersuchungen seien hier drei weitere Experimente genannt, die mit bereits erprobten Reagenzien und Methoden sofort durchgeführt werden können. Sie können Auskunft darüber geben, welche der ermittelten Substanzen auch in Zellen, insbesondere wenn die Zellen Teil eines Organismus sind, wirksam sind, und daher für eine Optimierung in Frage kommen.In addition to these investigations, three further experiments are mentioned here, which can be carried out immediately with already proven reagents and methods. They can provide information about which of the substances determined are also effective in cells, in particular if the cells are part of an organism, and therefore can be considered for optimization.
Zunächst können Sammelrohrzellen aus der inneren Medulla von Rattennieren (IMCD-Zellen, v. inner medullary collec- ting duct) in Gegenwart oder Abwesenheit der Substanzen mit AVP stimuliert werden, um die AQP2-Translokation zu stimulieren. Anschließend können Immunfluoreszenzfärbungen durchgeführt werden. Dabei werden die Zellen nach der Inkubation fixiert und permeabilisiert . Mithilfe von flu- oreszenzfarbstoffgekoppelten Antikörpern kann dann die intrazelluläre Lokalisation von AQP2 unter dem Fluoreszenzmikroskop ermittelt werden. Auf diese Weise kann der Einfluss der Substanzen auf die vermutlich AKAPlδdelta- abhängigen AQP2-Translokation untersucht werden. Ein weiteres Experiment ist die Messung von Ca2+-Strömen durch L-Typ-Ca2+-Kanäle in primär kultivierten Herzmuskelzellen aus neonatalen Ratten mittels Patch-Clamp- Technik. Dabei werden Membranabschnitte einer einzelnen Zelle mit einer puffergefüllten Glaskapillare fixiert und es wird eine konstante Spannung über die Membran angelegt. Durch einen Stromimpuls kann ein messbarer Anstieg des Ca2+-Stromes durch die in dem fixierten Membranbereich befindlichen, spannungsabhängigen L-Typ-Ca2+-Kanäle ausgelöst werden.First, collecting tube cells from the inner medulla of rat kidneys (IMCD cells, v. Inner medullary collecting duct) in the presence or absence of the substances can be stimulated with AVP to stimulate AQP2 translocation. Subsequently, immunofluorescent stains can be performed. The cells are fixed and permeabilized after incubation. Using fluorescence-dye-coupled antibodies, the intracellular localization of AQP2 can then be determined under the fluorescence microscope. In this way, the influence of the substances on the presumably AKAPlδdelta-dependent AQP2 translocation can be investigated. Another experiment is the measurement of Ca 2+ currents by L-type Ca 2+ channels in primary cultured neonatal rat heart muscle cells using patch clamps. Technology. Membrane sections of a single cell are fixed with a buffer-filled glass capillary and a constant voltage is applied across the membrane. By means of a current pulse, a measurable increase in the Ca 2+ current can be triggered by the voltage-dependent L-type Ca 2+ channels located in the fixed membrane region.
Nach Stimulation der Zellen mit dem unspezifischen beta- Adrenozeptor-Agonisten Isoproterenol ist eine Erhöhung des Ca2+-Kanalstroms zu erwarten, da durch die Rezeptoraktiv-ierung die in Abschnitt 3.3 beschriebene, von A- KAP18alpha abhängige Signalkaskade ausgelöst wird. Dadurch wird der L-Typ-Ca2+-Kanal phosphoryliert, wodurch sich seine Offenwahrscheinlichkeit erhöht. Solche Messun- gen können in Gegenwart oder Abwesenheit der Substanzen durchgeführt werden, so dass die Auswirkung auf den Signalweg indirekt über die gemessenen Ströme quantifiziert werden kann. Schließlich ist ein weiteres Experiment mit den genannten Herzmuskelzellen möglich, bei dem die Zellen mit Isoproterenol und den Substanzen präinkubiert werden. Danach wird ein membranpermeabler, fluoreszierender Ca2+- Indikator zu den Zellen gegeben. Damit kann die Ca2+- Verteilung in der Zelle visualisiert, und mithilfe eines Laser-Scarming-Mikroskops können (LSM) die Ca2+- Konzentrationsänderungen auch zeitlich aufgelöst analysiert werden. In Gegenwart der Substanzen werden schwächere Veränderungen der Ca2+-Konzentration erwartet, falls sie einen inhibitorischen Effekt auf die AKAP-PKA- Interaktion und damit auf die Phosphorylierung des Ca2+- Kanals haben. Sollte sich in diesen Experimenten zeigen, dass mit den Substanzen auch im Zellkulturmodell eine AKAPl8delta- spezifische oder eine unspezifische Hemmung der Interaktion mit der PKA möglich ist, so kann eine Optimierung durchgeführt werden mit dem Ziel, die konzentrationsabhängige Wirksamkeit zu verbessern.After stimulation of the cells with the nonspecific beta-adrenoceptor agonist isoproterenol, an increase in the Ca 2+ channel current is to be expected, since the activation of the receptor triggers the A KAP18alpha-dependent signaling cascade described in Section 3.3. As a result, the L-type Ca 2+ channel is phosphorylated, which increases its probability of opening. Such measurements can be carried out in the presence or absence of the substances so that the effect on the signal path can be quantified indirectly via the measured currents. Finally, another experiment with the said heart muscle cells is possible, in which the cells are preincubated with isoproterenol and the substances. Thereafter, a membrane-permeable, fluorescent Ca 2+ indicator is added to the cells. In this way, the Ca 2+ distribution in the cell can be visualized, and with the aid of a laser scarming microscope (LSM), the Ca 2+ concentration changes can also be analyzed in a time-resolved manner. In the presence of the substances, weaker changes in the Ca 2+ concentration are expected if they have an inhibitory effect on the AKAP-PKA interaction and thus on the phosphorylation of the Ca 2+ channel. Should it be shown in these experiments that the substances in the cell culture model also allow an AKAP18delta-specific or a non-specific inhibition of the interaction with the PCA, an optimization can be carried out with the aim of improving the concentration-dependent efficacy.
Der erste Schritt einer Optimierung ist die rechnergestützte Modellerstellung, um eine Vorstellung davon zu bekommen, welche funktionellen Gruppen der Moleküle mit welchen Aminosäuren in den Proteinen interagieren könnten.The first step in an optimization is computational modeling to get an idea of which functional groups of the molecules could interact with which amino acids in the proteins.
Auf dieser Basis können funktionelle Gruppen der Moleküle unter Beachtung der Lipinski-Regeln (s. Abschnitt 3.1) systematisch ausgetauscht werden, um die Affinität zum Bindungspartner zu erhöhen.On this basis, functional groups of the molecules can be systematically exchanged in accordance with the Lipinski rules (see Section 3.1) in order to increase the affinity for the binding partner.
Daneben kann versucht werden, ob durch einen kombinierten Einsatz der Inhibitoren ein additiver oder synergistischer Effekt erzielt werden kann. Falls auf diese Weise Verbesserungen erzielt werden können, kann versucht wer- den, gezielt ein Molekül zu synthetisieren, welches die am effektivsten interagierenden funktionellen Gruppen miteinander verknüpft.In addition, it can be tried whether an additive or synergistic effect can be achieved by a combined use of the inhibitors. If improvements can be made in this way, an attempt can be made to purposely synthesize a molecule that links the most effectively interacting functional groups.
Von den so erhaltenen Substanzen wären geringere Konzentrationen erforderlich, um die gleiche Wirkung zu erzie- len. Dies ermöglicht vorteilhafter einen Einsatz in vivo, wobei die Wahrscheinlichkeit unspezifischer oder toxischer Wirkungen reduziert ist.Of the substances thus obtained, lower concentrations would be required to achieve the same effect. This advantageously allows use in vivo, reducing the likelihood of nonspecific or toxic effects.
Die Figuren stellen folgende Sachverhalte dar: Fig. 1 :The figures represent the following facts: Fig. 1:
Schematische Darstellung des für die Expression von GST-Schematic representation of the expression of GST
Fusionsproteinen verwendeten Vektors pGEX-4T3.Fusion proteins used vector pGEX-4T3.
Fig. 2:Fig. 2:
Der Molekulargewichtsstandard HyperLadder I DNA Marker.The molecular weight standard HyperLadder I DNA Marker.
Fig. 3:3:
Der Molekulargewichtsstandard Invitrogen BenchMark prote- in ladder für SDS-PAGE.The molecular weight standard Invitrogen BenchMark prote-in ladder for SDS-PAGE.
Fig. 4:4:
Schematische Darstellung des ELISA zur quantitativen De- tektion der Protein-Protein-Bindung zwischen PKA-RIIalpha und GST-AKAPl8delta. In jedem well einer 384-well MTPSchematic representation of the ELISA for the quantitative detection of protein-protein binding between PKA-RIIalpha and GST-AKAP18delta. In each well of a 384-well MTP
(links) findet eine der folgenden Reaktionen statt: A - ohne Inhibitor bindet GST-AKAP18delta an das plattengebundene Rllalpha und ist daher mit den Antikörpern durch Chemilumineszenz nachweisbar. B - werden kleine Moleküle zugesetzt, die an einen der beiden Bindungspartner binden (hier an GST-AKAP18delta) , so werden sowohl GST- AKAPlδdelta als auch die Antikörper in den folgenden Waschschritten entfernt, und es kann keine Chemilumineszenz erzeugt werden. C - gleiches gilt für die Inhbition der Bindung durch inhbitorische Peptide. Diese binden allerdings immer an Rllalpha.(left) one of the following reactions takes place: A - without inhibitor binds GST-AKAP18delta to the plate-bound RIIalpha and is therefore detectable with the antibodies by chemiluminescence. B - If small molecules are added which bind to one of the two binding partners (here GST-AKAP18delta), both GST-AKAPlδdelta and the antibodies are removed in the subsequent washing steps and no chemiluminescence can be generated. C - The same applies to the inhibition of binding by inhibitory peptides. However, these always bind to Rllalpha.
Fig. 5:Fig. 5:
Kompetente E. coli-Zellen wurden mit pGEX-AKAPlδdelta transformiert, die Plasmid-DNA aus 4 Klonen präpariert, einem Restriktionsverdau unterzogen und mittels Agarose- Gelelektrophorese analysiert. Klon 1 ung. = unbehandeltes Plasmid aus Klon 1, Klone 1-4 = mit EcoRI und Xhol behandelte Plasmide der Klone 1-4. Bei den verdauten Plasmiden sind die erwarteten Fragmente von 4,9 kb und 1 kb zu sehen.Competent E. coli cells were transformed with pGEX-AKAPlδdelta, the plasmid DNA was prepared from 4 clones, subjected to restriction digestion and analyzed by agarose gel electrophoresis. Clone 1 ung = untreated plasmid from clone 1, clones 1-4 = EcoRI and Xhol-treated plasmids of clones 1-4. The digested plasmids show the expected fragments of 4.9 kb and 1 kb.
Fig. 6 A und B:Fig. 6 A and B:
Analyse von SDS-PAGE-Probenpuffereluaten von Glutathion- Sepharose-beads, an die das rekombinante GST-AKAPl8delta (75 kDa) bzw. die GST (25 kDa) nach der Aufreinigung mit verschiedenen Lyse- und Bindungsbedingungen gebunden hatten, mittels SDS-PAGE mit Coomassie-Färbung. Es wurden jeweils 5 μl der Probenpuffer-Eluate aufgetragen.Analysis of SDS-PAGE sample buffer eluates of glutathione-Sepharose beads to which the recombinant GST-AKAP18b (75 kDa) or the GST (25 kDa) had been linked after purification with different lysis and binding conditions by SDS-PAGE Coomassie staining. In each case 5 .mu.l of the sample buffer eluates were applied.
A: Variation der Lyse-Bedingungen. GST = Produkt des lee- ren pGEX-Vektors; GST-I8delta = Produkt von pGEX-A: Variation of lysis conditions. GST = product of the empty pGEX vector; GST-I8delta = product of pGEX-
AKAP18delta; FP = French Press; DTT = Zusatz von DTT vor einmaliger French Press-Lyse; Lyso = Lyse mit Lysozym; RT = Raumtemperatur; M-Standard = Molekulargewichtsstandard.AKAP18delta; FP = French Press; DTT = addition of DTT before one-time French Press lysis; Lyso = lysis with lysozyme; RT = room temperature; M standard = molecular weight standard.
B: Variation der Bindungsbedingungen. Die Bakteriensuspension wurde jeweils dreimal mittels French Press Iy- siert .B: variation of binding conditions. The bacterial suspension was in each case Iysed three times by French Press.
Fig. 7: Durch schrittweise Veränderung der ElutionspufferZusammensetzung konnte die Elution von GST-AKAPl8delta von den Glutathion (GSH) -Sepharose-beads optimiert werden. In der ersten und letzten Spalte sind Ausschnitte aus Coomassie-gefärbten SDS-PAGE (A-I) bzw. Western Blots (J) zu sehen. Die Pfeile in der letzten Spalte geben an, welche Elutionsbedingungen auf die beads angewendet worden waren, bevor sie analysiert wurden. Es wird jeweils der Ausschnitt zwischen 70 und 80 kDa gezeigt. In der zweiten und dritten Spalte sind die aufgetragenen Probenvolumina, in der vorletzten die Elutionsfraktion und in den restlichen Spalten die Zusammensetzung des Eluti- onspuffers dargestellt. V = Volumen, c = Konzentration, T-X = Triton X-100, T-20 = Tween 20, E = Eluat-Nr.Fig. 7: By stepwise alteration of the elution buffer composition, elution of GST-AKAP18delta from the glutathione (GSH) -sepharose beads could be optimized. In the first and last column, excerpts from Coomassie-stained SDS-PAGE (AI) and Western Blots (J) can be seen. The arrows in the last column indicate which elution conditions were applied to the beads before being analyzed. It will be respectively the section between 70 and 80 kDa shown. In the second and third column, the applied sample volumes are shown, in the penultimate the elution fraction and in the remaining columns the composition of the elution buffer. V = volume, c = concentration, TX = Triton X-100, T-20 = Tween 20, E = eluate no.
Fig. 8:Fig. 8:
A - BSA, BSA-ELISA und Magermilchpulver wurden in Binde- puffer gegeben. Nach Zugabe von Chemilunαineszenzsubstrat wurde die Intensität der unspezifischen Signale ermittelt (Einzelbestimmungen) .A - BSA, BSA ELISA and skimmed milk powder were placed in binding buffer. After addition of chemiluminescent substrate, the intensity of the nonspecific signals was determined (individual determinations).
B - Bindepuffer mit steigenden RIIalpha-Konzentrationen (angegeben als Gesamtmasse m(RIIalpha) ) wurde in MTP pi- pettiert, unspezifische Bindungsstellen mit Blockierpuffer blockiert, und die Menge des gebundenen Proteins mit PKARIIaipha- und anti-Maus-POD-Ak detektiert. C - Bindepuf¬ fer mit konstanten Mengen Rllalpha (25 bzw. 40 ng/well) wurde auf MTP pipettiert, unspezifische Bindungsstellen mit Blockierpuffer blockiert, Blockierpuffer mit steigenden Konzentrationen GST-AKAP18delta zugegeben und die Menge des gebundenen GST-AKAP18delta mit A18delta3- und anti-Kaninchen-POD-Ak detektiert. I = Intensität, RLU = relative light units, m = Masse.B binding buffer with increasing RIIalpha concentrations (expressed as total mass m (RIIalpha)) was pipetted into MTP, blocking nonspecific binding sites with blocking buffer, and the amount of bound protein with PKA RIIa ip ha - and anti-mouse POD-Ab detected. C - Bindepuf ¬ fer with constant amounts Rllalpha (25 and 40 ng / well) was pipetted onto MTP, nonspecific binding sites with blocking buffer, blocked, blocking buffer with increasing concentrations of GST-AKAP18delta added and the amount of bound GST-AKAP18delta with A18delta3- and anti Rabbit POD Ab detected. I = intensity, RLU = relative light units, m = mass.
Fig. 9:Fig. 9:
A-C - Es wurden jeweils Bindungsreihen (wie in Fig. 8C) hergestellt .A-C - Binding series were each made (as in Fig. 8C).
A - Für Bindungsreihen mit 15 bzw. 25 ng konstanter RII- alpha-Menge wurden die Chemilumineszenzintensitäten ermittelt. B - Bindungsreihen wurden mit verschiedenen Al8delta3- und konstanten anti-Kaninchen-POD-Ak-Verdünnungen detek- tiert.A - For binding sequences with 15 and 25 ng of constant RII-alpha, the chemiluminescence intensities were determined. B - binding sequences were detected with different Al8delta3 and constant anti-rabbit POD-Ak dilutions.
C - Bindungsreihen wurden mit konstanten A18delta3- und verschiedenen anti-Kaninchen-POD-Ak-Verdünnungen detek- tiert.C - binding sequences were detected with constant A18delta3 and various anti-rabbit POD-Ak dilutions.
Fig. 10:Fig. 10:
A - Zu konstanten RIIalpha-Mengen wurden 0, 80 oder 160 ng GST-AKAP18delta gegeben. Die Detektion erfolgte mit konstanten A18delta3-Verdünnungen und mit 1:3000 (3k)- oder 1:10000 (10k) -Verdünnungen des sekundären (2.) anti- Kaninchen-POD-Ak. Jedes Experiment wurde in Gegenwart (+) oder Abwesenheit (-) von 1 % DMSO durchgeführt.. B - Die Bindung von konstanten GST-AKAP18delta-Mengen an konstante RIIalpha-Mengen wurde in Gegenwart von steigenden DMSO-Konzentrationen (0-2,5 %) detektiert. C - Es wurden Bindungsreihen mit 0 bzw. 25 ng Rllalpha hergestellt und detektiert, um die Spezifität der Signale nachzuweisen.A - Constant RIIalpha levels were given 0, 80 or 160 ng GST-AKAP18delta. The detection was carried out with constant A18delta3 dilutions and with 1: 3000 (3k) or 1: 10000 (10k) dilutions of the secondary (2) anti-rabbit POD Ab. Each experiment was performed in the presence (+) or absence (-) of 1% DMSO. B - Binding of constant GST-AKAP18delta levels to constant RIIalpha levels was monitored in the presence of increasing DMSO concentrations (0-2.5 %) detected. C - Bonding sequences were prepared with 0 and 25 ng Rllalpha and detected to detect the specificity of the signals.
Fig. 11:Fig. 11:
Um ICöo-Werte zu berechnen, wurde die Bindung zwischen konstanten Rllalpha- und GST-AKAPl8delta-Mengen in Gegen- wart steigender Peptidkonzentrationen detektiert. Ein Ei- ne-Bindungsstelle-Modell wurde an die Messwerte angepasst (s. Abschnitt 1.11). Während L314E und Ht31 die Bindung kompetitiv hemmen, werden 18d-PP und Ht31-P als Negativkontrollen verwendet. Fig . 12 :To calculate IC ö o values, the binding between constant RIIalpha and GST-AKAP18delta levels was detected in the presence of increasing peptide concentrations. A single binding site model was adapted to the measured values (see Section 1.11). While L314E and Ht31 competitively inhibit binding, 18d-PP and Ht31-P are used as negative controls. Fig. 12:
Es wurden Bindungsreihen hergestellt, bei denen die Bildung der RIIalpha-GST-AKAP18delta-Interaktion nach 15, 30 oder 60 min durch Waschen unterbrochen wurde. Dann wurde die Menge des gebundenen GST-AKAP18delta detektiert.Binding series were prepared in which the RIIalpha-GST-AKAP18delta interaction was disrupted by washing after 15, 30 or 60 minutes. Then the amount of bound GST-AKAP18delta was detected.
Fig. 13:Fig. 13:
A - Zu konstanten Rllalpha- und GST-AKAP18delta-Mengen wurden für 15, 30 oder 60 min die Peptide L314E und 18d- PP in Konzentrationen von 0,01 oder 10 μM gegeben. Anschließend wurde die Menge des gebundenen GST-AKAPl8delta detektiertA - For constant RIIalpha and GST-AKAP18delta levels, the peptides L314E and 18d-PP were added at concentrations of 0.01 or 10 μM for 15, 30 or 60 min. Subsequently, the amount of bound GST-AKAP18b was detected
B - RIIalpha-GST-AKAP18delta-Komplexe in konstanten Konzentrationen wurden mit dem A18delta3- und dem anti- Kaninchen-POD-Ak für alle möglichen Kombinationen der Inkubationszeiten 15, 30 und 60 min detektiert. Die Darstellung von Fehlerindikatoren war in dieser Abb. nicht möglich. C - Zu derselben RIIalpha-GST-AKAPl8delta-Bindungsreihe wurden die Ak und das Chemilumineszenzsubstrat gegeben. Die Chemilumineszenzintensität wurde nach 2, 4 und 8 min gemessen.B - RIIalpha-GST-AKAP18delta complexes at constant concentrations were detected with the A18delta3 and the anti-rabbit POD Ab for all possible combinations of incubation times 15, 30 and 60 min. The display of error indicators was not possible in this figure. C - To the same RIIalpha-GST-AKAP18delta binding series were added the Ab and the chemiluminescent substrate. The chemiluminescence intensity was measured after 2, 4 and 8 minutes.
Fig. 14: MTP wurden 1 h mit gleichen Mengen Rllalpha beschichtet. Anschließend wurde Blockierpuffer zugegeben und die MTP für 1 h bei Raumtemperatur oder für 66 h bei 4 0C inkubiert. Anschließend wurde GST-AKAP18delta in steigenden Konzentrationen zugegeben. Die Menge des gebundenen GST- AKAPlδdelta wurde mit A18delta3- und anti-Kaninchen-POD- Ak detektiert. Fig 15 :Fig. 14: MTP were coated with equal amounts of RIIalpha for 1 h. Then blocking buffer was added and the MTP incubated for 1 h at room temperature or for 66 h at 4 0 C. Subsequently, GST-AKAP18delta was added in increasing concentrations. The amount of bound GST-AKAPlδdelta was detected with A18delta3 and anti-rabbit POD-Ab. Fig. 15:
A - Die RIIalpha-GST-AKAPl8delta-Bindungskurve zeigt, dass die restlichen Experimente, die alle mit 50 nM GST- AKAP18delta durchgeführt wurden, im sensitiven Messbe- reich lagen.A - The RIIalpha-GST-AKAP18delta binding curve shows that the remaining experiments, all performed with 50 nM GST-AKAP18delta, were in the sensitive range.
B - Mithilfe des inhibitorischen Peptids L314E konnte die Bindung ebenfalls konzentrationsabhängig inhibiert werden. C - Zusammenfassung der Validierungsexperimente mit stei- genden Inhibitorkonzentrationen. Gezeigt sind die 9 Hits sowie zum Vergeich die nicht wirksame Verbindung 2348. D- L - Konzentrationsabhängige Wirkung jedes einzelnen Inhibitors, Strukturformel und aus der Anpassung eines Eine- Bindungsstelle-Kompetition-Modells (s. Abschnitt 1.11) an die Messwerte (Einzelbestimmungen, daher keine Fehlerindikatoren) berechnete IC50-Werte (D-L: Einzelbestimmungen) . Fortsetzung (H-L) auf der nächsten Seite.B - Binding was also inhibited in a concentration-dependent manner using the inhibitory peptide L314E. C - Summary of validation experiments with increasing inhibitor concentrations. Shown are the 9 hits and, for comparison, the non-active compound 2348. D- L - Concentration-dependent effect of each inhibitor, structural formula and adaptation of a one-binding-site competition model (see Section 1.11) to the measured values (individual determinations, therefore no error indicators) calculated IC 50 values (DL: individual determinations). Continued (HL) on the next page.
Fig. 16: Teil 2 von Fig. 15. Teil 1 und Legende siehe Fig. 15.FIG. 16: Part 2 of FIG. 15. Part 1 and legend see FIG. 15.
Fig. 17:Fig. 17:
Schematische Darstellung des ELISA zur quantitativen De- tektion der Protein-Protein-Bindung zwischen PKA-RIIalpha oder PKA-RIIbeta und GST-AKAP18delta (Glutathion S-Schematic representation of the ELISA for the quantitative detection of the protein-protein binding between PKA-RIIalpha or PKA-RIIbeta and GST-AKAP18delta (glutathione-S)
Transferasefusion mit AKAP18delta) . Die Interaktion erfolgt in Ab- oder Anwesenheit niedermolekularer Substanzen in 384-Loch-ELISA-Platten. Der Nachweis der Interaktion der Proteine erfolgt mit primären anti-AKAP18delta- und sekundären Peroxidase-gekoppelten Antikörpern und Chemilumineszenz . Fig. 18: Hemmung der Vasopressin (AVP) -abhängigen Umverteilung des Wasserkanals Aquaporin-2 (AQP2) in renalen Hauptzellen durch die angegebenen Substanzen (s. Tab. B; Konzentrationen der Hemmstoffe in μM) . Primär kultivierte Hauptzel- len aus der inneren Medulla von Rattennieren (IMCD-Transferase fusion with AKAP18delta). The interaction occurs in the absence or presence of low molecular weight substances in 384-well ELISA plates. Proof of protein interaction is provided by primary anti-AKAP18delta and secondary peroxidase-coupled antibodies and chemiluminescence. Fig. 18: Inhibition of vasopressin (AVP) -dependent redistribution of the aquaporin-2 (AQP2) water channel in renal main cells by the indicated substances (see Table B, concentrations of inhibitors in μM). Primarily cultured main cells from the inner medulla of rat kidneys (IMCD
Zellen) stellen ein Modell für die AVP-induzierte Translokation von AQP2 dar. Diese Umverteilung bildet die molekulare Grundlage der AVP-induzierten Wasserrückresorption in der Niere. AQP2 wurde mittels eines spezifischen Antiserums und Cy3-markierter Sekundärantikörper in unbehandelten (Kontrolle) und mit AVP- bzw. Substanzen behandelten Zellen mit dem laser scanning-Mikroskop detektiert {Tamma et al. , 2003; Henn et al. , 2004). Fig. 19: Cluster von Substanzen, die die Interaktion von A-Cells) represent a model for the AVP-induced translocation of AQP2. This redistribution forms the molecular basis of AVP-induced water reabsorption in the kidney. AQP2 was detected by a specific antiserum and Cy3-labeled secondary antibody in untreated (control) and AVP- or substance-treated cells with the laser scanning microscope {Tamma et al. , 2003; Henn et al. , 2004). FIG. 19: Clusters of substances that influence the interaction of A-
KAPlδdelta mit regulatorischen Rllalpha Untereineheiten der PKA hemmen. Alle Substanzen, die die Interaktion hemmen (s. Tab. A und B) wurden bezüglich struktureller Ähnlichkeiten untersucht. Die Zahlen unter den Bezeichnungen Strukturen 1-18 entsprechen der Com_ID (s. Tabellen A und B) . Es zeigte sich eine strukturelle Ähnlichkeit zwischen den Substanzen 1-4, 5 und 6, 7 - 9, 11 und 12, 13 und 14, 15 und 16 sowie zwischen 17 und 18. Substanz 10 hatte kein Ähnlichkeit mit anderen interaktionshemmenden Sub- stanzen. Verallgemeinerungen der Strukturen sind in Fig. 20 abgebildet. Fig. 20KAPlδdelta with regulatory Rllalpha subunits of PKA inhibit. All substances inhibiting the interaction (see Tables A and B) were examined for structural similarities. The numbers under the names Structures 1-18 correspond to the Com_ID (see Tables A and B). There was a structural similarity between substances 1-4, 5 and 6, 7 - 9, 11 and 12, 13 and 14, 15 and 16 and between 17 and 18. Substance 10 had no resemblance to other interaction-inhibiting substances. Generalizations of the structures are shown in FIG. Fig. 20
Verallgemeinerung der Strukturen 1 - 17, die in Fig. 19 dargestellt sind Fig. 21:Generalization of Structures 1-17 Illustrated in FIG. 19 FIG. 21: FIG.
Wirkung der niedermolekularen Substanzen 18882, 990 und der 990-Derivate SM61 und SM65 auf die AVP-induzierte Um- Verteilung von AQP2 in IMCD-Zellen (s. Fig. 18) . Die Strukturen und chemischen Eigenschaften der Substanzen sind in den Tab. A, B und C dargestellt (Konzentrationen der Hemmstoffe in μM) . AQP2 wurde mittels eines spezifi- sehen Antiserums und Cy3~markierter Sekundärantikörper in unbehandelten (Kontrolle) und mit AVP- bzw. Substanzen behandelten Zellen mit dem laser scanning-Mikroskop de- tektiert {Tamma et al. r 2003; Henn et al., 2004). Die niedermolekulare Substanz 990 hemmt die Interaktion von AKAPlδdelta mit regulatorischen Rllalpha-Untereinheiten der PKA in IMCD-Zellen (s. Fig. 22). Entsprechend verhindert 990 die AVP-induzierte AQP2-Umverteilung. Die Substanz SM61, ein 990-Derivat, inhibiert die AVP-induzierte AQP2-Umverteilung ebenfalls. Die Substanzen 18882 und das 990 Derivat SM65 haben dagegen in den verwendeten Konzentrationen keinen Einfluss auf die AVP-induzierte AQP2- Umverteilung .Effect of the low molecular weight substances 18882, 990 and the 990 derivatives SM61 and SM65 on the AVP-induced conversion Distribution of AQP2 in IMCD cells (see Fig. 18). The structures and chemical properties of the substances are shown in Tab. A, B and C (concentrations of inhibitors in μM). AQP2 was detected by means of a specific antiserum and Cy3-labeled secondary antibodies in untreated (control) and AVP- or substance-treated cells with the laser scanning microscope {Tamma et al. r 2003; Henn et al., 2004). The low-molecular weight substance 990 inhibits the interaction of AKAP18δelta with regulatory RIIalpha subunits of PKA in IMCD cells (see Fig. 22). Similarly, 990 prevents AVP-induced AQP2 redistribution. Substance SM61, a 990 derivative, also inhibits AVP-induced AQP2 redistribution. In contrast, the substances 18882 and 990 derivative SM65 have no influence on the AVP-induced AQP2 redistribution at the concentrations used.
Fig. 22: Die niedermolekulare Substanz 990 hemmt die Interaktion von AKAPlδdelta mit regulatorischen Rllalpha- Untereinheiten der PKA in IMCD-Zellen. Die Substanz (s. Tab. A, B und D) wurde durch das Durchmustern einer 20064 Verbindungen umfassenden Substanzbibliothek mittels des in Fig. 17 dargestellten ELISA-basierten Versuchsaufbaus identifiziert. Primär kultivierte IMCD-Zellen blieben unbehandelt (Kontrolle) , wurden mit der Substanz 990 (100 μM) oder als Negativkontrolle mit cAMP für 30 min inkubiert. Anschließend wurden die Zellen lysiert und einer cAMP-Agarose-Präzipitation unterzogen (Henn et al., JBC 279, 26654, 2004). A. AKAPlδdelta wurde in den Lysaten und den cAMP-Agarose-Präzipitaten (cAMP-Agarose) mittels des anti-AKAP18delta spezifischen Antikörpers A18delta4 im Western Blot detektiert (Henn et al . , 2004). Als Negativkontrolle wurde cAMP in den Ansatz gegeben. Dadurch wird die Bindung von regulatorischen Untereinheiten der PKA an die cAMP-Agarose kompetitiv gehemmt. Daher werden keine AKAPs präzipitiert und AKAP18delta kann in dieser Probe folglich nicht nachgewiesen werden. Als Positivkontrolle wurde rekombinant hergestelltes AKAP18delta verwendet. B. Zur Detektion von AKAPs in den Lysaten und cAMP-Agarose-Präzipitaten wurde ein RII overlay durchgeführt (Henn et al . , JBC 279, 26654, 2004). Als Positivkontrolle wurde rekombinant hergestelltes AKAP18delta detektiert. AKAP18delta ist in A. und B. durch Pfeile angezeigt.FIG. 22: The low molecular weight substance 990 inhibits the interaction of AKAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA in IMCD cells. The substance (see TABLES A, B and D) was identified by screening a substance library comprising 20064 compounds by means of the ELISA-based experimental set-up shown in FIG. Primarily cultured IMCD cells remained untreated (control), were incubated with substance 990 (100 μM) or as a negative control with cAMP for 30 min. Subsequently, the cells were lysed and subjected to cAMP agarose precipitation (Henn et al., JBC 279, 26654, 2004). A. AKAPlδdelta was used in the lysates and the cAMP agarose precipitates (cAMP agarose) of the anti-AKAP18delta specific antibody A18delta4 detected in Western blot (Henn et al., 2004). As a negative control, cAMP was added to the batch. This competitively inhibits the binding of regulatory subunits of PKA to cAMP agarose. Therefore, no AKAPs are precipitated and thus AKAP18delta can not be detected in this sample. The positive control used was recombinantly produced AKAP18delta. B. To detect AKAPs in the lysates and cAMP agarose precipitates, a RII overlay was performed (Henn et al., JBC 279, 26654, 2004). As a positive control, recombinantly produced AKAP18delta was detected. AKAP18delta is indicated by arrows in A. and B.
Fig. 23:Fig. 23:
Die niedermolekulare Substanz 18882 hemmt die Interaktion von AKAPlδdelta mit regulatorischen Rllalpha- Untereinheiten der PKA in Kardiomyozyten. Die Substanz 990 hat dagegen keinen Einfluss auf diese Wechselwirkung. Die Substanzen (s. Tab. A, B und D) wurden durch das Durchmustern einer 20064 Verbindungen umfassenden Substanzbibliothek mittels des in Fig. 17 dargestellten ELI- SA-basierten Versuchsaufbaus identifiziert. Primär kulti- vierte neonatale Kardiomyozyten blieben unbehandelt (Kontrolle) , wurden mit den Substanzen 990, 18882 (jeweils 100 μM) oder als Negativkontrolle mit cAMP für 30 min inkubiert. Anschließend wurden die Zellen lysiert und einer cAMP-Agarose-Präzipitation unterzogen (Henn et al . , JBC 279, 26654, 2004) . A. AKAP18delta wurde in den Lysaten und den cAMP-Agarose-Präzipitaten (cAMP-Agarose) mittels des anti-AKAP18delta spezifischen Antikörpers A18delta4 im Western Blot detektiert (Henn et al . , JBC 279, 26654, 2004) . Als Negativkontrolle wurde cAMP in den Ansatz gegeben. Dadurch wird die Bindung von regulatorischen Untereinheiten der PKA an die cAMP-Agarose kompetitiv ge- hemmt. Dadurch werden keine AKAPs präzipitiert und A- KAPlδdelta kann in dieser Probe nicht nachgewiesen werden. Als Positivkontrolle wurde rekombinant hergestelltes AKAPlδdelta verwendet. B. In den gleichen Proben wie in A angegeben wurden regulatorische Rllbeta-Untereinheiten der PKA mittels Western Blot detektiert. In der Probe, die cAMP enthält wird erwartungsgemäß kein Rllbeta detektiert (s. A.). Der Antikörper erkennt erwartungsgemäß nicht AKAP18delta. C. Zur nicht-selektiven Detektion von AKAPs in den Lysaten und cAMP-Agarose-Präzipitaten wurde ein RII overlay durchgeführt (Henn et al., JBC 279,The small molecule 18882 inhibits the interaction of AKAP18δelta with regulatory RIIalpha subunits of PKA in cardiomyocytes. In contrast, substance 990 has no influence on this interaction. The substances (see Tables A, B and D) were identified by screening a substance library comprising 20064 compounds by means of the ELISA-based experimental set-up shown in FIG. Primarily cultured neonatal cardiomyocytes remained untreated (control), were incubated with the substances 990, 18882 (100 μM each) or as a negative control with cAMP for 30 min. Subsequently, the cells were lysed and subjected to cAMP agarose precipitation (Henn et al., JBC 279, 26654, 2004). A. AKAP18delta was detected in the lysates and cAMP agarose precipitates (cAMP agarose) using the anti-AKAP18delta specific antibody A18delta4 detected in Western blot (Henn et al., JBC 279, 26654, 2004). As a negative control, cAMP was added to the batch. This competitively inhibits the binding of regulatory subunits of PKA to cAMP agarose. As a result, no AKAPs are precipitated and A-KAPlδdelta can not be detected in this sample. The positive control used was recombinantly produced AKAP18 delta. B. Regulatory Rllbeta subunits of PKA were detected by Western blot in the same samples as in A. As expected, no Rllbeta was detected in the sample containing cAMP (see A.). As expected, the antibody does not recognize AKAP18delta. C. For non-selective detection of AKAPs in the lysates and cAMP agarose precipitates, a RII overlay was performed (Henn et al., JBC 279).
26654, 2004) . Als Positivkontrolle wurde rekombinant hergestelltes AKAPlδdelta detektiert.26654, 2004). As a positive control, recombinantly produced AKAP18delta was detected.
Fig. 24: Hemmung von L-Typ-Ca2+-Kanalstömen durch die SubstanzFig. 24: Inhibition of L-type Ca2 + channel currents by the substance
18882. L-Typ-Ca2+—Kanalströme wurden mittels der patch- clamp-Technik in neonatalen Kardiomyozyten der Ratte gemessen. Die Zellen wurden bei -70 mV gehalten und wiederholt auf ein Testpotential von 0 mV depolarisiert (nach 400 ms Anstieg auf -35 mV) . Obere Abb. : Die Substanzen 18882 (s. Tab. A und B) und das Lösungsmittel DMSO als Kontrolle wurden in den angegebenen Konzentrationen zu den Zellen gegeben. Untere Abb.: Die Substanzen 990 und das 990-Derivat SM61 (s. Tab. C) wurden in den angegebe- nen Konzentrationen zu den Zellen gegeben. Ströme wurden 400 s nach Establierung der Ganzzellkonfiguration gemessen. Die Zellen wurden mit Isoproterenol (1 μM, ISO; be- ta-Rezeptoragonist) zu den angegebenen Zeiten stimuliert. Isoproterenol wurde durch das ES-Medium ausgewaschen. Die Abb. zeigt Zeitverläufe der normalisierten Ströme (norma- lized current; n entspricht der Anzahl gemessener Zellen, die Fehlerbalken sind means + SEM) .18882. L-type Ca2 + channel currents were measured by patch-clamp technique in rat neonatal cardiomyocytes. The cells were maintained at -70 mV and repeatedly depolarized to a test potential of 0 mV (after 400 ms increase to -35 mV). Upper Fig.: The substances 18882 (see Tables A and B) and the solvent DMSO as a control were added to the cells in the concentrations indicated. Lower figure: Substances 990 and the 990 derivative SM61 (see Table C) were added to the cells at the concentrations indicated. Currents were measured 400 seconds after the establishment of the whole-cell configuration. The cells were incubated with isoproterenol (1 μM, ISO; ta receptor agonist) at the indicated times. Isoproterenol was washed out through the ES medium. The figure shows time courses of the normalized currents (normalized current, n corresponds to the number of measured cells, the error bars are means + SEM).
Tabellen A, B, C und D stellen folgende Sachverhalte dar:Tables A, B, C and D represent the following facts:
Tabelle A Niedermolekulare Substanzen, die die Interaktion von A- KAP18delta mit regulatorischen Rllalpha-Untereinheiten der PKA hemmen. Die Tabelle zeigt 142 Substanzen, die die Interaktion um mindestens 40 % hemmen. Bindung (in %) , dieser Wert gibt die relative Bindung von GST-AKAP18delta an PKA-RIIalpha in Gegenwart der jeweiligen Substanz in Prozent bezogen auf die Kontrolle (Bindung von GST- AKAP18delta an PKA-RIIalpha in Abwesenheit von Substanz) an. Die Substanzen wurden durch das Durchmustern einer 20064 Verbindungen umfassenden Substanzbibliothek mittels des in Fig. 17 dargestellten ELISA-basierten Versuchsaufbaus identifiziert. Strukturen der Substanzen sind dargestellt. Die Substanzen sind entsprechend ihrer inhibitorischen Wirkung sortiert. Die Liste beginnt mit den Substanzen, die die Interaktion von AKAPlδdelta mit regula- torischen Rlla-Untereinheiten der PKA am potentesten hemmen.Table A Low molecular weight substances that inhibit the interaction of A-KAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA. The table shows 142 substances that inhibit interaction by at least 40%. Binding (in%), this value indicates the relative binding of GST-AKAP18delta to PKA-RIIalpha in the presence of the respective substance in percent relative to the control (binding of GST-AKAP18delta to PKA-RIIalpha in the absence of substance). The substances were identified by screening a substance library comprising 20064 compounds by means of the ELISA-based experimental set-up shown in FIG. Structures of the substances are shown. The substances are sorted according to their inhibitory effect. The list begins with the substances that most potently inhibit the interaction of AKAPlδdelta with PKA regulatory RIIa subunits.
MW (in g/mol) , dieser Wert gibt die molekulare Masse der Substanz an. Die molekulare Masse stellt auch eine Annäherung der räumlichen Ausdehnung der Substanz dar, die für die biologische Verfügbarkeit wichtig ist (kleine Moleküle passieren leichter zelluläre Membranen) . Comp_ID, diese Nummern stellen die durchlaufende Substanz- Kodierung des Leibniz-Instituts für Molekulare Pharmakologie dar (insgesamt 20064) . Plate ID, Nummer der Sub¬ stanzbibliothek-Platte, in der die Substanz aufbewahrt wurde; Pos-ID, Position in der Substanzbibliothek-Platte, in der die Substanz aufbewahrt wurde. Formula, die hier genannten SummenformeIn geben die Zusammensetzung der Substanzen aus den Elementen an. logP, dieser Wert ist der berechnete Logarithmus des Verteilungskoeffizienten der Substanz. Er ermöglicht eine Abschätzung der Löslich- keit der Substanz in polaren (wässrigen) bzw. unpolarenMW (in g / mol), this value indicates the molecular mass of the substance. The molecular mass also represents an approximation of the spatial extent of the substance that is important for bioavailability (small molecules more easily pass through cellular membranes). Comp_ID, these numbers represent the passing substance Coding of the Leibniz Institute for Molecular Pharmacology (20064). Plate ID number of the sub-library ¬ punched plate in which the substance was stored; Pos ID, position in the substance library plate where the substance was stored. Formula, the sum formula mentioned here, indicates the composition of the substances from the elements. logP, this value is the calculated logarithm of the distribution coefficient of the substance. It makes it possible to estimate the solubility of the substance in polar (aqueous) or non-polar ones
(membranären (Lipid-) ) Phasen und liefert daher eine erste Aussage über die biologische Verfügbarkeit in zellulären Systemen. logSw, dieser Wert ist der berechnete Logarithmus des Löslichkeitskoeffizienten, der eine Aussage über die Löslichkeit der Substanz in Wasser macht. H_acceptor, gibt die Anzahl der Wasserstoffbrücken- Akzeptoren (N- und O-Atome) in der Substanz an. H_donor, gibt die Anzahl der Wasserstoffbrücken-Donatoren (NH- und OH-Gruppen) in der Substanz an. Wasserstoffbrückenbindun- gen sind die wichtigste Art der nichtkovalenten Bindung zwischen kleinen Molekülen und Proteinen; daher begünstigen Wasserstoffbrücken-Donatoren und -Akzeptoren das Potenzial der Substanzen für Wechselwirkungen mit Proteinen. B_rotN, dieser Wert entspricht der Anzahl an Atom- bindungen in der Substanz, um die freie Drehbarkeit herrscht. Eine höhere Anzahl solcher Bindungen erhöht die konformationelle Flexibilität der Substanz und damit die Wahrscheinlichkeit der passgenauen Bindung an eine Proteinoberfläche. Zusammengenommen ermöglichen diese Angaben Vorhersagen über die Bioverfügbarkeit von chemischen Substanzen, wie von Lipinski et al. gezeigt wurde (Lipinski, C. A., Lom- bardo, F., Dominy, B. W. & Feeney, P. J. Experimental and computational approaches to estimate solubility and per- meability in drug discovery and development settings . Adv. Drug Deliv. Rev. 46, 3-26 (2001).); dazu sollten Substanzen die sog. „rule of five" erfüllen:(membranous (lipid)) phases and therefore provides a first statement about the bioavailability in cellular systems. logSw, this value is the calculated logarithm of the solubility coefficient, which gives an indication of the solubility of the substance in water. H_acceptor, indicates the number of hydrogen bond acceptors (N and O atoms) in the substance. H_donor, indicates the number of hydrogen-bond donors (NH and OH groups) in the substance. Hydrogen bonds are the most important type of noncovalent bond between small molecules and proteins; therefore, hydrogen-bond donors and acceptors favor the potential of the substances to interact with proteins. B_rotN, this value corresponds to the number of atomic bonds in the substance, around which there is free rotation. A higher number of such bonds increases the conformational flexibility of the substance and thus the probability of accurately binding to a protein surface. Taken together, these data provide predictions about the bioavailability of chemical substances, as reported by Lipinski et al. (Lipinski, CA, Lom bardo, F., Dominy, BW & Feeney, PJ Experimental and Computational approaches to estimate solubility and per- meability in drug discovery and development settings. Adv. Drug Deliv. Rev. 46, 3-26 (2001).); For this, substances should fulfill the so-called "rule of five":
maximal fünf H-Brücken-Donatoren (= Summe der OH- und NH-Gruppen) a maximum of five H-bond donors (= sum of the OH and NH groups)
■ maximal zehn H-Brücken-Akzeptoren (Summe der N- und O-Atome) Molekulargewicht max. 500 g/mol■ a maximum of ten H-bond acceptors (sum of N and O atoms) molecular weight max. 500 g / mol
Verteilungskoeffizient log P <= 5 Distribution coefficient log P <= 5
Tabelle BTable B
Ausgewählte niedermolekulare Substanzen, die die Interak- tion von AKAP18delta mit regulatorischen Rllalpha Untereinheiten der PKA hemmen. Die Tabelle zeigt 9 Substanzen aus Tabelle A, die die Interaktion um mindestens 80 % hemmen. Bindung (in %), dieser Wert gibt die relative Bindung von GST-AKAP18delta an PKA-RIIalpha in Gegenwart der jeweiligen Substanz in Prozent bezogen auf die Kontrolle (Bindung von GST-AKAPl8delta an PKA-RIIalpha in Abwesenheit von Substanz) an. Der IC50-Wert wurde durch Titration der jeweiligen Substanz bestimmt. Die IC50 für die Hemmung der Interaktion wurde in dem in Fig 17 be- schriebenen ELISA-Experiment bestimmt. MW (in g/mol) , dieser Wert gibt die molekulare Masse der Substanz an. Die molekulare Masse stellt auch eine Annäherung der räumlichen Ausdehnung der Substanz dar, die für die biologische Verfügbarkeit wichtig ist (kleine Moleküle pas- sieren leichter zelluläre Membranen) . Comp_ID, diese Nummern stellen die durchlaufende Substanz-Kodierung des Leibniz-Instituts für Molekulare Pharmakologie dar (ins- gesamt 20064) . Plate ID, Nummer der Substanzbibliothek- Platte, in der die Substanz aufbewahrt wurde; Pos-ID, Position in der Substanzbibliothek-Platte, in der die Substanz aufbewahrt wurde. Formula, die hier genannten Surα- menformeln geben die Zusammensetzung der Substanzen aus den Elementen an. logP, dieser Wert ist der berechnete Logarithmus des Verteilungskoeffizienten der Substanz. Er ermöglicht eine Abschätzung der Löslichkeit der Substanz in polaren (wässrigen) bzw. unpolaren (membranären (Li- pid-) ) Phasen und liefert daher eine erste Aussage über die biologische Verfügbarkeit in zellulären Systemen. logSw, dieser Wert ist der berechnete Logarithmus des Löslichkeitskoeffizienten, der eine Aussage über die Löslichkeit der Substanz in Wasser macht. H_acceptor, gibt die Anzahl der Wasserstoffbrücken-Akzeptoren (N- und O- Atome) in der Substanz an. H_donor, gibt die Anzahl der Wasserstoffbrücken-Donatoren (NH- und OH-Gruppen) in der Substanz an. Wasserstoffbrückenbindungen sind die wichtigste Art der nichtkovalenten Bindung zwischen kleinen Molekülen und Proteinen; daher begünstigen Wasserstoffbrücken-Donatoren und -Akzeptoren das Potenzial der Substanzen für Wechselwirkungen mit Proteinen. B_rotN, dieser Wert entspricht der Anzahl an Atombindungen in der Substanz, um die freie Drehbarkeit herrscht. Eine höhere Anzahl solcher Bindungen erhöht die konformationelle Flexibilität der Substanz und damit die Wahrscheinlichkeit der passgenauen Bindung an eine Proteinoberfläche.Selected low-molecular-weight substances that inhibit the interaction of AKAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA. The table shows 9 substances from Table A that inhibit interaction by at least 80%. Binding (in%), this value indicates the relative binding of GST-AKAP18delta to PKA-RIIalpha in the presence of the respective substance in percent relative to the control (binding of GST-AKAP18delta to PKA-RIIalpha in the absence of substance). The IC50 value was determined by titration of the respective substance. The IC50 for inhibition of interaction was determined in the ELISA experiment described in FIG. MW (in g / mol), this value indicates the molecular mass of the substance. The molecular mass also represents an approximation of the spatial extent of the substance, which is important for bioavailability (small molecules easily pass through cellular membranes). Comp_ID, these numbers represent the continuous substance coding of the Leibniz Institute of Molecular Pharmacology (in particular overall 20064). Plate ID, number of the substance library plate in which the substance was stored; Pos ID, position in the substance library plate where the substance was stored. Formula, the formulas mentioned here, indicate the composition of the substances in the elements. logP, this value is the calculated logarithm of the distribution coefficient of the substance. It allows an estimation of the solubility of the substance in polar (aqueous) or non-polar (membrane (lipid)) phases and therefore provides a first statement about the bioavailability in cellular systems. logSw, this value is the calculated logarithm of the solubility coefficient, which gives an indication of the solubility of the substance in water. H_acceptor, indicates the number of hydrogen bond acceptors (N and O atoms) in the substance. H_donor, indicates the number of hydrogen-bond donors (NH and OH groups) in the substance. Hydrogen bonds are the most important type of noncovalent bond between small molecules and proteins; therefore, hydrogen-bond donors and acceptors favor the potential of the substances to interact with proteins. B_rotN, this value corresponds to the number of atomic bonds in the substance, around the free rotation prevails. A higher number of such bonds increases the conformational flexibility of the substance and thus the probability of accurately binding to a protein surface.
Tabelle C Niedermolekulare Substanzen, die die Interaktion von A- KAPlδdelta mit regulatorischen Rllalpha-Untereinheiten der PKA modulieren. Die Substanzen repräsentieren Deriva- te der in Tabellen A und B dargestellten Substanz 990, die durch chemische Modifikation aus der Substanz 990 entwickelt wurden. Die Strukturen, ihre chemische Summen- formeln (Formula) , ihr Molekulargewicht (MW) sowie der logP-Wert, die Zahl der H-Acceptor und H-Donatoren jeder Substanz sind dargestellt. (Erläuterungen zu diesen Parametern in den Legenden zu Tab. A und B.) Die inhibitorische Wirkung jeder Substanz auf die Interaktion von A- KAP18delta mit regulatorischen Rllalpha-Untereinheiten der PKA wurde bis zu dreimal (Screening no. 1-3) in dem in Fig. 17 abgebildeten ELISA-Experiment überprüft und daraus die IC50 (mean in μM) bestimmt. Das Verhältnis der IC50 des Derivates und der Substanz 990 wurde berechnet (Ratio IC50 (comp. /990). Werte > 1 spiegeln eine größere und Werte < 1 eine geringere Hemmung der Interaktion gegenüber der Ursprungssubstanz wider. Mean IC50 gibt die aus den durchgeführten Experimenten berechnete und in Bezug auf den mittleren IC50 von 990 normalisierte, durchschnittliche IC50 an. Bei Substanzen, die keine Hemmung zeigten, wurde ein „-" eingetragen.Table C Low molecular weight substances that modulate the interaction of A-KAP17δ with regulatory RIIalpha subunits of PKA. The substances represent derivatives the substance 990 shown in Tables A and B, which were developed by chemical modification of the substance 990. The structures, their chemical formulas (formula), their molecular weight (MW) and the logP value, the number of H-acceptors and H donors of each substance are shown. (Explanations of these parameters in the legends to Tab. A and B.) The inhibitory effect of each substance on the interaction of A-KAP18delta with regulatory Rllalpha subunits of PKA was up to three times (Screening no. 1-3) in the in Fig. 17 is tested ELISA experiment and determines the IC50 (mean in μM). The ratio of the IC50 of the derivative and the substance 990 was calculated (ratio IC50 (comp / 990). Values> 1 reflect a greater inhibition of the interaction with the original substance and values <1 mean that IC50 gives the results of the experiments carried out average IC 50 normalized and normalized to the mean IC50 of 990. For substances that did not show inhibition, a "-" was entered.
Tabelle DTable D
Niedermolekulare Substanzen SM-FP und 990, die die Interaktion von AKAPl8delta mit regulatorischen Rllalpha- Untereinheiten der PKA hemmen. Die Substanz SM-FP repräsentiert ein Derivat der in Tabellen A und B dargestellten Substanz 990. SM-FP zeichnet sich durch die Anwesenheit einer Fluoreszeingruppe aus. Die Strukturen, ihre chemische Formeln (Formula) , ihr Molekulargewicht (MW) sowie der logP-Wert, die Zahl der H-Acceptor und H- Donatoren jeder Substanz sind dargestellt. (Erläuterungen zu diesen Parametern in den Legenden zu Tab. A und B.) Die inhibitorische Wirkung jeder Substanz auf die Inter- aktion von AKAP18delta mit regulatorischen Rllalpha- Untereinheiten der PKA wurde bis zu dreimal (Screening no. 1-3) in dem in Fig. 17 abgebildeten ELISA-Experiment überprüft und daraus die IC50 (mean in μM) bestimmt. Das Verhältnis der IC50 des Derivates und der Substanz 990 wurde berechnet (Ratio IC50 (comp. /990). Werte > 1 spiegeln eine größere und Werte < 1 eine geringere Hemmung der Interaktion gegenüber der ürsprungssubstanz wider. Mean IC50 gibt die aus den durchgeführten Experimenten berechnete und in Bezug auf den mittleren IC50 von 990 normalisierte, durchschnittliche IC50 an. Bei Substanzen, die keine Hemmung zeigten, wurde ein „-" eingetragen. Low-molecular-weight substances SM-FP and 990, which inhibit the interaction of AKAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA. The substance SM-FP represents a derivative of the substance 990 shown in Tables A and B. SM-FP is characterized by the presence of a fluorescein group. The structures, their chemical formulas (formula), their molecular weight (MW) and the logP value, the number of H-acceptor and H-donors of each substance are shown. (Explanations of these parameters in the legends to Tab. A and B.) The inhibitory effect of each substance on the interaction of AKAP18delta with regulatory RIIalpha subunits of PKA was checked up to three times (screening no. 1-3) in the ELISA experiment depicted in FIG. 17, and from this the IC50 (mean in μM ) certainly. The ratio of the IC50 of the derivative and the substance 990 was calculated (ratio IC50 (comp / 990). Values> 1 reflect a greater inhibition of the interaction with the parent substance and values <1 mean IC50 gives the results of the experiments carried out average IC 50 normalized and normalized to the mean IC50 of 990. For substances that did not show inhibition, a "-" was entered.

Claims

Patentansprüche claims
1. Nicht-peptidische Proteinkinase A / Proteinkinase A- Ankerprotein-Entkoppler gemäß Tabelle A.1. Non-peptidic protein kinase A / protein kinase A anchor protein decoupler according to Table A.
2. Nicht-peptidische Proteinkinase A / Proteinkinase A- Ankerprotein-Entkoppler mit einem Molekulargewicht im Bereich von 150 bis 600 g/mol, bevorzugt von 190 bis 300 g/mol, einem Verteilungskoeffizient von logP ≤ 10, bevorzugt ≤ 8, mit maximal 10 Wasserstoff- Brücken-Donatoren und maximal 10 Wasserstoff- Brücken-Akzeptoren, einem Löslichkeitswert von logSw -400 bis 0 und einem BrotN-Wert von 0 bis 7.2. Non-peptidic protein kinase A / protein kinase A anchor protein decouplers having a molecular weight in the range of 150 to 600 g / mol, preferably from 190 to 300 g / mol, a distribution coefficient of logP ≤ 10, preferably ≤ 8, with a maximum of 10 Hydrogen bridge donors and a maximum of 10 hydrogen-bond acceptors, a solubility value of logSw -400 to 0 and a BrotN value of 0 to 7.
3. Entkoppler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie maximal 7, bevorzugt 6 H-Brücken-Donatoren, maximal 6, bevorzugt 5, besonders bevorzugt 4 Wasser- stoff-Brücken-Akzeptoren aufweisen und/oder einen logP-Wert von ≥ 1 bis ≤ 8, bevorzugt ≥ 1 bis ≤ 5.3. decoupler according to claim 2, characterized in that they have a maximum of 7, preferably 6 H-bridge donors, a maximum of 6, preferably 5, more preferably 4 hydrogen bridge acceptors and / or a logP value of ≥ 1 to ≦ 8, preferably ≥ 1 to ≦ 5.
4. Entkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Wechselwirkung von AKAP und PKA-4. Decoupler according to one of the preceding claims, characterized in that it detects the interaction of AKAP and PKA
Untereinheiten um mindestens 40%, bevorzugt um mindestens 80% hemmen.Subunits by at least 40%, preferably by at least 80% inhibit.
5. Entkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgewählt aus der Tabelle B. 5. Decoupler according to one of the preceding claims, selected from Table B.
6. Entkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgewählt aus der Tabelle C.6. Decoupler according to one of the preceding claims, selected from Table C.
7. Entkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgewählt aus der Tabelle D.7. Decoupler according to one of the preceding claims, selected from Table D.
8. Entkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche gemäß der allgemeinen Formel I, die durch Mesomerie ineinander überführbar sind (R2 und R3 werden als austauschbar behandelt)8. decoupler according to one of the preceding claims according to the general formula I, which are interconvertible by mesomerism (R 2 and R 3 are treated as exchangeable)
wobei X ein Nicht-Wasserstoffatom ist, vorzugsweise ein Schwefelatom, wherein X is a non-hydrogen atom, preferably a sulfur atom,
wobei R1 ein Alkyl- oder Arylrest ist, vorzugsweise ein 1-Naphthylmethylrest,where R 1 is an alkyl or aryl radical, preferably a 1-naphthylmethyl radical,
wobei R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl- oder Arylrest sind, vorzugsweise sind R2 und R3 zwei Wasserstoffatome, zwei Methylreste, ein Benzylrest und ein Methylrest oder ein Benyzlrest und ein tert- Butylrest,where R 2 and R 3 are a hydrogen atom or an alkyl or aryl radical, preferably R 2 and R 3 are two hydrogen atoms, two methyl radicals, one benzyl radical and one methyl radical or one benzyl radical and one tert-butyl radical,
besonders bevorzugt sind R2 und R3 ein 2- Thiazolidinylrest und ein Methyl oder tert-R 2 and R 3 particularly preferably represent a 2-thiazolidinyl radical and a methyl or tert-butyl radical
Butylrest, sowie ein 1-Naphthylrest und ein Isopro- pyl-, Cyclohexyl-, Benzyl- oder Methylrest; oder a- ber gemäß der allgemeinen Formel IIButyl radical, as well as a 1-naphthyl radical and an isoproyl radical pyl, cyclohexyl, benzyl or methyl radical; or above according to the general formula II
( Rotation um Einfachbindung^(Rotation about single bond ^
1 2 3 4 51 2 3 4 5
wobei X, R1, R2 und R3 die gleiche Bedeutung wie bei Formel .1 haben.wherein X, R 1 , R 2 and R 3 have the same meaning as in formula .1.
9. Entkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Struktur gemäß Fig. 19 umfassen.9. Decoupler according to one of the preceding claims, characterized in that they comprise a structure according to FIG. 19.
10. Entkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Struktur gemäß Fig. 20 umfassen.10. Decoupler according to one of the preceding claims, characterized in that they comprise a structure according to FIG. 20.
11. Entkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindungen von AKAP18-Proteinen, bevorzugt A- KAPlδdelta-Proteinen und/oder RI alpha und/oder RII- alpha und/oder RIbeta und/oder Rllbeta inhibiert werden.11. Decoupler according to one of the preceding claims, characterized in that the bonds of AKAP18 proteins, preferably A-KAPlδdelta proteins and / or RI alpha and / or RII-alpha and / or RIbeta and / or Rllbeta be inhibited.
12. Entkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur chirurgischen oder therapeutischen Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers und/oder zur Verwendung von Diagnoseverfahren, die am menschlichen oder tierischen Körper vorgenommen werden.12. decoupler according to one of the preceding claims for the surgical or therapeutic treatment of the human or animal body and / or for the use of diagnostic procedures that are performed on the human or animal body.
13. Pharmazeutisches Mittel umfassend mindestens einen Entkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, zusätzlich umfassend mindestens einen pharmazeutischen Träger und/oder Hilfsstoffe.13. Pharmaceutical agent comprising at least one decoupler according to any one of claims 1 to 12, additionally comprising at least one pharmaceutical carrier and / or excipients.
14. Pharmazeutisches Mittel nach dem vorhergehenden An- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Füllmittel, Sprengmittel, Bindemittel, Feuchthaltemittel, Streckmittel, Lösungsverzögerer, Resorpti- onsbeschleuniger, Netzmittel, Adsorptionsmittel und/oder Gleitmittel.14. Pharmaceutical agent according to the preceding claim, characterized in that the carrier is selected from the group comprising fillers, disintegrants, binders, humectants, extenders, dissolution inhibitors, resorpti- onsbeschleuniger, wetting agents, adsorbents and / or lubricants.
15. Pharmazeutisches Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kapsel, eine Tablette, ein Dragee, ein Zäpfchen, eine Salbe, eine Creme, ein Pflaster, eine Injektionslösung und/oder eine Infusionslösung ist.15. Pharmaceutical agent according to one of the preceding claims, characterized in that it is a capsule, a tablet, a dragee, a suppository, an ointment, a cream, a patch, an injection solution and / or an infusion solution.
16. Erkennungsmolekül gerichtet gegen den Entkoppler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Erkennungsmolekül ein Antikörper, ein Komplexbildner und/oder ein Chelator ist.16. A recognition molecule directed against the decoupler according to one of claims 1 to 12, wherein the recognition molecule is an antibody, a complexing agent and / or a chelator.
17. Kit umfassend einen Entkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ein pharmazeutisches Mittel nach einem der Ansprüche 13 bis 15 und/oder ein Erken- nungsmolekül nach Anspruch 16, gegebenenfalls zusammen mit einer Information über die Kombination und/oder Handhabung der Bestandteile des Kits.17. A kit comprising a decoupler according to one of claims 1 to 12, a pharmaceutical agent according to any one of claims 13 to 15 and / or a recombinant The detection molecule according to claim 16, optionally together with information about the combination and / or handling of the components of the kit.
18. Verwendung des Entkopplers und/oder des pharmazeutischen Mittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche und/oder des Erkennungsmoleküls nach Anspruch 16 zur Modifikation, insbesondere einer Inhibition einer AKAP-PKA-Interaktion.18. Use of the decoupler and / or the pharmaceutical agent according to any one of the preceding claims and / or the recognition molecule according to claim 16 for the modification, in particular an inhibition of an AKAP-PKA interaction.
19. Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation der Interaktion in einer Zelle, einer Zellkultur, einem Gewebe und/oder einem Zielor- ganismus durchgeführt werden.19. Use according to the preceding claim, characterized in that the modification of the interaction in a cell, a cell culture, a tissue and / or a target organism are performed.
20. Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Modifikation der Interaktion, die Vasopres- sin-induzierte Umverteilung von AQP2 modifiziert wird, insbesondere verhindert wird.20. Use according to the preceding claim, characterized in that the modification of the interaction, the vasopressin-induced redistribution of AQP2 is modified, in particular is prevented.
21. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Interaktion von RIalpha-, Rllalpha-, Rlbeta- und/oder Rllbeta-Üntereinheiten der PKA mit AKAP modifiziert, insbesondere inhibiert wird.21. Use according to one of the preceding claims, characterized in that the interaction of RIalpha, Rllalpha, Rlbeta and / or Rllbeta Üntereinheiten the PKA modified with AKAP, in particular is inhibited.
22. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel nach Anspruch 1 bis 17 spezifisch an A- KAP, bevorzugt AKAP18, besonders bevorzugt A- KAPlδdelta und/oder spezifisch and PKA, bevorzugt Untereinheiten dieser, ganz besonders bevorzugt an RII-Untereinheiten binden.22. Use according to one of the preceding claims, characterized in that the agents according to claim 1 to 17 specifically to A-KAP, preferably AKAP18, particularly preferably A- KAPlδdelta and / or specific and PKA, preferably subunits of these, most preferably bind to RII subunits.
23. Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Untereinheiten humanen und/oder murinen Ursprungs sind und/oder aus Ratten gewonnen werden.23. Use according to the preceding claim, characterized in that the subunits are of human and / or murine origin and / or are obtained from rats.
24. Verwendung des Entkopplers oder des pharmazeutischen Mittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche in vitro oder in vivo zur Beeinflussung von einer bevorzugt kompartimentalisierten cAMP-abhängigen Signaltransduktion .24. Use of the decoupler or of the pharmaceutical agent according to one of the preceding claims in vitro or in vivo for influencing a preferably compartmentalized cAMP-dependent signal transduction.
25. Verwendung des Entkopplers oder pharmazeutischen25. Use of the decoupler or pharmaceutical
Mittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung eines Medikamentes für die Prophylaxe oder Behandlung von Krankheiten, die mit Defekten einer kompartimentalisierten cAMP-abhängigenComposition according to one of the preceding claims for the manufacture of a medicament for the prophylaxis or treatment of diseases associated with defects of a compartmentalized cAMP-dependent
Signaltransduktion assoziiert sind, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Asthma jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Asthma aus der Gruppe atopisches Asthma, nichtatopisches Asthma, allergisches Asthma, IgE-venmitteltes atopisches Asthma, Bronchialasthma, essentielles Asthma, Primärasthma, durch pathophysiologische Störungen hervorgerufenes endogenes Asthma, durch Umweltfaktoren hervorgerufenes exogenes Asthma, essentielles Asthma unbekannter o- der inapparenter Ursache, nichtatopisches Asthma, bronchitisches Asthma, emphysematöses Asthma, durch Belastung induziertes Asthma, Berufsasthma, durch Bakterien-, Pilz-, Protozoen- oder Virusinfektion hervorgerufenes infektallergisches Asthma, nichtallergisches Asthma, inzipientes Asthma, "wheezy in- fant Syndrome"; chronische oder akute Bronchokonstriktion, chronische Bronchitis, Obstruktion der kleinen Atemwege sowie Emphysem; obstruktive oder entzündliche Atemwegserkrankung jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder eine obstruktive oder entzündliche Atemwegserkrankung aus der Gruppe Asthma; Staublunge, chronische eosinophile Pneumonie; chronischer obstruktive pulmonaler Krankheit (COPD) ; COPD inklusive chronische Bronchitis, Lungenemphysem oder damit assoziierte Atemnot, durch irreversible, fortschreitende Obstruktion der Atemwege gekennzeichnete COPD, Schocklunge (adult respiratory distress Syndrome, ARDS) sowie Verschärfung der Überempfindlichkeit der Atemwege aufgrund Therapie mit anderen Arzneistoffen; Staublunge jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Staublunge aus der Gruppe Aluminose oder Aluminiumstaublunge, Anthrakose (-Asthma) , Asbestose oder AsbestStaublunge, Chalikose oder Kalkstaublunge, durch Einatmen von Straußenfedernstaub verur- sachte Ptilose, durch Einatmung von Eisenteilchen verursachte Siderose, Silikose oder Steinstaublunge,Signal transduction, selected from the group comprising asthma of any kind, etiology or pathogenesis, or asthma from the group of atopic asthma, non-atopic asthma, allergic asthma, IgE-induced atopic asthma, bronchial asthma, essential asthma, primary asthma, endogenous asthma caused by pathophysiological disorders , exogenous asthma caused by environmental factors, essential asthma of unknown or inapparent cause, non-atopic asthma, bronchial asthma, emphysematous asthma, exercise-induced asthma, occupational asthma Bacterial, fungal, protozoal or viral infections induced infectious allergic asthma, non-allergic asthma, inhaled asthma, wheezy in- fant syndrome; chronic or acute bronchoconstriction, chronic bronchitis, small airway obstruction, and emphysema; obstructive or inflammatory respiratory disease of any kind, etiology or pathogenesis, or an obstructive or inflammatory respiratory disease from the group of asthma; Pneumoconiosis, chronic eosinophilic pneumonia; chronic obstructive pulmonary disease (COPD); COPD, including chronic bronchitis, pulmonary emphysema or associated respiratory distress, COPD characterized by irreversible progressive airway obstruction, adult respiratory distress syndrome (ARDS) and exacerbation of respiratory hypersensitivity due to treatment with other drugs; Airborne pneumonia of any kind, etiology or pathogenesis, or pneumoconiosis from the group aluminosis or aluminum pneumoconiosis, anthracosis (asstosis), asbestosis or asbestos sting, chalicosis or calcified pneumonia, ptilosis caused by inhalation of ostrich feather dust, siderosis caused by inhalation of iron particles, silicosis or stinging stone pneumonia .
Byssinose oder Baumwollstaubpneumokoniose sowieByssinosis or cotton dust pneumoconiosis as well
Talk-pneumokoniose;Talk pneumoconiosis;
Bronchitis jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogene- se, oder Bronchitis aus der Gruppe akute Bronchitis, akute laryngotracheale Bronchitis, durch Erdnüsse ausgelöste Bronchitis, Bronchialkatarrh, kruppöse Bronchitis, Bronchitis ohne Auswurf, infektiöse Asthmabronchitis, Bronchitis mit Auswurf, Staphylokokken- oder Streptokokkenbronchitis; sowie Vesiku- lärbronchitis ; Bronchiektasie jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Bronchiektasie aus der Gruppe zylindrische Bronchiektasie, sackförmige Bronchiektasie, spindelförmige Bronchiektasie, Bronchiolendilatati- on, zystische Bronchiektasie, Bronchiektasie ohne Auswurf, sowie follikuläre Bronchiektasie; jahreszeitlich bedingte allergische Rhinitis, perenniale allergische Rhinitis, oder Sinusitis jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Sinusitis aus der Gruppe eitriger oder nichteitriger Sinusitis, akute oder chronische Sinusitis, Ethmoiditis, Stirnhöhlenentzündung, Kieferhöhlenentzündung oder Sphe- noiditis; rheumatoide Arthritis jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder rheumatoide Arthritis aus der Gruppe akute Arthritis, akute Gichtarthritis, primär-chronische Polyarthritis, Osteoarthrose, Infektarthritis, Lyme-Arthritis, progrediente Arthritis, Arthritis psoriatica, sowie Spondylarthritis; Gicht sowie mit Entzündung assoziiertes Fieber bzw. mit Entzündung assoziierter Schmerz; eine mit Eosinophilen in Zusammenhang stehende krankhafte Störung jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder eine mit Eosinophilen in Zusammenhang stehende krankhafte Störung aus der Gruppe Eo- sinophilie, eosinophiles Lungeninfiltrat, Löffler-Bronchitis of any kind, etiology or pathogenesis, or bronchitis from the group of acute bronchitis, acute laryngotracheal bronchitis, peanut-induced bronchitis, bronchial catarrh, croupous Bronchitis, bronchitis without expectoration, infectious asthma bronchitis, bronchitis with sputum, staphylococcal or streptococcal bronchitis; as well as vesicular bronchitis; Bronchiectasis of any kind, etiology or pathogenesis, or bronchiectasis from the group of cylindrical bronchiectasis, saccular bronchiectasis, spindle-shaped bronchiectasis, bronchiolar dilatation, cystic bronchiectasis, bronchiectasis without sputum, and follicular bronchiectasis; Seasonal allergic rhinitis, perennial allergic rhinitis, or sinusitis of any kind, etiology or pathogenesis, or sinusitis from the group of purulent or non-conductive sinusitis, acute or chronic sinusitis, ethmoiditis, frontal sinusitis, maxillary sinusitis or sphenoiditis; rheumatoid arthritis of any kind, etiology or pathogenesis, or rheumatoid arthritis from the group of acute arthritis, acute gouty arthritis, primary chronic polyarthritis, osteoarthritis, infectious arthritis, Lyme arthritis, progressive arthritis, psoriatic arthritis, and spondylarthritis; Gout, inflammation-associated fever, or inflammation-associated pain; a morbid disorder of any kind, etiology or pathogenesis associated with eosinophils, or a morbid disorder associated with eosinophils from the group of eosinophilia, eosinophilic lung infiltrate, spoonbill
Syndrom, chronische eosinophile Pneumonie, tropische Lungeneosinophilie, bronchopneumonische Aspergillo- se, Aspergillen, eosinophiles Granulom, allergische granulomatöse Angiitis bzw. Churg-Strauss-Syndrom, Polyarteriitis nodosa (PAN), sowie systemische Vascu- litis necroticans; atopische Dermatitis, allergische Dermatitis, oder allergisches oder atopisches Ekzem;Syndrome, chronic eosinophilic pneumonia, tropical pulmonary eosinophilia, bronchopneumonic aspergillus Aspergillus, eosinophilic granuloma, allergic granulomatous angiitis or Churg-Strauss syndrome, polyarteritis nodosa (PAN), as well as systemic vasculitis necroticans; atopic dermatitis, allergic dermatitis, or allergic or atopic dermatitis;
Nesselsucht jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Nesselsucht aus der Gruppe immunbedingte Nesselsucht, Komplementbedingte Nesselsucht, durch Nesselsucht auslösendes Material induzierte Nesselsucht, durch physikalische Reize ausgelöste Nesselsucht, durch Stress ausgelöste Nesselsucht, idiopa- tische Nesselsucht, akute Nesselsucht, chronische Nesselsucht, angioneurotisches Ödem, Urticaria cho- linergica, Kälteurtikaria in ihrer autosomal- dominanten Form oder in ihrer erworbenen Form, Kon- takturtikaria, Urticaria gigantean sowie Papelurtikaria; Konjunktivitis jeglicher Art, Ätiologie oder Patho- genese, oder Konjunktivitis aus der Gruppe Conjunctivitis actinica, akute katarrhalische Konjunktivitis, akute contagiöse Konjunktivitis, allergische Konjunktivitis, atopische Konjunktivitis, chronische katarrhalische Konjunktivitis, eitrige Konjunktivi- tis sowie Frühjahrskonjunktivitis;Hives of all types, aetiology or pathogenesis, or hives from the group of immune hives, complement hives, hives-inducing hives, hives induced by physical stimuli, stress-induced hives, idiopathic hives, acute hives, chronic hives, angioneurotic edema Urticaria cholinergica, cold urticaria in its autosomal dominant form or in its acquired form, contact urticaria, urticaria gigantean and papular urticaria; Conjunctivitis of any kind, etiology or pathogenesis, or conjunctivitis from the group of conjunctivitis actinica, acute catarrhal conjunctivitis, acute contagious conjunctivitis, allergic conjunctivitis, atopic conjunctivitis, chronic catarrhal conjunctivitis, purulent conjunctivitis and spring conjunctivitis;
Uveitis jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese oder Uveitis aus der Gruppe Entzündung der ganzen Uvea oder eines Teils davon, Uveitis anterior, Iritis, Cyclitis, Iridocyclitis, granulomatöse Uveitis, nichtgranulomatöse Uveitis, phakoantigene Uveitis, Uveitis posterior, Choroiditis sowie Choriorethini- tis; Schuppenflechte; multiple Sklerose jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder multiple Sklerose aus der Gruppe primär progrediente multiple Sklerose sowie multiple Sklerose mit schubweisem Verlauf und Neigung zu Remissionen;Uveitis of any kind, etiology or pathogenesis or uveitis from the group inflammation of the entire uvea or a part thereof, anterior uveitis, iritis, cyclitis, iridocyclitis, granulomatous uveitis, non-granulomatous uveitis, phakoantigen uveitis, posterior uveitis, choroiditis and choriorethinitis; Psoriasis; multiple sclerosis of any kind, etiology or pathogenesis, or multiple sclerosis from the group of primarily progressive multiple sclerosis as well as multiple sclerosis with relapses and a tendency to remissions;
Autoimmun-/EntZündungserkrankungen jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder eine Autoimmun- /Entzündungserkrankung aus der Gruppe autoimmunhäma- tologische Störungen, hämolytische Anämie, aplasti- sche Anämie, aregenerative Anämie, idiopatische thrombozytopene Purpura, systemischer Lupus erythematosus, Polychondritis, Skleroderm, Wegener- Granulomatose, Lichtkrankheit, chronisch-aktive He- patitis, Myasthenia gravis, Stevens-Johnson-Syndrom, idiopathische Sprue, Autoimmun-Autoimmune / inflammatory diseases of any kind, etiology or pathogenesis, or an autoimmune / inflammatory disease from the group autoimmune hematological disorders, hemolytic anemia, aplastic anemia, aregenerative anemia, idiopathic thrombocytopenic purpura, systemic lupus erythematosus, polychondritis, scleroderm, Wegener's disease Granulomatosis, light disease, chronic active hepatitis, myasthenia gravis, Stevens-Johnson syndrome, idiopathic sprue, autoimmune
Reizkolonerkrankungen, Colitis ulcerosa, Morbus Crohn, endokrine Opthamopathy, Basedow-Krankheit, Sarkoidose, Alveolitis, chronische Hypersensitivi- tätspneumonitis, primär biliäre Zirrhose, Insulinmangeldiabetes oder Typ 1 Diabetes mellitus, Uveitis anterior, granulomatöse Uveitis oder Uveitis posterior, Keratoconjunctivitis sicca, Keratoconjunctivitis epidemica, (diffuse) interstitielle Lungenfibro- se, Lungenzirrhose, Mukoviszidose, Arthritis psoriatica, Glomerulonephritis mit und ohne Nephrose, akute Glomerulonephritis, idiopathische Nephrose, Mini- mal-Change-Nephropathie, entzündli- che/hyperproliferative Hauterkrankungen, Schuppen- flechte, atopische Dermatitis, Kontaktdermatitis, allergische Kontaktdermatitis, familiärer gutartiger Pemphigus, Pemphigus erythematosus, Pemphigus foliaceus sowie Pemphigus vulgaris;Irritable bowel diseases, ulcerative colitis, Crohn's disease, endocrine opthamopathy, Graves' disease, sarcoidosis, alveolitis, chronic hypersensitivity pneumonitis, primary biliary cirrhosis, insulin deficiency diabetes or type 1 diabetes mellitus, anterior uveitis, granulomatous uveitis or uveitis posterior, keratoconjunctivitis sicca, keratoconjunctivitis epidemica, (diffuse) interstitial pulmonary fibrosis, pulmonary cirrhosis, cystic fibrosis, psoriatic arthritis, glomerulonephritis with and without nephrosis, acute glomerulonephritis, idiopathic nephrosis, minimal-change nephropathy, inflammatory / hyperproliferative skin diseases, psoriasis, atopic dermatitis, contact dermatitis , allergic contact dermatitis, familial benign Pemphigus, pemphigus erythematosus, pemphigus foliaceus, and pemphigus vulgaris;
Vorbeugung einer Fremdtransplantatabstoßung nach Organtransplantation, Reizdarm (inflammatory bowel disease, IBD) jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder Reizdarm aus der Gruppe ulzerative Kolitis (UC) , kollagenöse Kolitis, Colitis polyposa, transmurale Kolitis sowie Morbus Crohn (CD) ; septischer Schock jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder septischer Schock aus der Gruppe Nierenversagen, akutes Nierenversagen, Kachexie, Ma- lariakachexie, hypophysäre Kachexie, uremämische Kachexie, Herzkachexie, Cachexia suprarenalis bzw. Ad- dison-Krankheit, karzinomatöse Kachexie sowie Kachexie auf Grund von Infektion durch Human Immunodeficiency Virus (HIV) ; LeberSchädigung; pulmonaler Hochdruck sowie durch Sauerstoffmangel hervorgerufener pulmonaler Hochdruck;Prevention of allograft rejection after organ transplantation, inflammatory bowel disease (IBD) of any kind, etiology or pathogenesis, or irritable bowel from the group of ulcerative colitis (UC), collagenous colitis, politis polyposa, transmural colitis and Crohn's disease (CD); septic shock of any kind, aetiology or pathogenesis, or septic shock from the group of renal failure, acute renal failure, cachexia, macularachexia, pituitary cachexia, uremic cachexia, cardiac cachexia, cachexia suprarenalis or adadon's disease, carcinomatous cachexia, and cachexia Infection by Human Immunodeficiency Virus (HIV); Liver damage; pulmonary hypertension and pulmonary hypertension caused by hypoxia;
Knochenschwunderkrankungen, primäre Osteoporose und sekundäre Osteoporose; krankhafte Störungen des Zentralnervensystems jeglicher Art, Ätiologie oder Pathogenese, oder eine krankhafte Störung des Zentralnervensystems aus der Gruppe Depression, Morbus Parkinson, Lern- und Gedächtnisstörungen, tardive Dyskinesie, Drogenabhängigkeit, arteriosklerotische Demenz, sowie Demenz als Begleiterscheinung von Chorea Huntington, Morbus Wilson, Paralysis agitans sowie Thalamusatrophien; Infektionen, insbesondere Virusinfektionen, wobei diese Viren die Produktion von TNF-α in ihrem Wirt erhöhen oder wobei diese Viren gegenüber Hinaufregulierung von TNF-α in ihrem Wirf, empfindlich sind, so dass ihre Replikation oder andere wichtigen Aktivitäten behindert werden, darunter Viren aus der Gruppe HIV-I, HIV-2 und HIV-3, Zytomegalievirus, CMV; Grippe, Adenoviren und Herpesviren, darunter Herpes zoster und Herpes simplex; Hefe- und Pilzinfektionen, wobei diese Hefen und Pilze gegenüber Hinaufregulierung durch TNF-α emp- findlich sind oder die TNF-α-Produktion in ihremBone wasting, primary osteoporosis and secondary osteoporosis; disorders of the central nervous system of any kind, etiology or pathogenesis, or a disorder of the central nervous system from the group depression, Parkinson's disease, learning and memory disorders, tardive dyskinesia, drug dependence, atherosclerotic dementia, and dementia as a concomitant of Huntington's chorea, Wilson's disease, paralysis agitans and thalamic atrophies; Infections, particularly viral infections, these viruses being the production of TNF-α in their host or which viruses are susceptible to upregulation of TNF-α in their host, so as to hinder their replication or other important activities, including viruses from the group consisting of HIV-1, HIV-2 and HIV-3, cytomegalovirus, CMV; Influenza, adenoviruses and herpesviruses, including herpes zoster and herpes simplex; Yeast and fungal infections, where these yeasts and fungi are sensitive to upregulation by TNF-α or TNF-α production in their
Wirt auslösen, bevorzugt Pilzmeningitis, insbesondere bei gemeinsamer Verabreichung mit anderen Arzneistoffen der Wahl zur Behandlung systemischer Hefe- und Pilzinfektionen, darunter den Polymycinen, be- vorzugt Polymycin B, Imidazolen, bevorzugt Clotrimazol, Econazol, Miconazol und/oder Ketoconazol, den Triazolen, bevorzugt Fluconazol und/oder Itranazol, sowie den Amphotericinen, bevorzugt Amphotericin B und/oder liposomales Amphotericin B.Host, preferably fungal meningitis, especially when coadministered with other drugs of choice for the treatment of systemic yeast and fungal infections, including the polymycins, preferably polymycin B, imidazoles, preferably clotrimazole, econazole, miconazole and / or ketoconazole, the triazoles Fluconazole and / or ilanazole, as well as the amphotericins, preferably amphotericin B and / or liposomal amphotericin B.
26. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pharmazeutische Mittel gemäß einem der Ansprüche 13 - 15 als Gel, Puder, Pulver, Tablette, Retard- Tablette, Premix, Emulsion, Aufgussformulierung,26. Use according to one of the preceding claims, characterized in that the pharmaceutical agent according to any one of claims 13 - 15 as gel, powder, powder, tablet, sustained-release tablet, premix, emulsion, infusion formulation,
Tropfen, Konzentrat, Granulat, Sirup, Pellet, BoIi, Kapsel, Aerosol, Spray und/oder Inhalat zubereitet und angewendet wird.Drop, concentrate, granules, syrup, pellet, boiled egg, capsule, aerosol, spray and / or inhalant is prepared and applied.
27. Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein pharmazeutisches Mittel gemäß einem der Ansprüche 13 - 15 in einer Konzentration von 0,1 bis 99,5, bevorzugt von 0,5 bis 95,0, besonders bevorzugt von 20,0 bis 80,0 Gew.-% in einer Zubereitung vorliegt.27. Use according to the preceding claim, characterized in that a pharmaceutical agent according to any one of claims 13 - 15 in a concentration of 0.1 to 99.5, preferably from 0.5 to 95.0, particularly preferably from 20.0 to 80.0 wt .-% in a preparation ,
28. Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitung oral, subkutan, intravenös, intramuskulär, intraperitoneal und/oder topisch gesetzt wird.28. Use according to the preceding claim, characterized in that the preparation is set orally, subcutaneously, intravenously, intramuscularly, intraperitoneally and / or topically.
29. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein pharmazeutisches Mittel gemäß einem der Ansprü- che 13 - 15 in Gesamtmengen von 0,05 bis 500 mg pro kg, bevorzugt von 5 bis 100 mg pro kg Körpergewicht, je 24 Stunden eingesetzt wird.29. Use according to one of the preceding claims, characterized in that a pharmaceutical agent according to any one of claims 13 - 15 in total amounts of 0.05 to 500 mg per kg, preferably from 5 to 100 mg per kg body weight, per 24 hours is used.
30. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein pharmazeutisches Mittel gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15 mit einem Organismus, bevorzugt einem Menschen oder einem Tier, in Kontakt gebracht werden.30. Use according to one of the preceding claims, characterized in that at least one pharmaceutical agent according to any one of claims 13 to 15 are brought into contact with an organism, preferably a human or an animal.
31. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das In-Kontakt-Bringen oral, über Injektion, topisch, vaginal, rektal und/oder nasal erfolgt.31. Use according to one of the preceding claims, characterized in that the contacting takes place orally, via injection, topically, vaginally, rectally and / or nasally.
32. Verwendung des Entkopplers oder des pharmazeutischen Mittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung eines Medikamentes für die Prophylaxe oder Behandlung von Asthma, Hypertonie, koronaren Herzkrankheiten, Hypertrophie des Herzens, Ulcus du- odeni, Herzinsuffizienz, Leberzirrhose, Schizophre- nie, AIDS, Diabetes mellitus, Diabetes insipidus,32. Use of the decoupler or of the pharmaceutical agent according to one of the preceding claims Manufacture of a medicament for the prophylaxis or treatment of asthma, hypertension, coronary heart disease, hypertrophy of the heart, duodenal ulcer, cardiac insufficiency, liver cirrhosis, schizophrenia, AIDS, diabetes mellitus, diabetes insipidus,
Adipositas, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung und/oder Ödemen.Obesity, chronic obstructive pulmonary disease and / or edema.
33. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Aquaretika, als Kontrazeptiva, als antiinfektiöses Mittel, als anxiolytisches Mittel und/oder als Antitumormittel .33. Use according to one of the preceding claims as aquaretics, as contraceptives, as an anti-infective agent, as an anxiolytic agent and / or as an antitumor agent.
34. Organismus umfassend den Entkoppler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder das Erkennungsmolekül gemäß Anspruch 16.34. An organism comprising the decoupler according to one of claims 1 to 12 and / or the recognition molecule according to claim 16.
35. Organismus nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Organismus, vorzugsweise durch das Vorhandensein des Erkennungsmoleküls, eine Krankheit ausgewählt aus der Gruppe umfassend Asthma, Hypertonie, Hypertrophie des Herzens, koronare Herzkrankheiten, Ulcus duodeni, Herzinsuffizienz, Leberzirrhose, Schizo- phrenie, AIDS, Diabetes mellitus, Diabetes insipidus, Adipositas, Krebs, chronisch obstruktive Lungenerkrankung, Lernschwierigkeiten und/oder Ödeme aufweist .35. An organism according to the preceding claim, characterized in that the organism, preferably by the presence of the recognition molecule, a disease selected from the group comprising asthma, hypertension, hypertrophy of the heart, coronary heart disease, duodenal ulcer, heart failure, liver cirrhosis, schizophrenia , AIDS, diabetes mellitus, diabetes insipidus, obesity, cancer, chronic obstructive pulmonary disease, learning difficulties and / or edema.
36. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Organismus nach Anspruch 28 als Modell für die gewebs- und/oder zellspezifischen AKAP-PKA- Interaktion verwendet wird, insbesondere als Modell für Diabetes insipidus, Diabetes mellitus, Adiposi- tas, Ödeme, chronisch obstruktive Lungenerkrankungen, AIDS, Schizophrenie, Leberzirrhose, Herzinsuffizienz, koronare Herzkrankheiten, Hypertrophie des Herzens, Verbesserung des Lernens, Hypertonie, Ulcus duodeni und/oder Asthma.36. Use according to one of the preceding claims, characterized in that The organism according to claim 28 is used as a model for the tissue and / or cell-specific AKAP-PKA interaction, in particular as a model for diabetes insipidus, diabetes mellitus, adipositas, edema, chronic obstructive pulmonary diseases, AIDS, schizophrenia, liver cirrhosis, cardiac insufficiency , coronary heart disease, hypertrophy of the heart, improvement of learning, hypertension, duodenal ulcer and / or asthma.
37. Verfahren zur Modifikation, bevorzugt einer Inhibition einer AKAP-PKA-Interaktion umfassend die Schritte37. A method of modification, preferably inhibition of an AKAP-PKA interaction comprising the steps
(a) Bereitstellung eines Entkopplers nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder eines Erkennungsmoleküls nach Anspruch 16 und(A) providing a decoupler according to one of claims 1 to 13 and / or a recognition molecule according to claim 16 and
(b) In-Kontakt-Bringen mindestens eines Erzeugnis- ses gemäß (a) mit einer Zelle, einer Zellkultur, einem Gewebe und/oder einem Zielorganismus .(b) contacting at least one product according to (a) with a cell, a cell culture, a tissue and / or a target organism.
38. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation an einer regulatorischen RII- Untereinheit der PKA erfolgt.38. Method according to the preceding claim, characterized in that the modification takes place at a regulatory RII subunit of the PKA.
39. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die RII-Untereinheiten Rllalpha- und/oder Rllbeta- üntereinheiten sind. 39. Method according to the preceding claim, characterized in that the RII subunits are RIIalpha and / or RIIbeta üntereinheiten.
40. Verwendung der Entkoppler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 als Leitstrukturen zur Entwicklung von pharmazeutischen Mitteln, insbesondere mittels kom- binatorischem und/oder strukturbasiertem Wirkstoffdesign.40. Use of the decoupler according to one of claims 1 to 12 as lead structures for the development of pharmaceutical agents, in particular by means of combinatorial and / or structure-based drug design.
41. Verfahren zur Herstellung von pharmazeutischen Mitteln, welches die folgenden Schritte umfasst:41. Process for the preparation of pharmaceutical agents, which comprises the following steps:
(a) Bereitstellung eines Entkopplers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 als eine Leitstruktur,(a) providing a decoupler according to one of claims 1 to 12 as a lead structure,
(b) chemische Modifikation der Leitstruktur, be- vorzugt mittels eines kombinatorischen und/oder strukturbasierten Wirkstoffdesigns, wobei Substanzen gewonnen werden und ggf.(b) chemical modification of the lead structure, preferably by means of a combinatorial and / or structure-based active substance design, wherein substances are obtained and, if appropriate,
(c) Testung der Substanzen auf ihre Fähigkeit der Beeinflussung der AKAP-PKA-Wechselwirkung und(c) testing the substances for their ability to influence the AKAP-PKA interaction and
Auswahl geeigneter Substanzen als pharmazeutische Mittel.Selection of suitable substances as pharmaceutical agents.
42. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch umfassend die Formulierung der Substanz in einer pharmazeutisch akzeptablen Form. 42. A method according to the preceding claim comprising the formulation of the substance in a pharmaceutically acceptable form.
281 ,137 3502 10 N22 22,33 1,7106 -4,86333281, 137 3502 10 N22 22.33 1.7106 -4.86333
260,34 19588 56 D16 24,43 4,185 -5,6794 260.34 19588 56 D16 24.43 4.185 -5.6794
181,238 18803 54 C11 24,88 2,84 -4,00302 181,238 18803 54 C11 24,88 2,84 -4,00302
Ulul
298,273 14617 42 113 43,50 2,7939 -4,91081298.273 14617 42 113 43.50 2,7939 -4,91081
185,226 14542 42 N08 45,52 2,6414 -3,17019185,226 14542 42 N08 45,52 2,6414 -3,17019
166,224 4712 14 H10 45,55 1,6398 -1,406 166,224 4712 14 H10 45,55 1,6398 -1,406
EP06742376A 2005-05-18 2006-05-18 Non-peptidic inhibitors of akap/pka interaction Withdrawn EP1891028A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005023505 2005-05-18
DE102006002614 2006-01-16
PCT/DE2006/000897 WO2006122546A1 (en) 2005-05-18 2006-05-18 Non-peptidic inhibitors of akap/pka interaction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1891028A1 true EP1891028A1 (en) 2008-02-27

Family

ID=37000051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06742376A Withdrawn EP1891028A1 (en) 2005-05-18 2006-05-18 Non-peptidic inhibitors of akap/pka interaction

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090176773A1 (en)
EP (1) EP1891028A1 (en)
JP (1) JP2008540586A (en)
CA (1) CA2611896A1 (en)
DE (1) DE112006002052A5 (en)
WO (1) WO2006122546A1 (en)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060194810A1 (en) * 2004-04-30 2006-08-31 Bijan Almassian Methods of treating ischemic related conditions
EP1962892A4 (en) 2005-11-22 2011-10-12 Univ South Florida Inhibition of cell proliferation
ES2667002T3 (en) 2006-03-29 2018-05-09 Wista Laboratories Ltd. Inhibitors of protein aggregation
US20080200531A1 (en) * 2006-05-15 2008-08-21 Bey-Dih Chang CDKI pathway inhibitors as inhibitors of tumor cell growth
AU2007281911B2 (en) 2006-08-04 2014-02-06 Beth Israel Deaconess Medical Center Inhibitors of pyruvate kinase and methods of treating disease
WO2008029168A2 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Summit Corporation Plc Treatment of duchenne muscular dystrophy
EP2098226A1 (en) 2008-03-06 2009-09-09 Forschungsverbund Berlin e.V. AKAP-PKA interaction inhibitors for use in the treatment of heart diseases
PT2280706E (en) * 2008-05-14 2013-02-19 Otsuka Pharma Co Ltd Lipoprotein lipase-activating compositions comprising benzene derivatives
WO2010025448A2 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 University Of South Florida Inhibition of cell proliferation
GB0821307D0 (en) * 2008-11-21 2008-12-31 Summit Corp Plc Compounds for treatment of duchenne muscular dystrophy
WO2010092660A1 (en) * 2009-02-12 2010-08-19 株式会社ファルマデザイン Inhibitor of casein kinase 1δ and casein kinase 1ε
AU2010234526B2 (en) 2009-04-06 2016-07-21 Agios Pharmaceuticals, Inc. Pyruvate kinase M2 modulators, therapeutic compositions and related methods of use
EP2427441B1 (en) 2009-05-04 2016-12-14 Agios Pharmaceuticals, Inc. Pkm2 activators for use in the treatment of cancer
TWI691493B (en) 2009-06-29 2020-04-21 美商阿吉歐斯製藥公司 Therapeutic compounds and compositions
EP2448581B1 (en) 2009-06-29 2016-12-07 Agios Pharmaceuticals, Inc. Therapeutic compositions and related methods of use
JP5712524B2 (en) * 2009-10-28 2015-05-07 Jsr株式会社 Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element
US8871799B2 (en) 2010-04-23 2014-10-28 Kineta, Inc. Iminochromene anti-viral compounds
EP2651898B1 (en) 2010-12-17 2015-12-09 Agios Pharmaceuticals, Inc. Novel n-(4-(azetidine-1-carbonyl)phenyl)-(hetero-)arylsulfonamide derivatives as pyruvate kinase m2 (pmk2) modulators
EP2655350B1 (en) 2010-12-21 2016-03-09 Agios Pharmaceuticals, Inc. Bicyclic pkm2 activators
TWI549947B (en) 2010-12-29 2016-09-21 阿吉歐斯製藥公司 Therapeutic compounds and compositions
DE102011000207A1 (en) * 2011-01-18 2012-07-19 Forschungsverbund Berlin E.V. N-Arylaminomethylenbenzothiophenone as a drug
WO2012115439A2 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Snu R&Db Foundation Composition comprising expression or activity regulators of akap12 for treating central nerve system diseases
KR101371612B1 (en) 2011-02-25 2014-03-07 서울대학교산학협력단 Composition comprising expression or activity regulators of akap12 for treating central nerve system diseases
ME03074B (en) 2011-05-03 2019-01-20 Agios Pharmaceuticals Inc Pyruvate kinase activators for use in therapy
EP2529738A1 (en) * 2011-05-29 2012-12-05 Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin Substituted terpyridines
KR20130016041A (en) * 2011-08-04 2013-02-14 재단법인 의약바이오컨버젼스연구단 Novel aniline derivatives and use thereof
EP2809656A2 (en) 2011-12-28 2014-12-10 Allergan, Inc. Benzimidazole derivatives as selective blockers of persistent sodium current
GB201208775D0 (en) 2012-05-18 2012-07-04 Uni I Oslo Chemical compounds
GB201320506D0 (en) 2013-11-26 2014-01-01 Uni I Oslo Cyclic amino compounds for the use in the treatment of cardiac disorders
JP6487031B2 (en) * 2014-04-17 2019-03-20 イミューノメット セラピューティクス インコーポレイテッド Guanidine compounds and uses thereof
EP4344703A1 (en) 2015-06-11 2024-04-03 Agios Pharmaceuticals, Inc. Methods of using pyruvate kinase activators
BR112021002165A2 (en) 2018-08-06 2021-05-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University compound, pharmaceutical composition, and, methods of treating a neurodegenerative disease and cognitive impairment associated with aging and neuroinflammation.
WO2020051370A1 (en) * 2018-09-06 2020-03-12 North Carolina Central University Discovery of novel potent inhibitors of the map3k mekk2
CN109081808B (en) * 2018-09-11 2020-08-04 济南大学 Acyl aniline compound containing tetrahydroisoquinoline structure, application and preparation method thereof
JP2023551435A (en) * 2020-11-20 2023-12-08 エフ. ホフマン-ラ ロシュ アーゲー N-substituted 4-(1,3-aryloxazol-2-yl)phenyl compounds for the treatment and prevention of hepatitis B virus infections
CN114469957B (en) * 2022-04-15 2022-06-24 山东第一医科大学第一附属医院(山东省千佛山医院) Application of compound in preparation of alpha-glucosidase inhibitor
WO2023203174A1 (en) * 2022-04-20 2023-10-26 Proxygen Gmbh Heterocyclic cullin ring ubiquitin ligase compounds and uses thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3248426A (en) * 1962-03-01 1966-04-26 American Home Prod Nu-(1-naphthylmethyl)-guanidine and acid addition salt thereof
JPS5017073B2 (en) * 1971-08-18 1975-06-18
DE19851282A1 (en) 1998-11-06 2000-05-11 Schweiz Serum & Impfinst Composition of a pharmaceutically active substance, applied in a specific delivery system for the prevention and treatment of infectious diseases
AU2002356301A1 (en) * 2001-12-21 2003-07-15 Cancer Research Technology Ltd. 3,4-diarylpyrazoles and their use in the therapy of cancer
WO2003064467A1 (en) * 2002-01-29 2003-08-07 Biovitrum Ab A complex of a human foxc2 protein and a foxc2-interacting protein
AU2003217870A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-16 Pintex Pharmaceuticals, Inc. Pini-modulating compounds and methods of use thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006122546A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20090176773A1 (en) 2009-07-09
WO2006122546A1 (en) 2006-11-23
DE112006002052A5 (en) 2008-05-08
JP2008540586A (en) 2008-11-20
CA2611896A1 (en) 2006-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006122546A1 (en) Non-peptidic inhibitors of akap/pka interaction
WO1998011128A1 (en) Modified aminoacids, pharmaceuticals containing these compounds and method for their production
CN107257800A (en) The method that target protein is degraded is induced by bifunctional molecule
DE69814049T2 (en) SUBSTITUTED BENZIMIDAZOLES AS NON-NUCLEOSIDE REVERSE TRANSCRIPTASE INHIBITORS
DE2750288A1 (en) NEW 9- (OMEGA-HETEROARYLAMINO-ALKYLAMINO) -ERYTHROMYCINE, THEIR SALTS, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THE MEDICINAL PRODUCTS CONTAINING THEM
EP1391457A1 (en) Substituted 2-Phenylbenzimidazoles and their use as PARP inhibitors
JP2022000421A (en) τ PHOSPHORIZATION INHIBITION METHOD
JP6851825B2 (en) Spiroquinoxaline derivative as an inhibitor of non-apoptotic controlled cell death
US5776935A (en) Pyrido-phtalazin diones and their use against neurological disorders associated with excitotoxicity and malfunctioning of glutamatergic neurotransmission
WO2009018811A1 (en) Novel pharmaceuticals, method for the production thereof, and use thereof in medical therapy
WO2008077631A1 (en) Substituted 5h-pyrimidol[5,4-b]indoles, method for the production thereof, and use thereof for treating non-solid malignant tumors of the blood-producing system
CA2906194A1 (en) Benzimidazole derivatives and uses thereof
JPS6284052A (en) ((2,3,9,9a-tetrahydro-3-oxo-9a-substituted-1h-fluorene-7-yl)oxy)ethaneimidoamides, ((2,3,9,9a-tetrahydro-3-oxo-9a- substituted-1h-fluorene-7-yl)oxy)ethaneimide acid hydrazidesderivatives and salts
DE60112742T2 (en) USE OF PYRAZONE DERIVATIVES FOR THE TREATMENT OF BARRENESS
Pudhom et al. Synthesis of three classes of rhodacyanine dyes and evaluation of their in vitro and in vivo antimalarial activity
EP0058341A1 (en) Azepine derivatives, their preparation and medicaments containing them
WO2003095429A1 (en) Active substances for the treatment, diagnosis and prophylaxis of diseases in which abnormal protein structures occur
DE69828999T2 (en) 1- (4- (1- (4-fluorophenyl) -1H-indole-3-YL) 1-butyl) spiro (isobenzofuran-1 (3H), 4&#39;-PPERIDIN) -HYDROHALOGENIDE
DE60204232T2 (en) ANTAGONISTS FOR N-TYPE CALCIUM CHANNELS FOR THE TREATMENT OF PAIN
US10752629B2 (en) Calcium channel agonists
DE69824195T2 (en) DIPYRIDOIMIDAZOLE DERIVATIVES FOR TREATING DISORDERS OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM
EP2225236B1 (en) Organic compounds
US11147814B2 (en) (4-((3R,4R)-3-methoxytetrahydro-pyran-4-ylamino)piperidin-1-yl)(5-methyl-6-(((2R,6S)-6-(p- tolyl)tetrahydro-2H-pyran-2-yl)methylamino)pyrimidin-4-yl)methanone citrate
WO2023023664A1 (en) Sulfonyl-triazoles useful as covalent kinase ligands
CA2741941C (en) Choline and tromethamine salt of licofelone

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20071218

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: KLUSSMANN, ENNO

Inventor name: ROSENTHAL, WALTER

Inventor name: RADEMANN, JOERG

Inventor name: CHRISTIAN, FRANK

Inventor name: MEYER, SINA

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20080828

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20130206