ES2282292T3 - Estructura cristalina de bace y usos de la misma. - Google Patents

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Abstract

Un complejo cristalizado de la enzima de escisión de la APP en el sitio beta (BACE) y SER-GLU-VAL-ASN-Sta-VAL-ALA-GLU-PHE.

Description

Estructura cristalina de BACE y usos de la misma.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a la estructura cristalina tridimensional de la enzima de escisión de APP en el sitio \beta (BACE, por sus siglas en inglés: Beta-site APP Cleaving Enzyme), y al uso de esta estructura en procedimientos de diseños de fármacos racionales para identificar agentes que pueden interaccionar con sitios activos de BACE. Dichos agentes pueden representar nuevos agentes terapéuticos en el tratamiento y/o prevención de la enfermedad de Alzheimer.
Antecedentes de la invención
Una patología característica de la enfermedad de Alzheimer es la formación de placas amiloides insolubles en el cerebro. Estas placas proteicas están compuestas de un fragmento de 42 aminoácidos de 4 kDa de la proteína precursora de \beta-amiloide (APP) y se denomina péptido beta amiloide (A\beta). Por lo tanto, el mecanismo de producción de A\beta tiene una importancia crítica para comprender el inicio y el avance de la enfermedad de Alzheimer. Se ha mostrado que A\beta deriva de la escisión proteolítica de una proteína mayor, la proteína precursora de \beta-amiloide (APP). Hay dos enzimas responsables de esta escisión; primero, la enzima \beta-secretasa escinde la APP en el resto 671 (isoforma de 770 aa de la numeración de la APP) y después la \gamma-secretasa escinde en el resto 716. Más recientemente, se ha identificado la nueva proteasa aspártica transmembrana BACE como una \beta-secretasa. Esta proteína ahora es un objetivo importante en un enfoque terapéutico para la enfermedad de Alzheimer. En los casos raros de la enfermedad de Alzheimer que son hereditarios (enfermedad de Alzheimer familiar (EAF)) se ha aislado el fenotipo de la enfermedad de mutaciones en la proteína precursora de \beta-amiloide. Una cohorte particular, la "mutación sueca", presenta una mutación doble del sitio de escisión de la \beta-secretasa.
Además de la función de BACE en la enfermedad de Alzheimer, la elucidación de la estructura tridimensional de BACE, así como su sitio de unión con APP tendría implicaciones importantes en el tratamiento y/o prevención de la enfermedad de Alzheimer y enfermedades similares asociadas con la presencia de placas amiloides insolubles compuestas del fragmento de 42 aminoácidos de la APP en el cerebro.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona un cristal de BACE en complejo con un péptido inhibidor de APP, así como la estructura tridimensional de BACE derivada de los datos de difracción de rayos X del cristal de BACE/péptido inhibidor de APP. Específicamente, la estructura tridimensional de BACE se define por las coordenadas estructurales mostradas en la Figura 1, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de los aminoácidos no mayor de 1,5 \ring{A}. Las coordenadas estructurales de BACE son útiles para una serie de aplicaciones, incluyendo, pero sin limitar, la visualización, identificación y caracterización de diferentes sitios activos de BACE, y del complejo de BACE/péptido inhibidor de APP, incluyendo el sitio de unión de APP. Después las estructuras de los sitios activos se pueden usar para diseñar diferentes agentes que interaccionen con BACE, así como con BACE en complejo con una proteína o péptido de APP, o moléculas relacionadas.
Un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP, y preferiblemente el sitio de unión del péptido a APP de BACE, se puede elucidar y obtener a partir de la estructura tridimensional de BACE definida por las coordenadas estructurales relativas expuestas en la Figura 1, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}.
El sitio activo de la proteína o péptido de unión a APP, preferiblemente el sitio de unión del péptido a APP de BACE puede comprender las coordenadas estructurales relativas según la Figura 1 de los restos SER71, GLY72, LEU91, ASP93, GLY95, SER96, VAL130, PRO131, TYR132, THR133, GLN134, ILE171, ILE179, ILE187, ALA188,
ARG189, PRO190, TRP258, TYR259, ASP284, LYS285, ASP289, GLY291, THR292, THR293, ASN294, ARG296 y ARG368, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}.
El sitio activo de la proteína o péptido de unión a APP, preferiblemente el sitio de unión del péptido a APP de BACE puede comprender las coordenadas estructurales relativas según la Figura 1 de los restos LYS70, SER71, GLY72, GLN73, GLY74, TYR75, LEU91, VAL92, ASP93, THR94, GLY95, SER96, SER97, ASN98, TYR129, VAL130, PRO131, TYR132, THR133, GLN134, GLY135, LYS136, TRP137, LYS168, PHE169, PHE170, ILE171, ASN172, SER174, TRP176, GLY178, ILE179, LEU180, GLY181, ALA183, TYR184, ALA185, GLU186, ILE187, ALA188, ARG189, PRO190, ASP191, ASP192, ARG256, TRP258, TYR259, TYR283, ASP284, LYS285, SER286, ILE287, VAL288, ASP289, SER290, GLY291, THR292, THR293, ASN294, LEU295, ARG296, GLY325, GLU326, ARG368, VAL370, LYS382, PHE383, ALA384, ILE385, SER386, GLN387, SER388, SER389, THR390, GLY391, THR392, VAL393, GLY395, ALA396 y ILE447, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}.
\newpage
La presente invención proporciona además un procedimiento para identificar un agente que interaccione con un sitio activo de BACE. El procedimiento comprende las etapas de: (a) determinar un supuesto sitio activo de BACE a partir de un modelo tridimensional de BACE usando las coordenadas estructurales relativas de la Figura 1, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}; y (b) llevar a cabo diferentes análisis de ajustes por ordenador para identificar un agente que interaccione con el supuesto sitio activo.
La presente invención también proporciona un procedimiento para identificar un agente que interaccione con un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP, preferiblemente BACE. El procedimiento comprende las etapas de: (a) generar un modelo tridimensional de un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP usando las coordenadas estructurales relativas de acuerdo con la Figura 1, de los restos SER71, GLY72, LEU91, ASP93, GLY95, SER96, VAL130, PRO131, TYR132, THR133, GLN134, ILE171, ILE179, ILE187, ALA188, ARG189, PRO190, TRP258, TYR259, ASP284, LYS285, ASP289, GLY291, THR292, THR293, ASN294, ARG296 y ARG368, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}; y (b) diseñar un agente usando el modelo tridimensional generado en la etapa (a).
La presente invención también proporciona otro procedimiento para identificar un agente que interacciona con un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP, preferiblemente BACE. El procedimiento comprende las etapas de: (a) generar un modelo tridimensional de un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP usando las coordenadas estructurales relativas según la Figura 1, de los restos LYS70, SER71, GLY72, GLN73, GLY74, TYR75, LEU91, VAL92, ASP93, THR94, GLY95, SER96, SER97, ASN98, TYR129, VAL130, PRO131, TYR132, THR133, GLN134, GLY135, LYS136, TRP137, LYS168, PHE169, PHE170, ILE171, ASN172, SER174, TRP176, GLY178, ILE179, LEU180, GLY181, ALA183, TYR184, ALA185, GLU186, ILE187, ALA188, ARG189, PRO190, ASP191, ASP192, ARG256, TRP258, TYR259. TYR283, ASP284, LYS285, SER286, ILE287, VAL288, ASP289, SER290, GLY291, THR292, THR293, ASN294, LEU295, ARG296, GLY325, GLU326, ARG368, VAL370, LYS382, PHE383, ALA384, ILE385, SER386, GLN387, SER388, SER389, THR390, GLY391, THR392, VAL393, GLY395, ALA396 y ILE447, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}; y (b) diseñar un agente usando el modelo tridimensional generado en la etapa (a).
Moléculas pequeñas u otros agentes que inhiben o interfieren de otra forma con la capacidad de BACE para escindir la APP, pueden ser útiles en el tratamiento y/o prevención de la enfermedad de Alzheimer.
Objetivos adicionales de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción.
Breve descripción de la figura
la fig. 1 proporciona las coordenadas estructurales atómicas para BACE y el péptido inhibidor de APP obtenidas por difracción de rayos X de un cristal del complejo de BACE y péptido inhibidor de APP. "Tipo de átomo" se refiere al átomo cuyas coordenadas se miden. "Resto" se refiere al tipo de resto del cual forma parte cada átomo medido, es decir, aminoácido, cofactor, ligando o disolvente. Las coordenadas "x, y y z" indican las coordenadas cartesianas para la localización de cada átomo medido en la celda unidad (\ring{A}). "Oc" indica el factor de ocupación. "B" indica el "valor B", que es una medida del grado de movilidad del átomo en la estructura atómica (\ring{A}^{2}).
Descripción detallada de la invención
Tal como se usa en el presente documento, los siguientes términos y frases tienen los significados expuestos a continuación:
Salvo que se indique lo contrario "BACE" es la enzima de escisión de APP en el sitio beta, y es la enzima \beta-secretasa que escinde la proteína precursora de \beta-amiloide (APP) en el resto 671 (isoforma de 770 aa en la numeración de APP). Después de la escisión de APP por BACE, la APP que queda es escindida en el resto 716 por la \gamma-secretasa, dejando un fragmento de 42 aminoácidos de la APP que se encuentra en las placas proteicas de los pacientes de Alzheimer. La secuencia de aminoácidos de BACE preferiblemente tiene la secuencia de aminoácidos depositada en Swiss Prot con el número de acceso P56817, incluidas las sustituciones conservadoras. Tal como se usa en el presente documento, BACE también incluye "péptidos de BACE", que son moléculas que tienen menos que la secuencia completa de aminoácidos de BACE. Preferiblemente, los péptidos de BACE incluyen el sitio activo en el que BACE se une y escinde la APP. Más preferiblemente, el péptido de BACE corresponde a los restos 58-447 expuestos en la Figura 1 ("BACE_{58-447}"), incluidas las sustituciones conservadoras.
La "APP" es la proteína precursora de \beta-amiloide que tiene la secuencia de aminoácidos depositada en Swiss Prot con el número de acceso CAA31830, incluidas las sustituciones conservadoras. Tal como se usa en el presente documento, APP también incluye "péptidos de APP", que son moléculas que tienen menos que la secuencia completa de aminoácidos de la APP. Preferiblemente, los péptidos de APP incluyen el sitio activo en el que la APP es escindida por BACE.
Un "péptido inhibidor de APP" es un péptido que inhibe la unión entre BACE y APP. Preferiblemente, el péptido de APP tienen la secuencia de aminoácidos SER-GLU-VAL-ASN-Sta-VAL-ALA-GLU-PHE, en la que Sta es el aminoácido raro (S)-estatina.
Una "proteína o péptido de unión a APP" es una proteína o péptido que se une a APP y tiene un sitio de unión a APP, e incluye, pero no se limita, BACE y péptidos de BACE.
Salvo que se indique lo contrario, "proteína" incluirá una proteína, dominio de proteína, polipéptido o péptido.
Las "coordenadas estructurales" son las coordenadas cartesianas correspondientes a la relación espacial de un átomo respecto a otros átomos en una molécula o complejo molecular. Las coordenadas estructurales se pueden obtener usando técnicas de cristalografía de rayos X o técnicas de RMN, o se pueden obtener usando análisis de reemplazo molecular o modelado por homología. Diferentes programas de software permiten la representación gráfica de un conjunto de coordenadas estructurales para obtener la representación tridimensional de una molécula o complejo molecular. Las coordenadas estructurales de la presente invención se pueden modificar a partir del conjunto original proporcionado en la Figura 1, mediante manipulación matemática, tal como por inversión o sumas o restas de números enteros. Por lo tanto, se reconoce que las coordenadas estructurales de la presente invención son relativas, y no están específicamente limitadas de ninguna forma por las coordenadas x, y, z literales de la Figura 1.
Un "agente" incluirá una proteína, polipéptido, péptido, ácido nucleico, incluido ADN o ARN, molécula, compuesto o fármaco.
La "desviación cuadrática media" es la raíz cuadrada de la media aritmética de los cuadrados de las desviaciones de la media, y es una forma de expresar la desviación o variación de las coordenadas estructurales de BACE descritas en el presente documento. La presente invención incluye todas las realizaciones que comprenden sustituciones conservadoras de los restos aminoácidos indicados que dan como resultado las mismas coordenadas estructurales dentro de la desviación cuadrática media expuesta.
La numeración de los restos aminoácidos identificados en la Figura 1 se basa en la numeración de la longitud completa de la proteína BACE desde el principio de la secuencia señal. Será evidente para el experto que la numeración de los restos aminoácidos de BACE puede ser diferente de la expuesta en el presente documento o puede contener sustituciones de aminoácidos conservadoras que dan las mismas estructurales tridimensionales que las definidas en la Figura 1. Los correspondientes aminoácidos y sustituciones conservadoras en otras isoformas o análogos se identifican fácilmente por inspección visual de las secuencias de aminoácidos importantes o usando programas de software de homología disponibles en el comercio (p. ej., MODELLAR, MSI, San diego, CA).
Las "sustituciones conservativas" son aquellas sustituciones de aminoácidos que son funcionalmente equivalentes al resto aminoácido sustituido, bien teniendo la misma polaridad, disposición estérica, o bien perteneciendo a la misma clase que el resto sustituido (p. ej., hidrófobo, ácido o básico) e incluyen sustituciones que tienen un efecto irrelevante en la estructura tridimensional de BACE, con respecto al uso de esta estructura para la identificación y diseño de agentes que interaccionen con BACE, para el análisis de reemplazo molecular y/o para el modelado por homología.
Tal como se usa en el presente documento, un "sitio activo" se refiere a una región de una molécula o complejo molecular que como resultado de su forma y potencial de carga, interacciona favorablemente o se asocia con otro agente (incluidos, sin limitación, una proteína, polipéptido, péptido, ácido nucleico, incluidos ADN y ARN, molécula, compuesto, antibiótico o fármaco) por diferentes fuerzas covalentes y/o no covalentes. Preferiblemente, el sitio activo de BACE corresponde al sitio en el que BACE escinde la molécula de APP.
Como tal, el sitio activo de BACE puede incluir, por ejemplo, tanto el sitio real en el que BACE se une y escinde la APP, como sitios de unión accesorios adyacentes o próximos al sitio de unión real, que no obstante, pueden afectar a la capacidad de BACE para unirse y escindir la APP, sea por interferencia directa con el sitio de unión real o afectando indirectamente a la conformación estérica o potencial de carga de la molécula BACE y así previniendo o reduciendo la capacidad de BACE para unirse a APP en el sitio de unión real. Tal como se usa en el presente documento, un sitio activo también incluye BACE o restos análogos de BACE que presentan perturbaciones observables por RMN en presencia de un ligando de unión, tal como APP o un péptido de APP. Aunque dichos restos que presentan perturbaciones observables por RMN pueden no estar necesariamente en contacto directo con o inmediatamente próximos a los restos de unión del ligando, pueden ser críticos para los restos BACE para los protocolos de diseño racional de
fármacos.
La presente invención se dirige a un complejo cristalizado de BACE y un péptido inhibidor de APP que difracta eficazmente los rayos X para la determinación de las coordenadas estructurales del complejo. Tal como se usa en el presente documento, BACE preferiblemente corresponde a BACE_{58-447} como se expone en la Figura 1, con el dominio N-terminal constituido por los restos aminoácidos 58-207 mostrados en la Figura 1, y el dominio C-terminal constituido por los restos aminoácidos 208-447 mostrados en la Figura 1. El péptido inhibidor de APP preferiblemente es SER-GLU-VAL-ASN-Sta-VAL-ALA-GLU-PHE.
Usando el complejo cristalino de la presente invención, los datos de difracción de rayos X se pueden recoger mediante una variedad de medios con el fin de obtener las coordenadas atómicas de la molécula o complejo molecular cristalizado. Con la ayuda de software de ordenador diseñado específicamente, dichos datos cristalográficos se pueden usar para generar una estructura tridimensional de la molécula o complejo molecular. Los expertos en la materia conocen los diferentes procedimientos usados para generar y refinar la estructura tridimensional de una molécula o estructura molecular cristalizada, e incluyen, sin limitación, dispersión anómala múltiple (MAD), reemplazo isomorfo múltiple, aplanamiento por el disolvente del espacio recíproco, reemplazo molecular, y reemplazo isomorfo simple con dispersión anómala (SIRAS).
La estructura tridimensional de BACE se puede obtener de los datos de difracción de rayos X del cristal de BACE/péptido inhibidor de APP. Específicamente, la estructura tridimensional de BACE ser puede definir por las coordenadas estructurales mostradas en la Figura 1, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de los aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}; preferiblemente no mayor que 1,0 \ring{A}, y más preferiblemente no mayor que 0,5 \ring{A}. Las coordenadas estructurales de BACE son útiles para una serie de aplicaciones, incluidas, pero sin limitar, la visualización, identificación y caracterización de diferentes sitios activos de BACE, y el complejo de BACE/péptido inhibidor de APP, incluido el sitio de unión de APP o péptido de APP. Después las estructuras de los sitios activos se pueden usar para diseñar agentes que interaccionen con BACE, así como con BACE en complejo con APP, un péptido de APP o moléculas relacionadas.
Un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP, preferiblemente el sitio de unión del péptido a APP de BACE, puede comprender las coordenadas estructurales relativas según la Figura 1 de los restos SER71, GLY72, LEU91, ASP93, GLY95, SER96, VAL130, PRO131, TYR132, THR133, GLN134, ILE171, ILE179, ILE187, ALA188,
ARG189, PRO190, TRP258, TYR259, ASP284, LYS285, ASP289, GLY291, THR292, THR293, ASN294, ARG296 y ARG368, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}, más preferiblemente no mayor que 1,0 \ring{A}, más preferiblemente no mayor que 1,0 \ring{A} y lo más preferiblemente no mayor que 0,5 \ring{A}.
Alternativamente, un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP, preferiblemente el sitio de unión del péptido a APP de BACE puede comprender las coordenadas estructurales relativas según la Figura 1 de los restos LYS70, SER71, GLY72, GLN73, GLY74, TYR75, LEU91, VAL92, ASP93, THR94, GLY95, SER96, SER97, ASN98, TYR129, VAL130, PRO131, TYR132, THR133, GLN134, GLY135, LYS136, TRP137, LYS168, PHE169, PHE170, ILE172, ASN172, SER174, TRP176, GLY178, ILE179, LEU 180, GLY181, ALA183, TYR184, ALA185, GLU186, ILE187, ALA188, ARG189, PRO190, ASP191, ASP192, ARG256, TRP258, TYR259, TYR283, ASP284, LYS285, SER286, ILE287, VAL288, ASP289, SER290, GLY291, THR292, THR293, ASN294, LEU295, ARG296, GLY325, GLU326, ARG368, VAL370, LYS382, PHE383, ALA384, ILE385, SER386, GLN387, SER388, SER389, THR390, GLY391, THR392, VAL393, GLY395, ALA396 y ILE447, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}, más preferiblemente no mayor que 1,0 \ring{A}, y más preferiblemente no mayor que 0,5 \ring{A}.
Otro aspecto de la presente invención se dirige a un procedimiento para identificar un agente que interacciona con un sitio activo de BACE que comprende las etapas de: (a) determinar un sitio activo de BACE a partir de un modelo tridimensional de BACE usando las coordenadas estructurales relativas de la Figura 1, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}, más preferiblemente no mayor que 1,0 \ring{A}, y lo más preferiblemente no mayor que 0,5 \ring{A}; y (b) realizar el análisis de ajuste por ordenador para identificar un agente que interaccione con dicho sitio activo. El análisis de ajuste por ordenador usa diferentes programas de software para evaluar el "ajuste" entre el supuesto sitio activo y el agente identificado, (a) generando un modelo tridimensional del supuesto sitio activo de una molécula o complejo molecular usando modelado por homología o las coordenadas estructurales atómicas del sitio activo, y (b) determinando el grado de asociación entre el supuesto sitio activo y el agente identificado. Los modelos tridimensionales del supuesto sitio activo se pueden generar usando cualquiera de una serie de procedimientos conocidos en la técnica, e incluyen, pero no se limitan, modelado por homología así como análisis por ordenador de datos brutos generados usando datos cristalográficos o espectroscópicos. Los programas de ordenador usados para generar dichos modelos tridimensionales y/o realizar los análisis de ajuste necesarios incluyen, pero no se limitan: GRID (Oxford University, Oxford, UK), MCSS (Molecular Simulations, San Diego, CA), AUTODOCK (Scripps Research Institute, La Jolla, CA), DOCK (University of California, San Francisco, CA), Flo99 (Thistlesoft, Morris Township, NJ), Ludi (Molecular Simulations, San Diego, CA), QUANTA (Molecular Simulations, San Diego, CA), Insight (Molecular Simulations, San Diego, CA), SYBYL (TRIPOS, Inc., St. Louis. MO) y LEAPFROG (TRIPOS, Inc., St. Louis, MO).
La presente invención también proporciona un procedimiento para identificar un agente que interacciona con un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP, y preferiblemente el sitio de unión del péptido a APP en BACE. El procedimiento comprende las etapas de: (a) generar un modelo tridimensional de un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP usando las coordenadas estructurales relativas según la Figura 1 de los restos SER71, GLY72, LEU91, ASP93, GLY95, SER96, VAL130, PRO131, TYR132, THR133, GLN134, ILE171, ILE179, ILE187, ALA188, ARG189, PRO190, TRP258, TYR259, ASP284, LYS285, ASP289, GLY291, THR292, THR293, ASN294, ARG296 y ARG368, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}, más preferiblemente no mayor que 1,0 \ring{A}, y lo más preferiblemente no mayor que 0,5 \ring{A}; y (b) diseñar un agente usando el modelo tridimensional generado en la etapa (a). En otra realización preferida, el sitio activo de la proteína o péptido de unión a APP se genera usando el modelo tridimensional definido por las coordenadas estructurales relativas según la Figura 1 de los restos LYS70, SER71, GLY72, GLN73, GLY74, TYR75, LEU91, VAL92, ASP93, THR94, GLY95, SER96, SER97, ASN98, TYR129, VAL130, PRO131, TYR132, THR133, GLN134, GLY135, LYS136, TRP137, LYS168, PHE169, PHE170, ILE171, ASN172, SER174, TRP176, GLY178, ILE179, LEU180, GLY181, ALA183, TYR184, ALA185, GLU186, ILE187, ALA188, ARG189, PRO190, ASP191, ASP192, ARG256, TRP258, TYR259, TYR283, ASP284, LYS285, SER286, ILE287, VAL288, ASP289, SER290, GLY291, THR292, THR293, ASN294, LEU295, ARG296, GLY325, GLU326, ARG368, VAL370, LYS382, PHE383, ALA384, ILE385, SER386, GLN387, SER388, SER389, THR390, GLY391, THR392, VAL393, GLY395, ALA396 y ILE447, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}, más preferiblemente no mayor que 1,0 \ring{A}, y lo más preferiblemente no mayor que 0,5 \ring{A}.
El efecto de tal agente, identificado por análisis de ajuste por ordenador, en la proteína o péptido de unión a APP se puede evaluar más obteniendo o sintetizando el agente, y poniendo en contacto el agente identificado con el péptido o proteína de unión a APP con el fin de determinar el efecto que el agente tiene en el péptido o proteína de unión a APP. Preferiblemente, el péptido o proteína de unión a APP es BACE (o un péptido de BACE), y el agente es un inhibidor potencial de la unión entre BACE (o un péptido de BACE) y la APP (o un péptido de APP). Por lo tanto, en la realización preferida, el agente se pone en contacto con BACE (o un péptido de BACE) en presencia de APP (o un péptido de APP), para determinar la capacidad del agente para inhibir la unión entre BACE (o el péptido de BACE) y la APP (o el péptido de APP). Dependiendo de la acción del agente en el sitio activo, el agente puede actuar como un inhibidor o activador de la unión de BACE/APP. Se pueden llevar a cabo ensayos y analizar los resultados para determinar si el agente es un inhibidor (es decir, el agente puede reducir o prevenir la afinidad de unión entre BACE y APP), un activador (es decir, el agente puede aumentar la afinidad de unión entre BACE y APP), o no tiene efecto en la interacción entre BACE y APP. Después, los agentes identificados usando los procedimientos anteriores, y preferiblemente los inhibidores de la escisión de APP por BACE, se pueden ensayar como agentes terapéuticos en el tratamiento y/o prevención de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades que también se caracterizan por la presencia del fragmento de APP de 42 aminoácidos en las placas proteicas del cerebro.
Se describen diferentes análisis moleculares y técnicas de diseño de fármacos racionales con más detalle en las patentes de EE.UU. nº 5.834.228, 5.39.528 y 5.865.116, así como en la solicitud PCT nº PCT/US98/7.6879, documento publicado WO 99/09148, cuyos contenidos se incorporan mediante referencia en el presente documento.
Los agentes, y preferiblemente los inhibidores, identificados usando los procedimientos anteriores, pueden ser una proteína, polipéptido, péptido, ácido nucleico, incluidos ADN y ARN, molécula, compuesto o fármaco, y preferiblemente son moléculas pequeñas que inhiben eficazmente la unión entre BACE y APP o un péptido de APP. Dichas moléculas pueden ser útiles para tratar, prevenir o inhibir el avance de la enfermedad de Alzheimer.
La presente invención se puede entender mejor haciendo referencia al siguiente ejemplo no limitante. El siguiente Ejemplo se presenta con el fin de ilustrar de forma más completa las realizaciones preferidas de la invención, y no debe considerarse de ninguna forma limitante del alcance de la invención.
Ejemplo 1
A. Procedimientos
Clonación de BACE1 humana. ARNm poliA+ humano de cerebro entero (Clontech) se convirtió en ADNc
mediante cebado aleatorio usando el sistema de RT-PCR Thermoscript, según las instrucciones del fabricante
(Lifetechnologies). Este ADNc se amplificó por PCR usando los cebadores directos e inversos, 5' GCTCTAGAACC
CAGC ACGGCATCCGGCTG 3' (sitio XbaI indicado mediante la secuencia subrayada; nts. 517-537 con el nº de acceso AF190725) y 5' CCAAGCATGCGGCCGCAATAGGCTATGGTCA TGAGGGTTGAC 3' (sitio NotI indicado mediante la secuencia subrayada; nts. 1809-1833; la "A" en negrita indica nucleótido adicional para permitir la traducción en el marco de la quimera Fc; véase a continuación), respectivamente. La PCR se llevó a cabo usando el kit de Expand Long Polymerase de acuerdo con las condiciones del fabricante (Roche Biochemicals; tampón nº 3), con el ciclo de PCR que consistía en una etapa de desnaturalización inicial a 95°C durante 3 min, 30-40 ciclos de desnaturalización a 94°C durante 30 s, reasociación a 65°C durante 30 s, elongación a 68°C durante 1 min 30 s, seguido por elongación final a 68°C durante 5 min. Los productos de la PCR se hicieron correr en un gel de agarosa al 1%. Se cortó la banda adecuada del gel, se purificó por columnas de extracción de ADN Quantum Prep Freeze 'N Squeeze (Bio-Rad), y se clonó en los sitios SpeI/NotI del vector de expresión de mamífero, pED/Fc (Kaufman, RJ y col., 1991, Nucl. Acids. Res. 19:4485-4490).
Una construcción intermedia contenía la secuencia líder segregadora de meletina de la abeja de miel fusionada al prodominio y región codificadora de BACE1, justo secuencia arriba del dominio transmembrana predicho de BACE1 (Vassar, R., y col., 1999, Science 286:735-741). La ausencia del dominio transmembrana hidrófobo predicho en esta construcción permitiría extraer la proteína BACE.Fc secretada soluble del medio condicionado. Secuencia abajo de BACE1 había un sitio de escisión de enteroquinasa diseñado seguido de la secuencia codificadora de la parte Fc de la inmunoglobulina IgG. La construcción final contenía el gen de BACE1.Fc, flanqueado por SalI y EcoRI en pED/Fc, clonado en los sitios SalI/ECoRI del vector de expresión de mamíferos, pHTop, un derivado de pED, en el que la mayor parte del promotor tardío principal de adenovirus se sustituyó por seis repeticiones de un operador de tetraciclina bacteriana (descrito por Gossen y col, 1992, PNAS, 89:5547-5551). La secuenciación del gen recombinante BACE1.Fc se llevó a cabo mediante la secuenciación del didesoxi BigDye Terminator usando un ABI3700. El análisis de secuencia se llevó a cabo usando el paquete de software DNAstar.
Expresión de BACE1 humana. El vector, pHTOP, con el inserto BACE.Fc, contiene el gen de la dihidrofolato reductasa y cuando se introduce en la línea celular CHO/A2 (véase la descripción a continuación) funciona de forma muy eficaz y se pueden seleccionar genes con expresión alta aislando las células que sobreviven en concentraciones altas de metotrexato. La línea celular CHO/A2 se obtiene de CHO DUKX B11 (Urlaub and Chasin, 1980, PNAS USA 77:4216-4220) por la integración estable de un activador de la transcripción (tTA), una proteína de fusión entre el represor Tet y el dominio de transcripción VP16 del virus del herpes (Gossen y col.). Se estableció una línea de células CHO que expresaban BACE1.Fc extracelular transfectando (lipofección) pHTOPBACE1.Fc en células CHO/A2 y seleccionando clones en metotrexato 0,02 y 0,05 \muM. Los medios condicionados de múltiples clones se cribaron por transferencia Western usando un anticuerpo HRP IgG.Fc (ratón) anti-humano. Los mismos clones también se marcaron metabólicamente con 35 S (met/cys). El mejor clon, determinado en virtud de su alta expresión, era uno que resultaba de la selección en MTX 0,05 \muM y se eligió para pasarlo a escala de producción de medio condicionado en botella giratorio (4 litros). Después el medio condicionado se usó para la purificación. La proteína expresada tiene los restos 22-460 y nueve restos extra en el C terminal (un artefacto de la clonación y permanece del sitio de escisión EK).
Purificación de BACE1. Para purificar BACE se usaron 102 litros de medio condicionado. Durante la purificación la actividad de la enzima se calculó a temperatura ambiente mediante seguimiento continuo de la intensidad fluorescente durante 5-10 min a 420 nm (ext - 320 nm) de Abz-Ser-Glu-Val-Asn-Leu-Asp-Ala-Glu-Phe-Arg-Dpa (Abz = ácido aminobenzoio, Dpa = 9,10-difenilantraceno) como sustrato. La mezcla de reacción contenía sustrato 20 \muM, diferentes cantidades de enzima en 0,5 ml de Tris-HCl 20 mM pH 8,0 y NaCl 100 mM. El material del medio condicionado concentrado (1,61) se aplicó a una columna (2,8 x 12 xm) que contenía agarosa con proteína A inmovilizada ImmunoPure (Pierce, II, EE.UU.) equilibrada en tampón de PBS. La velocidad de aplicación era 2 ml/min. La columna se lavó con 1 litro de tampón de PBS y la proteína BACE-Fc se eluyó con tampón de elución de IgG ImmunoPure (Pierce, II, EE.UU.). Las fracciones que contenían proteína se neutralizaron inmediatamente con Tris-HCl 1 M a pH 8,0.
El material proteico obtenido se trató con enteroquinasa a 25ºC. La relación de BACE-Fc a enteroquinasa era 3000:1 y el tiempo de reacción era 3 h. La reacción se paró separando la enteroquinasa de la mezcla de reacción aplicando la proteína a una columna (1 x 5 cm) que contenía agarosa con inhibidor de tripsina de soja (Sigma, Mo, EE.UU.) equilibrada en Tris-HCl 20 mM, pH 8,0 que contenía NaCl 100 mM (la velocidad era 1 ml/min). El flujo a través del material contenía BACE y Fc escindido. El Fc escindido se separó de BACE por flujo a través de una columna de proteína A equilibrada en Tris-HCl 20 mM pH 8,0.
Se desglicosiló parcialmente BACE usando PNGasa F (New England Labs., Ma, EE.UU). Se añadieron 8-9 \mug de PNGasa a 1 mg de BACE y la incubación se llevó a cabo a 37ºC durante 16 horas. Se añadieron 5-6 \mug adicionales de PNGasa a cada mg de BACE y la incubación se continuó durante 4 horas. El BACE purificado se separó de la PNGasa por cromatografía de exclusión por tamaños HPLC usando una columna de 21,5 x 30 cm G-3000SW (TosoHaas, Pa, EE.UU.) equilibrada en tris-HCl 20 mM pH 8,0 que contenía NaCl 200 mM. (La velocidad de elución era 3 ml/min). La BACE purificada se concentró y se usó para los experimentos de cristalización.
La secuenciación N-terminal de BACE purificada pone de manifiesto una mezcla de especies de proteínas, en la que la que la muestra principal tiene el dominio de procesamiento escindido y empieza en el resto 47 (toda la numeración se refiere a BACE de longitud completa; código de acceso: A59090) y una muestra minoritaria que no se había escindido empieza en el resto 22. También se detectó una muestra menor con la secuencia MTIAY.
Cristalización. Los cristales se hicieron crecer usando el procedimiento de difusión de vapor de gotas suspendidas. La proteína de concentró a mg/ml en Tris 20 mM pH 7,5, cloruro sódico 200 mM. La secuencia del péptido inhibidor es SEVNStaVAEF, donde Sta es el aminoácido raro (S)-estatina. Se concentró a 100 mM en DMSO al 100% y se mezcló con proteína concentrada con un exceso de péptido de dos veces para formar el complejo. Se añadió 1 \mul de complejo a 1 \mul de solución de pocillo que contenía cacodilato sódico 100 mM pH 6,5, PEG8K al 25%, sulfato de litio 300 mM. Crecieron grupos de cristales de tipo placa en una semana con dimensiones de 200 \mum x 400 \mum x 75 \mum. Se transfirieron cristales individuales a una solución estabilizante crioprotectora que contenía la solución del pocillo más glicerol al 25% durante un momento, 10 segundos, se empaparon y después se congelaron en nitrógeno líquido. Los cristales de difracción de rayos X tenían un grupo espacial 1222, y unos parámetros de la celda unidad de a=86,627, b=130,861, c=13,729, \alpha=\beta=\gamma=90º.
B. Resultados
Determinación estructural y plegado general. BACE de longitud completa se expresó en células CHO como una proteína de fusión con fc, y después de purificación, escisión y desglicosilación parcial, se formó el complejo con el inhibidor peptídico y se cristalizó. Los cristales difractaban a 2,3 \ring{A} y la estructura se resolvió usando la técnica del reemplazo molecular. El modelo de búsqueda usado se obtuvo de la pepsina de bacalao del atlántico y contenía 63% del número de átomos finales. Los mapas de densidad modificados obtenidos usando una versión de polialanina del modelo de búsqueda (39% de los átomos finales) proporcionaron suficiente información para construir todo salvo 12 aminoácidos. El modelo final contiene los restos 59 a 448 (usando la numeración de la longitud completa), todos los 9 restos del inhibidor de estatina y 360 moléculas de agua. De los cuatro sitios de glicosilación unidos a N predichos, sólo dos tienen densidad electrónica interpretable.
La forma global de la proteína BACE es esférica y está compuesta de dos dominios distintos, uno N-terminal (58-207) y uno C-terminal (208-447). Los trece primeros aminoácidos (58-71) están empaquetados contra los restos 238-243. Hay un canal de tipo hendidura significativo a lo largo de una superficie de la interfase entre los dominios. Este contiene el motivo del péptido inhibidor y ácido aspártico conservado que definen los sitios activos de las proteasas aspárticas.
El dominio N-terminal está compuesto de una sola hélice \alpha que precede al bucle que une los dos dominios y 13 cadenas \beta. El dominio C-terminal más largo tienen un total de 17 cadenas \beta y 3 hélices \alpha. La topología global se caracteriza por un interdominio de lámina \beta de 8 cadenas antiparalelas. Esta lámina central comprende la mayor parte de los restos del sitio activo incluyendo los dos aspartatos conservados (uno de cada dominio: 93 y 289). Asp93 y Asp289 definen la posición de un eje seudobinario para la lámina \beta central. Fuera de esta simetría los dos dominios difieren significativamente. El dominio N-terminal tiene dos cadenas extras que extiende la lámina central. Además, hay dos láminas \beta antiparalelas encima y debajo de la lámina central compuestas de 3 y 4 cadenas \beta respectivamente. Los restos de la lámina superior (131-135) se pliegan sobre los aspartatos del sitio activo y forman un "alerón" sobre el centro de la hendidura de unión del péptido.
El dominio C-terminal contiene dos lóbulos además de las cadenas que forman la lámina \beta central. Estas son débilmente homólogas con las estructuras de proteasas aspárticas conocidas. En cambio el bolsillo de unión para las posiciones P1' y P3' derivan de 3 vueltas \beta 388-391, 284-286 y 255-261.
Hay un total de 6 restos cisteína en BACE. Cada uno de estos está implicado en una interacción disulfuro. El patrón de reticulación disulfuro, Cys278-Cys443, Cys380-Cys330, Cys420-Cys216 es único en las proteasas aspárticas conocidas hasta la fecha.
Una nueva proteasa aspártica. Los primeros intentos de estudiar la relación de la función con la estructura de una proteasa aspártica empezaron en 1930 con la pepsina. Desde entonces este rico campo de investigación se ha aplicado con éxito al diseño de inhibidores usados en clínica en solo un sistema, la proteasa del VIH. Las razones de esto están más relacionadas con la validez del objetivo farmacológico que con la eficacia de los inhibidores. La \beta-secretasa se ha descrito como una proteasa nueva y se ha mostrado que está ligada al inicio y avance de la enfermedad de Alzheimer.
Desde un punto de vista general el plegado global y la organización de dominios es muy similar a la de una proteasa aspártica canónica. La comparación a un nivel más detallado pone de manifiesto un número significativo de diferencias. El sitio activo se caracteriza por 2 restos aspárticos rodeados por un grupo de enlaces de hidrógeno conservados llamados un "agarre de bombero". Esto se reproduce en la estructura de secretasa presentada aquí. El alerón característico que se pliega sobre el sitio activo en la pepsina está ausente en el dominio C-terminal de una forma análoga a la catepsina D. En la \beta-secretasa el enlace de hidrógeno crítico de la amida de la cadena principal al grupo carboxilo de la estatina se mantiene con el Thr133 de esté alerón. La amida de la estatina forma un enlace de hidrógeno con el grupo carboxilo de la Gly95, enfatizando que el resto de estatina ocupa tanto la posición P1 como la P1'.
Mecanismo enzimático. Se ha mostrado que la escisión por la \beta-secretasa depende de la proximidad a la membrana celular. Tanto la \beta-secretasa como su sustrato la APP tienen supuestas regiones transmembrana. La construcción BACE expresada de la invención termina un aminoácido antes de la región transmembrana predicha. El resto final en la estructura actual es Ile447, a 13 restos del principio del supuesto dominio de transmembrana. En la estructura cristalina actual la Ile447 está sólo a 6 \ring{A} del ácido glutámico P3 del inhibidor, lo que sugiere una función para los restos C-terminales restantes en el mecanismo enzimático. El resto estatina del péptido inhibidor está unido a la posición S1 en el sitio activo. La posición del grupo hidroxilo C-3, coplanar con y a la distancia de enlace de hidrógeno de los grupos carboxilo tanto del aspartato 93 como del 289, confirma que los aminoácidos raros mimetizan el estado de transición tetraédrico, es decir, el intermedio de la hidrólisis del enlace peptídico. La distancia entre los átomos de oxígeno de Asp93 y Asp289 es 2,8 \ring{A}, lo que sugiere fuertemente un átomo protónico compartido y un perfil clásico de pK de proteasa aspártica para estas cadenas laterales y un mecanismo enzimático común con otras proteasas aspárticas conocidas.
Unión del inhibidor. El péptido inhibidor se une en una forma extendida a lo largo de una hendidura de 20 \ring{A} formada en la interfase entre los dominios. Los restos aspárticos catalíticos conservados caen en medio de esta hendidura. El péptido unido consta de 8 aminoácidos más un aminoácido estatina en la posición 5. Hay una densidad electrónica continua para el péptido entero. Se ha mostrado que el inhibidor basado en estatina usado en este estudio inhibe a la enzima \beta-secretasa con eficacia nanomolar. La secuencia peptídica se basa en la mutación de la familia sueca APP751 P10 a P4'. Esta mutación de Lys-Asn en la posición P2 y Met-Leu en la posición P1 se correlaciona fuertemente con la aparición temprana de la enfermedad de Alzheimer. El péptido inhibidor usa la cadena lateral de tipo leucilo de la estatina para explorar esta interacción. Debido a la naturaleza dipeptídica de la estatina, la posición P1' del sustrato se desplaza a P2' dejando un bolsillo S1' vacío. Parece que la enzima \beta-secretasa tiene una preferencia nueva por un aspartato o glutamato en la posición P1', mientras que otras proteasas aspárticas muestran una preferencia por restos hidrófobos. Esta preferencia inusual por un aminoácido en P1' con carga negativa se explica por el grupo guanidinio de la Arg189 que forma parte del supuesto bolsillo S1'. Incluso al pH ácido óptimo de BACE la cadena lateral de arginina formaría un entorno de carga positiva para los posibles átomos carboxilo protonados de la cadena lateral.
Los bolsillos de unión S1 y S3 son bolsillos contiguos e hidrófobos formados por las cadenas laterales de los restos Tyr132, Phe169, Ile171, Trp176, Ile179 y átomos de la cadena principal de Gly74 y Gln73. Este empaquetamiento de las cadenas laterales P1 y P3 del inhibidor se ha visto en complejos de proteasas aspárticas previos.
Parece que el sitio de escisión de APP canónico para la \beta-secretasa tiene preferencia por un resto pequeño hidrófobo en la posición P2'. La cadena lateral del resto valina unido en el supuesto sitio S2' de la \beta-secretasa parece que no tiene ninguna interacción significativa con la proteína, sin embargo, su cadena principal forma un grupo apretado de enlaces de hidrógeno con el carboxilo de la Gly95 de la cadena principal y la cadena lateral OH de la Tyr259. A su vez, la Tyr259 es mantenida rígidamente en el sitio por una interacción pi de borde con el Trp258, que se empaqueta contra el grupo guanidinio de la Arg256.
Mutación sueca. Las mutaciones dominantes autosómicas identificadas en la proteína precursora de \beta-amiloide se han correlacionado con la aparición temprana de casos de la enfermedad de Alzheimer. Se ha mostrado que estas se agrupan entorno a los 3 sitios de escisión canónicos. Una mutación doble (la llamada sueca) de Lys670-Met671 (isoforma de 770 aa de la numeración de APP) a Asn-Leu produce un aumento de la cantidad total de A\beta detectable en el plasma y en el medio de fibroblastos cultivados de portadores de la mutación sueca. Estos 2 aminoácidos caen en las posiciones P2 y P1 del sitio activo de la \beta-secretasa. El inhibidor basado en estatina usado aquí se basa en esta mutación sueca. Una metionina en la posición P1 se acomodaría claramente, pero perdería la complementaridad de Van der Waals expuesta por la cadena lateral de la estatina con la Leu90 e Ile 178. El átomo C\varepsilon de la metionina complementaría la interacción hidrófoba con la Phe169.
TABLA 1
100
Todas las publicaciones mencionadas anteriormente en el presente documento, sean patentes presentadas, solicitudes pendientes de publicación, artículos publicados, secuencias depositadas, u otras formas, se incorporan mediante referencia en el presente documento en su totalidad. Aunque la invención precedente se ha descrito con algún detalle con el propósito de la claridad y el entendimiento, el experto en la materia a partir de la lectura de la descripción observará que se pueden hacer diferentes cambios en la forma y en el detalle sin salirse del verdadero alcance de la invención en las reivindicaciones adjuntas.
<110> Wyeth
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<120> Estructura cristalina de bace y usos de la misma
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<130> WYE-001-EP
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<140> EP 01973243.7
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<141> 2001-09-19
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<150> WO 02/25276
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<151> 2001-09-19
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<150> US 60/234,576
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<151> 2000-09-22
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<160> 4
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<170> PatentIn versión 3.1
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<210> 1
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<211> 9
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<212> PRT
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Péptido sintético
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<220>
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<221> MISC_CARACTERÍSTICA
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<222> (5)..(5)
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<223> X = Sta = (S)-estatina
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<400> 1
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\sa{Ser Glu Val Asn Xaa Val Ala Glu Phe}
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<210> 2
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<211> 29
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Cebador
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<400> 2
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\hskip-.1em\dddseqskip
gctctagaac ccagcacggc atccggctg
\hfill
29
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<210> 3
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<211> 43
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
\newpage
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<220>
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<223> Cebador
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<400> 3
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\hskip-.1em\dddseqskip
ccaagcatgc ggccgcaata ggctatggtg catgagggtt gac
\hfill
43
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<210> 4
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<211> 12
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<212> PRT
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Péptido sintético
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<220>
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<221> MISC_CARACTERÍSTICA
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<222> (1)...(1)
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<223> X = Abz = ácido aminobenzoico
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<220>
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<221> MISC_CARACTERÍSTICA
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<222> (12)...(12)
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<223> X = Dpa = 9,10-difenilantraceno
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<400> 4
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\sa{Xaa Ser Glu Val Asn Leu Asp Ala Glu Phe Arg Xaa}
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LISTADO DE SECUENCIAS
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<110> Wyeth
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<120> Estructura cristalina de bace y usos de la misma
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<130> WYE-001-EP
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<140> EP 01973243.7
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<141> 2001-09-19
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<150> WO 02/25276
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<151> 2001-09-19
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<150> US 60/234,576
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<151> 2000-09-22
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\vskip0.400000\baselineskip
<160> 4
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<170> PatentIn versión 3.1
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<210> 1
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<211> 9
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<212> PRT
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Péptido sintético
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<220>
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<221> MISC_CARACTERÍSTICA
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<222> (5)..(5)
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<223> X = Sta = (S)-estatina
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<400> 1
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\sa{Ser Glu Val Asn Xaa Val Ala Glu Phe}
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<210> 2
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<211> 29
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Cebador
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<400> 2
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gctctagaac ccagcacggc atccggctg
\hfill
29
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<210> 3
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<211> 43
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Cebador
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<400> 3
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ccaagcatgc ggccgcaata ggctatggtg catgagggtt gac
\hfill
43
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<210> 4
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<211> 12
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<212> PRT
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Péptido sintético
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<221> MISC_CARACTERÍSTICA
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<222> (1)...(1)
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<223> X = Abz = ácido aminobenzoico
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<220>
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<221> MISC_CARACTERÍSTICA
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<222> (12)...(12)
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<223> X = Dpa = 9,10-difenilantraceno
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<400> 4
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\sa{Xaa Ser Glu Val Asn Leu Asp Ala Glu Phe Arg Xaa}
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Claims (21)

1. Un complejo cristalizado de la enzima de escisión de la APP en el sitio beta (BACE) y SER-GLU-VAL-ASN-Sta-VAL-ALA-GLU-PHE.
2. El complejo cristalizado de la reivindicación 1, en el que BACE tiene un dominio N-terminal constituido por los restos aminoácidos 58-207 mostrados en la Figura 1, y un dominio C-terminal constituido por los restos aminoácidos 208-447 mostrados en la Figura 1.
3. Un procedimiento para identificar un agente que interaccione con un sitio activo de la enzima de escisión de la APP en el sitio beta, BACE, que comprende las etapas de:
(a) determinar un sitio activo de BACE a partir de un modelo tridimensional de BACE usando las coordenadas estructurales relativas de la Figura 1, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}; y
(b) realizar el análisis de ajuste por ordenador para identificar un agente que interaccione con dicho sitio activo.
4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que la \pm desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no es mayor que 1,0 \ring{A}.
5. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que la \pm desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no es mayor que 0,5 \ring{A}.
6. Un procedimiento para identificar un agente que interaccione con un sitio activo de la proteína o péptido de unión a APP, que comprende las etapas de:
(a) generar un modelo tridimensional de un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP usando las coordenadas estructurales relativas según la Figura 1 de los restos SER71, GLY72, LEU91, ASP93, GLY95, SER96, VAL130, PRO131,TYR132,THR133, GLN134, ILE171, ILE179, ILE187, ALA188, ARG189, PRO190, TRP258, TYR259, ASP284, LYS285, ASP289, GLY291, THR292, THR293, ASN294, ARG296 y ARG368, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}; y
(b) diseñar un agente usando el modelo tridimensional generado en la etapa (a).
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la \pm desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no es mayor que 1,0 \ring{A}.
8. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la \pm desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no es mayor que 0,5 \ring{A}.
9. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el agente se diseña realizando el análisis de ajuste por ordenador del agente con el modelo tridimensional generado en la etapa (a).
10. El procedimiento de la reivindicación 6, que además comprende las etapas de:
(c) obtener o sintetizar el agente así diseñado; y
(d) poner en contacto el agente con la proteína o péptido de unión a APP con el fin de determinar el efecto que tiene el agente en la proteína o péptido de unión a APP.
11. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la proteína o péptido de unión a APP es BACE.
12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que el agente es un inhibidor potencial de la unión entre BACE y APP.
13. El procedimiento de la reivindicación 12, que además comprende las etapas de:
(c) obtener o sintetizar el agente así diseñado; y
(d) poner en contacto el agente con BACE en presencia de APP.
14. Un procedimiento para identificar un agente que interacciona con un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP, que comprende las etapas de:
\newpage
(a) generar un modelo tridimensional de un sitio activo de una proteína o péptido de unión a APP usando las coordenadas estructurales relativas según la Figura 1 de los restos LYS70, SER71, GLY72, GLN73, GLY74, TYR75, LEU91, VAL92, ASP93, THR94, GLY95, SER96, SER97, ASN98, TYR129, VAL130, PRO131, TYR132, THR133, GLN134, GLY135, LYS136, TRP137, LYS168, PHE169, PHE170, ILE171, ASN172, SER174, TRP176, GLY178, ILE179, LEU180, GLY181, ALA183, TYR184, ALA185, GLU186, ILE187, ALA188, ARG189, PRO190, ASP191, ASP192, ARG256, TRP258, TYR259, TYR283, ASP284, LYS285, SER286, ILE287, VAL288, ASP289, SER290, GLY291, THR292, THR293, ASN294, LEU295, ARG296, GLY325, GLU326, ARG368, VAL370, LYS382, PHE383, ALA384, ILE385, SER386, GLN387, SER388, SER389, THR390, GLY391, THR392, VAL393, GLY395, ALA396 y ILE447, \pm una desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no mayor que 1,5 \ring{A}; y
(b) diseñar un agente usando el modelo tridimensional generado en la etapa (a).
15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que la \pm desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no es mayor que 1,0 \ring{A}.
16. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que la \pm desviación cuadrática media de los átomos de la cadena principal de dichos aminoácidos no es mayor que 0,5 \ring{A}.
17. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que el agente se diseña realizando el análisis de ajuste por ordenador del agente con el modelo tridimensional generado en la etapa (a).
18. El procedimiento de la reivindicación 14, que además comprende las etapas de:
(c) obtener o sintetizar el agente así diseñado; y
(d) poner en contacto el agente con la proteína o péptido de unión a APP con el fin de determinar el efecto que tiene el agente en la proteína o péptido de unión a APP.
19. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que la proteína o péptido de unión a APP es BACE.
20. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que el agente es un inhibidor potencial de la unión entre BACE y APP.
21. El procedimiento de la reivindicación 20, que además comprende las etapas de: (c) obtener o sintetizar el agente así diseñado; y (d) poner en contacto el agente con BACE en presencia de APP.
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