GR20190100453A - Cyclic peptide inhibitors of amyloid-b aggregation - Google Patents
Cyclic peptide inhibitors of amyloid-b aggregation Download PDFInfo
- Publication number
- GR20190100453A GR20190100453A GR20190100453A GR20190100453A GR20190100453A GR 20190100453 A GR20190100453 A GR 20190100453A GR 20190100453 A GR20190100453 A GR 20190100453A GR 20190100453 A GR20190100453 A GR 20190100453A GR 20190100453 A GR20190100453 A GR 20190100453A
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- peptide
- aggregation
- cyclic
- amino acid
- peptides
- Prior art date
Links
- 108010069514 Cyclic Peptides Proteins 0.000 title claims description 60
- 102000001189 Cyclic Peptides Human genes 0.000 title claims description 60
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 title claims description 12
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 title abstract description 70
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 title abstract description 68
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 196
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 94
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 56
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 50
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 claims abstract description 8
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 79
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 71
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims description 41
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 claims description 25
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims description 25
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 10
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 4
- 102000034287 fluorescent proteins Human genes 0.000 claims description 3
- 108091006047 fluorescent proteins Proteins 0.000 claims description 3
- 230000006919 peptide aggregation Effects 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims 4
- 239000013600 plasmid vector Substances 0.000 claims 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims 2
- 239000013613 expression plasmid Substances 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229940124531 pharmaceutical excipient Drugs 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 51
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 30
- 230000006933 amyloid-beta aggregation Effects 0.000 abstract description 27
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 21
- 108010090849 Amyloid beta-Peptides Proteins 0.000 abstract description 14
- 102000013455 Amyloid beta-Peptides Human genes 0.000 abstract description 14
- 102000009091 Amyloidogenic Proteins Human genes 0.000 abstract description 3
- 108010048112 Amyloidogenic Proteins Proteins 0.000 abstract description 3
- 230000003942 amyloidogenic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 71
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 65
- 239000005090 green fluorescent protein Substances 0.000 description 45
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 38
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 35
- 108010064539 amyloid beta-protein (1-42) Proteins 0.000 description 33
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 description 24
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 description 23
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 description 23
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 22
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 20
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 20
- -1 scyl-inositol Chemical class 0.000 description 20
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 17
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 16
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 15
- AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N L-threonine Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 14
- JADVWWSKYZXRGX-UHFFFAOYSA-M thioflavine T Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC=C1C1=[N+](C)C2=CC=C(C)C=C2S1 JADVWWSKYZXRGX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 102220618550 Gamma-crystallin S_F26A_mutation Human genes 0.000 description 13
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 13
- 102220530640 Putative apolipoprotein(a)-like protein 2_H24L_mutation Human genes 0.000 description 13
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 13
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 13
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 12
- 238000001943 fluorescence-activated cell sorting Methods 0.000 description 12
- 230000017730 intein-mediated protein splicing Effects 0.000 description 12
- 102000004144 Green Fluorescent Proteins Human genes 0.000 description 11
- 238000001262 western blot Methods 0.000 description 11
- 206010029350 Neurotoxicity Diseases 0.000 description 10
- 206010044221 Toxic encephalopathy Diseases 0.000 description 10
- 230000006934 amyloid beta 42 aggregation Effects 0.000 description 10
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 10
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 231100000228 neurotoxicity Toxicity 0.000 description 10
- 230000007135 neurotoxicity Effects 0.000 description 10
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 9
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 9
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 9
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 9
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 9
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 9
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 8
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 8
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 8
- 230000016434 protein splicing Effects 0.000 description 8
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 7
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 7
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 7
- 231100000189 neurotoxic Toxicity 0.000 description 7
- 230000002887 neurotoxic effect Effects 0.000 description 7
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 7
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 6
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 6
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 6
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 6
- 230000004770 neurodegeneration Effects 0.000 description 6
- 230000004845 protein aggregation Effects 0.000 description 6
- 230000012846 protein folding Effects 0.000 description 6
- 208000007153 proteostasis deficiencies Diseases 0.000 description 6
- 102200106583 rs121912666 Human genes 0.000 description 6
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 208000037259 Amyloid Plaque Diseases 0.000 description 5
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 5
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 5
- 101800004236 Ssp dnaE intein Proteins 0.000 description 5
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 5
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 5
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 description 5
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 5
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 5
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 5
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 5
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 5
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 5
- 238000001426 native polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 5
- 238000007481 next generation sequencing Methods 0.000 description 5
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 5
- 239000000651 prodrug Substances 0.000 description 5
- 229940002612 prodrug Drugs 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 5
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 4
- 230000004568 DNA-binding Effects 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 108010067902 Peptide Library Proteins 0.000 description 4
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 4
- DZHSAHHDTRWUTF-SIQRNXPUSA-N amyloid-beta polypeptide 42 Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@H](C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(=O)NCC(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O)[C@@H](C)CC)C(C)C)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC=1N=CNC=1)NC(=O)[C@H](CC=1N=CNC=1)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC=1N=CNC=1)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C(C)C)C(C)C)C1=CC=CC=C1 DZHSAHHDTRWUTF-SIQRNXPUSA-N 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 4
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000002552 dosage form Substances 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 4
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 230000003990 molecular pathway Effects 0.000 description 4
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 description 4
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 4
- 239000006041 probiotic Substances 0.000 description 4
- 235000018291 probiotics Nutrition 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 230000012743 protein tagging Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 4
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 4
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 4
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 3
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 3
- 102000002659 Amyloid Precursor Protein Secretases Human genes 0.000 description 3
- 108010043324 Amyloid Precursor Protein Secretases Proteins 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 241000244203 Caenorhabditis elegans Species 0.000 description 3
- 102100025064 Cellular tumor antigen p53 Human genes 0.000 description 3
- 108060002063 Cyclotide Proteins 0.000 description 3
- 150000008574 D-amino acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000034846 Familial Amyloid Neuropathies Diseases 0.000 description 3
- 206010019889 Hereditary neuropathic amyloidosis Diseases 0.000 description 3
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 3
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 3
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 3
- 108010013829 alpha subunit DNA polymerase III Proteins 0.000 description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 3
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 125000004057 biotinyl group Chemical group [H]N1C(=O)N([H])[C@]2([H])[C@@]([H])(SC([H])([H])[C@]12[H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 3
- 230000008499 blood brain barrier function Effects 0.000 description 3
- 210000001218 blood-brain barrier Anatomy 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 3
- 125000000151 cysteine group Chemical group N[C@@H](CS)C(=O)* 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000007876 drug discovery Methods 0.000 description 3
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 238000003119 immunoblot Methods 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 3
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 3
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 3
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 3
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 3
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 3
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000009870 specific binding Effects 0.000 description 3
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 3
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 3
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 description 3
- GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N technetium atom Chemical compound [Tc] GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 201000007905 transthyretin amyloidosis Diseases 0.000 description 3
- WMBWREPUVVBILR-WIYYLYMNSA-N (-)-Epigallocatechin-3-o-gallate Chemical compound O([C@@H]1CC2=C(O)C=C(C=C2O[C@@H]1C=1C=C(O)C(O)=C(O)C=1)O)C(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 WMBWREPUVVBILR-WIYYLYMNSA-N 0.000 description 2
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SNKZJIOFVMKAOJ-UHFFFAOYSA-N 3-Aminopropanesulfonate Chemical compound NCCCS(O)(=O)=O SNKZJIOFVMKAOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPVHBBXCESDRKW-UHFFFAOYSA-N 5(6)-carboxyfluorescein Chemical compound C12=CC=C(O)C=C2OC2=CC(O)=CC=C2C21OC(=O)C1=CC(C(=O)O)=CC=C21.C12=CC=C(O)C=C2OC2=CC(O)=CC=C2C11OC(=O)C2=CC=C(C(=O)O)C=C21 BPVHBBXCESDRKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 241000024188 Andala Species 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OBMZMSLWNNWEJA-XNCRXQDQSA-N C1=CC=2C(C[C@@H]3NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](NC(=O)N(CC#CCN(CCCC[C@H](NC(=O)[C@@H](CC4=CC=CC=C4)NC3=O)C(=O)N)CC=C)NC(=O)[C@@H](N)C)CC3=CNC4=C3C=CC=C4)C)=CNC=2C=C1 Chemical compound C1=CC=2C(C[C@@H]3NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](NC(=O)N(CC#CCN(CCCC[C@H](NC(=O)[C@@H](CC4=CC=CC=C4)NC3=O)C(=O)N)CC=C)NC(=O)[C@@H](N)C)CC3=CNC4=C3C=CC=C4)C)=CNC=2C=C1 OBMZMSLWNNWEJA-XNCRXQDQSA-N 0.000 description 2
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 2
- 206010012289 Dementia Diseases 0.000 description 2
- WMBWREPUVVBILR-UHFFFAOYSA-N GCG Natural products C=1C(O)=C(O)C(O)=CC=1C1OC2=CC(O)=CC(O)=C2CC1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 WMBWREPUVVBILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Chemical group OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 2
- 238000012404 In vitro experiment Methods 0.000 description 2
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 2
- 150000008575 L-amino acids Chemical class 0.000 description 2
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 2
- 101100519207 Mus musculus Pdcd1 gene Proteins 0.000 description 2
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 2
- 208000018737 Parkinson disease Diseases 0.000 description 2
- 108091093037 Peptide nucleic acid Proteins 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 description 2
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 description 2
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 2
- PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N Sodium azide Chemical compound [Na+].[N-]=[N+]=[N-] PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- NAVMQTYZDKMPEU-UHFFFAOYSA-N Targretin Chemical compound CC1=CC(C(CCC2(C)C)(C)C)=C2C=C1C(=C)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 NAVMQTYZDKMPEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGDCHPCRMWEOJR-FQPOAREZSA-N Thr-Ala-Tyr Chemical group C[C@@H](O)[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CC1=CC=C(O)C=C1 DGDCHPCRMWEOJR-FQPOAREZSA-N 0.000 description 2
- IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N Thymidine Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N 0.000 description 2
- NOXKHHXSHQFSGJ-FQPOAREZSA-N Tyr-Ala-Thr Chemical group C[C@@H](O)[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 NOXKHHXSHQFSGJ-FQPOAREZSA-N 0.000 description 2
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DRTQHJPVMGBUCF-XVFCMESISA-N Uridine Chemical group O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-XVFCMESISA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N adenosine Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 2
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 108010064397 amyloid beta-protein (1-40) Proteins 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 description 2
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 2
- 229960002938 bexarotene Drugs 0.000 description 2
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 2
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 2
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 2
- 125000006367 bivalent amino carbonyl group Chemical group [H]N([*:1])C([*:2])=O 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N chloramphenicol Chemical compound ClC(Cl)C(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 2
- 229960005091 chloramphenicol Drugs 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 2
- 230000004186 co-expression Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 238000009510 drug design Methods 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 2
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 229940030275 epigallocatechin gallate Drugs 0.000 description 2
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 2
- ODKNJVUHOIMIIZ-RRKCRQDMSA-N floxuridine Chemical compound C1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C(F)=C1 ODKNJVUHOIMIIZ-RRKCRQDMSA-N 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000003540 gamma secretase inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000007417 hierarchical cluster analysis Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 description 2
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 description 2
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 description 2
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 description 2
- 238000007169 ligase reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L magnesium stearate Chemical compound [Mg+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 2
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 2
- 238000001823 molecular biology technique Methods 0.000 description 2
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 2
- 230000003387 muscular Effects 0.000 description 2
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 238000010647 peptide synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000007505 plaque formation Effects 0.000 description 2
- 238000002264 polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 2
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 2
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 2
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000529 probiotic effect Effects 0.000 description 2
- 230000006916 protein interaction Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229960001353 tafamidis Drugs 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 125000000341 threoninyl group Chemical group [H]OC([H])(C([H])([H])[H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 2
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 2
- YKBGVTZYEHREMT-KVQBGUIXSA-N 2'-deoxyguanosine Chemical compound C1=NC=2C(=O)NC(N)=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](CO)O1 YKBGVTZYEHREMT-KVQBGUIXSA-N 0.000 description 1
- WVHGJJRMKGDTEC-WCIJHFMNSA-N 2-[(1R,4S,8R,10S,13S,16S,27R,34S)-34-[(2S)-butan-2-yl]-8,22-dihydroxy-13-[(2R,3S)-3-hydroxybutan-2-yl]-2,5,11,14,27,30,33,36,39-nonaoxo-27lambda4-thia-3,6,12,15,25,29,32,35,38-nonazapentacyclo[14.12.11.06,10.018,26.019,24]nonatriaconta-18(26),19(24),20,22-tetraen-4-yl]acetamide Chemical compound CC[C@H](C)[C@@H]1NC(=O)CNC(=O)[C@@H]2Cc3c([nH]c4cc(O)ccc34)[S@](=O)C[C@H](NC(=O)CNC1=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N1C[C@H](O)C[C@H]1C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)[C@H](C)O)C(=O)N2 WVHGJJRMKGDTEC-WCIJHFMNSA-N 0.000 description 1
- KLFRZDOQQDHVSS-UHFFFAOYSA-N 2-[[5-[5-(4-hydroxyphenyl)thiophen-2-yl]thiophen-2-yl]methylidene]propanedinitrile Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1=CC=C(C=2SC(C=C(C#N)C#N)=CC=2)S1 KLFRZDOQQDHVSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKTSBUTUHBMZGZ-ULQXZJNLSA-N 4-amino-1-[(2r,4s,5r)-4-hydroxy-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]-5-tritiopyrimidin-2-one Chemical compound O=C1N=C(N)C([3H])=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)C1 CKTSBUTUHBMZGZ-ULQXZJNLSA-N 0.000 description 1
- CJIJXIFQYOPWTF-UHFFFAOYSA-N 7-hydroxycoumarin Natural products O1C(=O)C=CC2=CC(O)=CC=C21 CJIJXIFQYOPWTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000012440 Acetylcholinesterase Human genes 0.000 description 1
- 108010022752 Acetylcholinesterase Proteins 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 239000012103 Alexa Fluor 488 Substances 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- 102100026882 Alpha-synuclein Human genes 0.000 description 1
- 231100000729 Amatoxin Toxicity 0.000 description 1
- 101710154825 Aminoglycoside 3'-phosphotransferase Proteins 0.000 description 1
- IIFDPDVJAHQFSR-WHFBIAKZSA-N Asn-Glu Chemical compound NC(=O)C[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCC(O)=O IIFDPDVJAHQFSR-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- JHFNSBBHKSZXKB-VKHMYHEASA-N Asp-Gly Chemical compound OC(=O)C[C@H](N)C(=O)NCC(O)=O JHFNSBBHKSZXKB-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 description 1
- 230000007134 Aβ oligomerisation Effects 0.000 description 1
- 102000008096 B7-H1 Antigen Human genes 0.000 description 1
- 108010074708 B7-H1 Antigen Proteins 0.000 description 1
- 101001069755 Bacterium symbiont subsp. Theonella swinhoei (strain pTSMAC1) Polytheonamide B Proteins 0.000 description 1
- FXNFHKRTJBSTCS-UHFFFAOYSA-N Baicalein Natural products C=1C(=O)C=2C(O)=C(O)C(O)=CC=2OC=1C1=CC=CC=C1 FXNFHKRTJBSTCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000609447 Beet necrotic yellow vein virus (isolate Japan/S) Protein P25 Proteins 0.000 description 1
- 101100347613 Caenorhabditis elegans unc-54 gene Proteins 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000020406 Creutzfeldt Jacob disease Diseases 0.000 description 1
- 208000003407 Creutzfeldt-Jakob Syndrome Diseases 0.000 description 1
- 208000010859 Creutzfeldt-Jakob disease Diseases 0.000 description 1
- 201000003883 Cystic fibrosis Diseases 0.000 description 1
- XPDXVDYUQZHFPV-UHFFFAOYSA-N Dansyl Chloride Chemical compound C1=CC=C2C(N(C)C)=CC=CC2=C1S(Cl)(=O)=O XPDXVDYUQZHFPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVGKNOAMLMIIKO-UHFFFAOYSA-N Elaidinsaeure-aethylester Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC LVGKNOAMLMIIKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000015872 Gaucher disease Diseases 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- SXGAGTVDWKQYCX-BQBZGAKWSA-N Glu-Met Chemical compound CSCC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O SXGAGTVDWKQYCX-BQBZGAKWSA-N 0.000 description 1
- 241000380126 Gymnosteris Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- MAJYPBAJPNUFPV-BQBZGAKWSA-N His-Cys Chemical compound SC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 MAJYPBAJPNUFPV-BQBZGAKWSA-N 0.000 description 1
- 101000914484 Homo sapiens T-lymphocyte activation antigen CD80 Proteins 0.000 description 1
- 208000023105 Huntington disease Diseases 0.000 description 1
- WMDZARSFSMZOQO-DRZSPHRISA-N Ile-Phe Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CC1=CC=CC=C1 WMDZARSFSMZOQO-DRZSPHRISA-N 0.000 description 1
- 108010058683 Immobilized Proteins Proteins 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 1
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 1
- JPNRPAJITHRXRH-BQBZGAKWSA-N Lys-Asn Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CC(N)=O JPNRPAJITHRXRH-BQBZGAKWSA-N 0.000 description 1
- DBTDEFJAFBUGPP-UHFFFAOYSA-N Methanethial Chemical compound S=C DBTDEFJAFBUGPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 201000005118 Nephrogenic diabetes insipidus Diseases 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 102000005650 Notch Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108010070047 Notch Receptors Proteins 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical class OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010004729 Phycoerythrin Proteins 0.000 description 1
- 108010071690 Prealbumin Proteins 0.000 description 1
- BEPSGCXDIVACBU-IUCAKERBSA-N Pro-His Chemical compound C([C@@H](C(=O)O)NC(=O)[C@H]1NCCC1)C1=CN=CN1 BEPSGCXDIVACBU-IUCAKERBSA-N 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 1
- RZEQTVHJZCIUBT-WDSKDSINSA-N Ser-Arg Chemical compound OC[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCNC(N)=N RZEQTVHJZCIUBT-WDSKDSINSA-N 0.000 description 1
- LZLREEUGSYITMX-JQWIXIFHSA-N Ser-Trp Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](NC(=O)[C@H](CO)N)C(O)=O)=CNC2=C1 LZLREEUGSYITMX-JQWIXIFHSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 description 1
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 239000012505 Superdex™ Substances 0.000 description 1
- 102100027222 T-lymphocyte activation antigen CD80 Human genes 0.000 description 1
- DSGIVWSDDRDJIO-ZXXMMSQZSA-N Thr-Thr Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O DSGIVWSDDRDJIO-ZXXMMSQZSA-N 0.000 description 1
- 108091036066 Three prime untranslated region Proteins 0.000 description 1
- 102000009190 Transthyretin Human genes 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZSXJENBJGRHKIG-UWVGGRQHSA-N Tyr-Ser Chemical compound OC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 ZSXJENBJGRHKIG-UWVGGRQHSA-N 0.000 description 1
- JAQGKXUEKGKTKX-HOTGVXAUSA-N Tyr-Tyr Chemical compound C([C@H](N)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 JAQGKXUEKGKTKX-HOTGVXAUSA-N 0.000 description 1
- COQLPRJCUIATTQ-UHFFFAOYSA-N Uranyl acetate Chemical compound O.O.O=[U]=O.CC(O)=O.CC(O)=O COQLPRJCUIATTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKHXYJKMNSSFFL-IUCAKERBSA-N Val-Lys Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCCN JKHXYJKMNSSFFL-IUCAKERBSA-N 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 229940022698 acetylcholinesterase Drugs 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-VAYJURFESA-N aldehydo-L-arabinose Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-VAYJURFESA-N 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 108090000185 alpha-Synuclein Proteins 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 108010014709 amatoxin Proteins 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 206010002026 amyotrophic lateral sclerosis Diseases 0.000 description 1
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000007131 anti Alzheimer effect Effects 0.000 description 1
- 230000002744 anti-aggregatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000008365 aqueous carrier Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 108010047857 aspartylglycine Proteins 0.000 description 1
- UDFLTIRFTXWNJO-UHFFFAOYSA-N baicalein Chemical compound O1C2=CC(=O)C(O)=C(O)C2=C(O)C=C1C1=CC=CC=C1 UDFLTIRFTXWNJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940015301 baicalein Drugs 0.000 description 1
- 229940049706 benzodiazepine Drugs 0.000 description 1
- 125000003310 benzodiazepinyl group Chemical group N1N=C(C=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 239000002439 beta secretase inhibitor Substances 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-KLVWXMOXSA-N beta-L-arabinopyranose Chemical compound O[C@H]1CO[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-KLVWXMOXSA-N 0.000 description 1
- DRTQHJPVMGBUCF-PSQAKQOGSA-N beta-L-uridine Natural products O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@@H]1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-PSQAKQOGSA-N 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000941 bile Anatomy 0.000 description 1
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005460 biophysical method Methods 0.000 description 1
- 229940126587 biotherapeutics Drugs 0.000 description 1
- 108091005948 blue fluorescent proteins Proteins 0.000 description 1
- 108700028831 bottromycin Proteins 0.000 description 1
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 125000006355 carbonyl methylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 125000002160 cholyl group Chemical group [H]C([H])([C@]1(C([C@@]2([H])O[H])([H])[H])[H])[C@@](O[H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[C@]1(C([H])([H])[H])[C@]1([H])[C@]2([H])[C@]2([H])C([H])([H])C([H])([H])[C@@]([C@](C([H])([H])[H])(C(C(C(=O)[*])([H])[H])([H])[H])[H])([H])[C@@]2(C([H])([H])[H])[C@](O[H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 235000019506 cigar Nutrition 0.000 description 1
- 238000007621 cluster analysis Methods 0.000 description 1
- 229940110456 cocoa butter Drugs 0.000 description 1
- 235000019868 cocoa butter Nutrition 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 description 1
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 description 1
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 1
- 108010016445 cyanobactins Proteins 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003413 degradative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 239000005547 deoxyribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002637 deoxyribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- UQLDLKMNUJERMK-UHFFFAOYSA-L di(octadecanoyloxy)lead Chemical compound [Pb+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O UQLDLKMNUJERMK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940039227 diagnostic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000000032 diagnostic agent Substances 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 239000002702 enteric coating Substances 0.000 description 1
- 238000009505 enteric coating Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- LVGKNOAMLMIIKO-QXMHVHEDSA-N ethyl oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC LVGKNOAMLMIIKO-QXMHVHEDSA-N 0.000 description 1
- 229940093471 ethyl oleate Drugs 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 238000012921 fluorescence analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 1
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 238000001415 gene therapy Methods 0.000 description 1
- 125000000291 glutamic acid group Chemical group N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)* 0.000 description 1
- 108010079547 glutamylmethionine Proteins 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 208000035474 group of disease Diseases 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000007407 health benefit Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012165 high-throughput sequencing Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229940072221 immunoglobulins Drugs 0.000 description 1
- 238000012744 immunostaining Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 229960000367 inositol Drugs 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000007918 intramuscular administration Methods 0.000 description 1
- 238000007912 intraperitoneal administration Methods 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 150000003951 lactams Chemical group 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 1
- 239000008297 liquid dosage form Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- HWYHZTIRURJOHG-UHFFFAOYSA-N luminol Chemical compound O=C1NNC(=O)C2=C1C(N)=CC=C2 HWYHZTIRURJOHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 1
- 125000003588 lysine group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 238000002824 mRNA display Methods 0.000 description 1
- 239000003120 macrolide antibiotic agent Substances 0.000 description 1
- 229940041033 macrolides Drugs 0.000 description 1
- 235000019359 magnesium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- KSIZLOPUXFSFNR-UHFFFAOYSA-N methyl 3-[[2-[[2-[(6-tert-butyl-13-methyl-2,8,11-trioxo-9-propan-2-yl-1,4,7,10-tetrazabicyclo[10.3.0]pentadec-4-en-5-yl)amino]-3,3-dimethylbutanoyl]amino]-3-phenylbutanoyl]amino]-3-(1,3-thiazol-2-yl)propanoate Chemical compound N=1C=CSC=1C(CC(=O)OC)NC(=O)C(NC(=O)C(NC=1C(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C2C(C)CCN2C(=O)CN=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)C(C)C1=CC=CC=C1 KSIZLOPUXFSFNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 108010079904 microcin Proteins 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 210000000663 muscle cell Anatomy 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- ZTLGJPIZUOVDMT-UHFFFAOYSA-N n,n-dichlorotriazin-4-amine Chemical compound ClN(Cl)C1=CC=NN=N1 ZTLGJPIZUOVDMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 210000002682 neurofibrillary tangle Anatomy 0.000 description 1
- 230000016273 neuron death Effects 0.000 description 1
- 239000004090 neuroprotective agent Substances 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000012457 nonaqueous media Substances 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 description 1
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 1
- 150000002895 organic esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 1
- 238000007911 parenteral administration Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 1
- 231100000255 pathogenic effect Toxicity 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 239000000816 peptidomimetic Substances 0.000 description 1
- 238000002823 phage display Methods 0.000 description 1
- 108010045867 phallotoxin Proteins 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000026731 phosphorylation Effects 0.000 description 1
- 238000006366 phosphorylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 108010054624 red fluorescent protein Proteins 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-CDRYSYESSA-N scyllo-inositol Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O CDAISMWEOUEBRE-CDRYSYESSA-N 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N scyllo-inosotol Natural products OC1C(O)C(O)C(O)C(O)C1O CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012064 sodium phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007909 solid dosage form Substances 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 239000003206 sterilizing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010254 subcutaneous injection Methods 0.000 description 1
- 239000007929 subcutaneous injection Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 description 1
- 150000003456 sulfonamides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000829 suppository Substances 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 238000012353 t test Methods 0.000 description 1
- TXEIIPDJKFWEEC-UHFFFAOYSA-N tafamidis Chemical compound O1C2=CC(C(=O)O)=CC=C2N=C1C1=CC(Cl)=CC(Cl)=C1 TXEIIPDJKFWEEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQJDBUPLRMRBAB-WZTVWXICSA-N tafamidis meglumine Chemical compound CNC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO.O1C2=CC(C(=O)O)=CC=C2N=C1C1=CC(Cl)=CC(Cl)=C1 DQJDBUPLRMRBAB-WZTVWXICSA-N 0.000 description 1
- 102000013498 tau Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010026424 tau Proteins Proteins 0.000 description 1
- JGVWCANSWKRBCS-UHFFFAOYSA-N tetramethylrhodamine thiocyanate Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(N(C)C)=CC2=[O+]C2=CC(N(C)C)=CC=C2C=1C1=CC=C(SC#N)C=C1C(O)=O JGVWCANSWKRBCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010034266 theta-defensin Proteins 0.000 description 1
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K thiophosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=S RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000003656 tris buffered saline Substances 0.000 description 1
- 208000001072 type 2 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 108010003137 tyrosyltyrosine Proteins 0.000 description 1
- ORHBXUUXSCNDEV-UHFFFAOYSA-N umbelliferone Chemical compound C1=CC(=O)OC2=CC(O)=CC=C21 ORHBXUUXSCNDEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFTAFOQKODTIJY-UHFFFAOYSA-N umbelliferone Natural products Cc1cc2C=CC(=O)Oc2cc1OCC=CC(C)(C)O HFTAFOQKODTIJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940035893 uracil Drugs 0.000 description 1
- DRTQHJPVMGBUCF-UHFFFAOYSA-N uracil arabinoside Natural products OC1C(O)C(CO)OC1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940045145 uridine Drugs 0.000 description 1
- 108010073969 valyllysine Proteins 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 230000036642 wellbeing Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
- ZKIAWZPHVZQYMG-QYJCGYSGSA-N θ-defensin Chemical compound O=C([C@@H]1CSSC[C@H](NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC2=O)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H](CSSC[C@@H](C(N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N1)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CN)[C@@H](C)CC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(O)=O)[C@@H](C)CC)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]1C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@H]2CSSC1 ZKIAWZPHVZQYMG-QYJCGYSGSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K7/00—Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- C07K7/64—Cyclic peptides containing only normal peptide links
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
- A61P25/28—Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia
Abstract
Description
ΚΥΚΛΙΚΟΙ ΠΕΠΤΙΔΙΚΟΙ ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ ΤΗΣ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΣΗΣ ΤΟΥ ΑΜΥΛΟΕΙΔΟΥΣ-Β ΠΕΠΤΙΔΙΟΥ CYCLIC PEPTIDE INHIBITORS OF AMYLOID-B PEPTIDE AGGREGATION
Πεδίο της εφεύρεσης Field of invention
Η παρούσα εφεύρεση παρέχει ενώσεις που ρυθμίζουν τη συσσωμάτωση αμυλοειδούς-β πεπτιδίων. Σε μια προτιμώμενη ενσωμάτωση, οι ενώσεις μπορούν να αναστέλλουν τη φυσική συσσώρευση αμυλοειδούς. Σε μια άλλη προτιμώμενη πραγματοποίηση, οι ενώσεις είναι κυκλικά επταπεπτίδια, όπου η κυκλοποίηση έχει πραγματοποιηθεί μεταξύ των δύο τελικών ομάδων του πεπτιδίου (head-to-tail) ή παραλλαγές αυτών που φέρουν ειδικές τροποποιήσεις, έτσι ώστε η ένωση να μεταβάλλει τη συσσωμάτωση ή να αναστέλλει τη νευροτοξικότητα των φυσικών β-αμυλοειδών πεπτιδίων όταν έρχονται σε επαφή με τα πεπτίδια. Περιγράφονται επίσης φαρμακευτικές συνθέσεις που περιλαμβάνουν τις ενώσεις της εφεύρεσης και διαγνωστικές και θεραπευτικές μέθοδοι για αμυλοειδογενείς ασθένειες χρησιμοποιώντας τις ενώσεις της εφεύρεσης. The present invention provides compounds that modulate the aggregation of amyloid-β peptides. In a preferred embodiment, the compounds can inhibit the natural accumulation of amyloid. In another preferred embodiment, the compounds are cyclic heptapeptides, where cyclization has taken place between the two terminal groups of the peptide (head-to-tail) or variants thereof bearing specific modifications, such that the compound alters aggregation or inhibits the neurotoxicity of natural β-amyloid peptides when in contact with the peptides. Pharmaceutical compositions comprising the compounds of the invention and diagnostic and therapeutic methods for amyloidogenic diseases using the compounds of the invention are also described.
Υπόβαθρο της εφεύρεσης Background of the invention
Η προβληματική αναδίπλωση πρωτεϊνών συνδέεται επι του παρόντος με περισσότερες από 50 ασθένειες όπως η νόσος του Alzheimer (AD), η νόσος του Parkinson, η ασθένεια του Huntington, ο διαβήτης τύπου 2, η κυστική ίνωση, η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση, η νόσος του Gaucher, ο νεφρογόνος διαβήτης insipidus και η ασθένεια Creutzfeldt- Jakob. Αυτές οι διαταραχές ονομάζονται συλλογικά «ασθένειες που δημιουργούνται από προβληματικά αναδιπλωμένες πρωτεΐνες» (Protein Misfolding Diseases, PMDs). Υπάρχουν δύο τρόποι με τους οποίους οι πρωτεΐνες προβληματικής αναδίπλωσης (Misfolded Proteins, MisPs) οδηγούν σε ασθένειες: στην μία περίπτωση οι πρωτεΐνες χάνουν την ικανότητά τους να εκτελούν τη φυσιολογική τους λειτουργία (loss-of-function) και στην άλλη περίπτωση οι πρωτεΐνες αποκτούν μια νέα επιβλαβή ιδιότητα (gain-of-function). Κυτταρικοί ή περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως μεταβολές στο pH, οξειδωτικό στρες, έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις μεταλλικών ιόντων ή άλλων χημικών ουσιών, καθώς και η παρουσία μίας μετάλλαξης ή πολλαπλών μεταλλάξεων στην αμινοξική αλληλουχία ορισμένων πρωτεϊνών, μπορούν να διαδραματίσουν κρίσιμο ρόλο στην προβληματική αναδίπλωση των πρωτεϊνών. Οι PMDs καθίστανται όλο και πιο συχνές με την αύξηση του προσδόκιμου ζωής, καθώς πολλές εξ αυτών συνδέονται με αυξημένη ηλικία. Protein misfolding is currently associated with more than 50 diseases such as Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease, Huntington's disease, type 2 diabetes, cystic fibrosis, amyotrophic lateral sclerosis, Gaucher disease , nephrogenic diabetes insipidus and Creutzfeldt-Jakob disease. These disorders are collectively called Protein Misfolding Diseases (PMDs). There are two ways in which misfolded proteins (MisPs) lead to disease: in one case the proteins lose their ability to perform their normal function (loss-of-function) and in the other case the proteins acquire a new harmful property (gain-of-function). Cellular or environmental factors such as changes in pH, oxidative stress, exposure to high concentrations of metal ions or other chemicals, as well as the presence of a mutation or multiple mutations in the amino acid sequence of certain proteins, can play a critical role in problematic protein folding. PMDs become more common with increasing life expectancy, as many of them are associated with increased age.
Οι PMD περιλαμβάνουν πολύ σοβαρές διαταραχές με υψηλά ποσοστά εμφάνισης και σοβαρό αντίκτυπο στην ευημερία του ανθρώπινου πληθυσμού με αποτέλεσμα θεραπευτικές ενώσεις κατά των ασθενειών αυτών να βρίσκονται σε τεράστια ζήτηση. Μια από τις πιο ελπιδοφόρες προσεγγίσεις για την ταυτοποίηση νέων ενώσεων με εν δυνάμει θεραπευτικές ιδιότητες κατά των ασθενειών αυτών είναι η ανακάλυψη χημικών μορίων με την ικανότητα να επιδιορθώνουν την προβληματική πρωτεϊνική αναδίπλωση. Τέτοια μόρια έχουν ήδη ταυτοποιηθεί για μερικές MisPs. Για παράδειγμα, έχει βρεθεί ότι γραμμικά πεπτίδια με ομολογία προς ορισμένες περιοχές του β-αμυλοειδούς πεπτιδίου (Αβ) και μικρά μόρια, όπως η σκυλο-ινοσιτόλη, η ομοταυρίνη, το μπλε του μεθυλενίου και το βηξαροτένιο, ρυθμίζουν την συσσωμάτωση της Αβ και αναστέλλουν τη συσχετιζόμενη νευροτοξικότητα in vitro και in vivo, και ορισμένες από αυτές έχουν προχωρήσει στη συνέχεια σε κλινικές μελέτες. Ομοίως, στην περίπτωση της πρωτεΐνης α-συνουκλεΐνης (asyn) που σχετίζεται με τη νόσο Parkinson, έχουν βρεθεί πεπτίδια με ομολογία με την κεντρική υδρόφοβη περιοχή της πρωτεΐνης καθώς και ορισμένα φυσικά προϊόντα όπως η βαικαλεΐνη και η επιγαλλοκατεχίνη γαλλικού εστέρα (EGCG), τα οποία επιδεικνύουν ελπιδοφόρα αποτελέσματα κατά της συσσωμάτωσης της asyn. Πράγματι, το μικρό μόριο ταφαμίδη (tafamidis), με την ικανότητα να επιδιορθώνει την εσφαλμένη αναδίπλωση της πρωτεΐνης τρανσθυρετίνης, έχει πρόσφατα εγκριθεί για τη θεραπεία της οικογενούς αμυλοειδούς πολυνευροπάθειας (familial amyloid polyneuropathy, FAP) στην Ευρώπη και την Ιαπωνία και κυκλοφορεί στο εμπόριο με το όνομα Vyndaqel® (Pfizer). Η ένωση αυτή καθώς και η χρήση της για τη θεραπεία της FAP έχουν περιγράφει στο ευρωπαϊκό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ΕΡ1587821. PMDs include very serious disorders with high incidence rates and a serious impact on the well-being of the human population, resulting in therapeutic compounds against these diseases being in huge demand. One of the most promising approaches for identifying new compounds with potential therapeutic properties against these diseases is the discovery of chemical molecules with the ability to repair problematic protein folding. Such molecules have already been identified for some MisPs. For example, linear peptides with homology to certain regions of β-amyloid peptide (Aβ) and small molecules, such as scyl-inositol, homotaurine, methylene blue, and bexarotene, have been found to modulate Aβ aggregation and inhibit associated neurotoxicity in vitro and in vivo, and some of these have subsequently progressed to clinical studies. Similarly, in the case of the protein α-synuclein (asyn) associated with Parkinson's disease, peptides with homology to the central hydrophobic region of the protein have been found as well as some natural products such as baicalein and epigallocatechin gallate (EGCG), which show promising anti-aggregation effects of asyn. Indeed, the small molecule tafamidis, with its ability to repair the misfolding of the transthyretin protein, has recently been approved for the treatment of familial amyloid polyneuropathy (FAP) in Europe and Japan and is marketed with name Vyndaqel® (Pfizer). This compound and its use for the treatment of FAP are described in European patent EP1587821.
Οι μακροκυκλικές ενώσεις έχουν χαρακτηριστεί ως μια ιδιαίτερα ελπιδοφόρα κατηγορία εν δυνάμει θεραπευτικών ενώσεων, οι οποίες δεν έχουν διερευνηθεί σε μεγάλο βαθμό (Driggers, Ε.Μ., Hale, S.P., Lee, J. & Terrett, N.K. The exploration of macrocycles for drug discovery— an underexploited structural class. Nat. Rev. Drug Discov. 7, 608-624 (2008)). Οι ενώσεις αυτές καταλαμβάνουν έναν χώρο μεταξύ των μικρών μορίων και των βιολογικών μακρομορίων και συχνά παρουσιάζουν τα πλεονεκτήματα και των δύο κατηγοριών, δηλαδή την υψηλή βιοδιαθεσιμότητα των μικρών μορίων σε συνδυασμό με την υψηλή εξειδίκευση και τις λιγότερες παρενέργειες των βιολογικών μακρομορίων. Επιπλέον, το συνήθως μεγαλύτερο μέγεθος τους και η πιο σύνθετη δομή τους καθιστούν τις ενώσεις αυτές ιδιαίτερα κατάλληλες για στόχευση δύσκολων στόχων, όπως αυτοί που εμπλέκονται σε αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών. Δεδομένου ότι πολλές PMDs χαρακτηρίζονται από συσσωμάτωση πρωτεϊνών, μια διαδικασία που εξαρτάται από αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών, οι μακροκυκλικές ενώσεις αναμένεται να είναι ιδιαίτερα δραστικές έναντι αυτής της κατηγορίας διαταραχών. Το θεραπευτικό τους δυναμικό αρχίζει σταδιακά να αυξάνεται σε ένα μεγάλο εύρος ασθενειών και παρουσιάζεται στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας US9308236, όπου οι μακροκυκλικοί παράγοντες δείχνουν ότι αναστέλλουν τις αλληλεπιδράσεις των πρωτεϊνών PD-1/PD-L1 (Programmed Death 1) και CD80/PD-L1 και είναι επομένως χρήσιμα στην ανακούφιση διαφόρων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου και των μολυσματικών ασθενειών. Macrocycles have been characterized as a particularly promising class of potentially therapeutic compounds that have been largely unexplored (Driggers, E.M., Hale, S.P., Lee, J. & Terrett, N.K. The exploration of macrocycles for drug discovery — an underexploited structural class. Nat. Rev. Drug Discov. 7, 608-624 (2008)). These compounds occupy a space between small molecules and biological macromolecules and often exhibit the advantages of both classes, namely the high bioavailability of small molecules combined with the high specificity and fewer side effects of biological macromolecules. In addition, their typically larger size and more complex structure make these compounds particularly suitable for targeting difficult targets, such as those involved in protein interactions. Since many PMDs are characterized by protein aggregation, a process dependent on protein interactions, macrocyclic compounds are expected to be particularly active against this class of disorders. Their therapeutic potential is gradually beginning to increase in a wide range of diseases and is shown in patent US9308236, where macrocyclic agents are shown to inhibit the interactions of PD-1/PD-L1 (Programmed Death 1) and CD80/PD-L1 proteins and they are therefore useful in alleviating various diseases, including cancer and infectious diseases.
Η νόσος του Alzheimer (AD) είναι η πιο κοινή προοδευτική νευροεκφυλιστική ασθένεια που προκαλεί άνοια σε ηλικιωμένους ανθρώπους. Η κατάσταση αυτή επηρεάζει περισσότερους από 7 εκατομμύρια ανθρώπους στην Ευρώπη και 35 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Από οικονομική άποψη, οι αριθμοί αυτοί μεταφράζονται σε ετήσιο κόστος θεραπείας της νόσου ύψους 818 δισεκατομμυρίων δολαρίων μόνο για τις Ηνωμένες Πολιτείες (2015 World Alzheimer Report). Λόγω της γήρανσης του ανθρώπινου πληθυσμού, η συχνότητα εμφάνισης της AD αυξάνεται σταθερά τα τελευταία χρόνια και αναμένεται να αυξηθεί κατά 200% μέσα στα επόμενα 20 χρόνια. Alzheimer's disease (AD) is the most common progressive neurodegenerative disease causing dementia in older people. This condition affects more than 7 million people in Europe and 35 million people worldwide. In economic terms, these numbers translate into an annual cost of treating the disease of $818 billion for the United States alone (2015 World Alzheimer Report). Due to the aging of the human population, the incidence of AD has been steadily increasing in recent years and is expected to increase by 200% within the next 20 years.
Η AD χαρακτηρίζεται νευροπαθολογικά από ενδοκυτταρικά νευροϊνιδιακά πλέγματα αποτελούμενα από υπερφωσφορυλιωμένη πρωτεΐνη tau, εξωκυτταρική συσσώρευση του πεπτιδίου αμυλοειδούς-β (Αβ) σε γεροντικές πλάκες και τη συσσώρευση διαλυτών Αβ ολιγομερών στον εγκέφαλο. Η επικρατούσα θεωρία σχετικά με τις μοριακές πηγές πίσω από την παθολογία της νόσου είναι η υπόθεση του αμυλοειδούς καταρράκτη, σύμφωνα με την οποία, ο σχηματισμός ολιγομερών και/ή μεγαλύτερων συσσωματωμάτων του Αβ στον εγκέφαλο είναι νευροτοξικός και η συσσώρευση των πρωτεϊνικών αυτών μορφών έχει ως αποτέλεσμα τον νευρωνικό εκφυλισμό, τον νευρωνικό θάνατο και τελικά την εμφάνιση της AD. AD is neuropathologically characterized by intracellular neurofibrillary tangles composed of hyperphosphorylated tau protein, extracellular accumulation of amyloid-β peptide (Aβ) in senile plaques, and the accumulation of soluble Aβ oligomers in the brain. The prevailing theory regarding the molecular sources behind the disease pathology is the amyloid cascade hypothesis, according to which the formation of Aβ oligomers and/or larger aggregates in the brain is neurotoxic and the accumulation of these protein forms results in neuronal degeneration, neuronal death and finally the onset of AD.
Το Αβ παράγεται από την διάσπαση της πρόδρομης πρωτεΐνης ΑΡΡ ως αποτέλεσμα της δράσης των πρωτεασών β- και γ-σεκρετάση. Λόγω της ευρείας εξειδίκευσης ως προς την αναγνώριση αμινοξέων της γ-σεκρετάσης, η πρωτεολυτική της δράση στην ΑΡΡ οδηγεί στο σχηματισμό διαφορετικών μορφών του πεπτιδίου Αβ. Το κύριο προϊόν της διάσπασης της ΑΡΡ αποτελείται από 40 αμινοξέα (Αβ40), ενώ ένα από τα δευτερογενή προϊόντα έχει μήκος 42 αμινοξέων (Αβ42). Το Αβ είναι ένα αμφίφιλο πεπτίδιο που περιλαμβάνει μία υδρόφιλη (αμινοξέα 1-16) και μία υδρόφοβη περιοχή (αμινοξέα 17-40/42). Το Αβ42 περιέχει δύο πρόσθετα αμινοξέα στο C-τελικό άκρο του και παρουσιάζει υψηλότερη υδροφοβικότητα και υψηλότερη τάση συσσωμάτωσης από το Αβ40. Λόγω της κατανομής των υδρόφοβων αμινοξέων στην αλληλουχία του, το Αβ είναι ανίκανο να υιοθετήσει μια καλά καθορισμένη διαμόρφωση. Ως αποτέλεσμα, ορισμένες υδρόφοβες περιοχές της αλληλουχίας του Αβ παραμένουν εκτεθειμένες στο υδατικό περιβάλλον του κυττάρου και η πρωτεΐνη τείνει να σχηματίζει ολιγομερή και συσσωματώματα ανώτερης τάξης. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, αυτά τα διαλυτά ολιγομερή και/ή τα μεγαλύτερα συσσωματώματα θεωρούνται ότι είναι τα νευροτοξικά είδη του Αβ που προκαλούν την AD. Η AD μπορεί επομένως να θεωρηθεί ως πρωτεϊνοπάθεια, η οποία ξεκινά λόγω των ιδιόμορφων βιοχημικών / βιοφυσικών ιδιοτήτων του Αβ και της σχετιζόμενης προβληματικής αναδίπλωσης του, κατηγοριοποιώντας έτσι την AD στη μεγάλη ομάδα διαταραχών που ονομάζονται PMDs, όπως περιγράφεται παραπάνω. Aβ is produced by the cleavage of the precursor protein APP as a result of the action of the proteases β- and γ-secretase. Because of the broad amino acid recognition specificity of γ-secretase, its proteolytic action on APP leads to the formation of different forms of the Aβ peptide. The major APP cleavage product consists of 40 amino acids (Aβ40), while one of the secondary products is 42 amino acids long (Aβ42). Aβ is an amphiphilic peptide comprising a hydrophilic (amino acids 1-16) and a hydrophobic region (amino acids 17-40/42). Aβ42 contains two additional amino acids at its C-terminus and exhibits higher hydrophobicity and higher aggregation propensity than Aβ40. Due to the distribution of hydrophobic amino acids in its sequence, Aβ is unable to adopt a well-defined conformation. As a result, some hydrophobic regions of the Aβ sequence remain exposed to the aqueous environment of the cell and the protein tends to form oligomers and higher order aggregates. As mentioned above, these soluble oligomers and/or larger aggregates are thought to be the neurotoxic species of Aβ that cause AD. AD can therefore be considered a proteinopathy, which is initiated due to the peculiar biochemical/biophysical properties of Aβ and its associated folding problem, thus categorizing AD into the large group of disorders called PMDs, as described above.
Παρά τις τεράστιες κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις της AD και τις έντονες ερευνητικές προσπάθειες των τελευταίων δεκαετιών, δεν υπάρχουν ακόμα προληπτικές ή θεραπευτικές αγωγές κατά της συγκεκριμένης νόσου. Τέτοιες θεραπείες θα μπορούσαν να αναπτυχθούν μετά την ταυτοποίηση αναστολέων οποιουδήποτε σταδίου του μοριακού μονοπατιού που ξεκινά από τη βιοσύνθεση του Αβ και οδηγεί στον εκφυλισμό των νευρώνων και στην ανάπτυξη άνοιας. Για παράδειγμα, μόρια με την ικανότητα να μειώνουν τη συγκέντρωση του κυκλοφορούντος Αβ θα μπορούσαν να δράσουν ως ρυθμιστικοί παράγοντες καθυστερώντας τον σχηματισμό των νευροτοξικών Αβ μορφών και την ανάπτυξη της νόσου. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί, για παράδειγμα, με τη χρήση αντισωμάτων κατά του Αβ που οδηγούν σε απομόνωση, αποικοδόμηση ή/και κάθαρση του πεπτιδίου, ή χρησιμοποιώντας αναστολείς β- και γ-εκκριτάσης οι οποίοι αναστέλλουν τη διάσπαση της ΑΡΡ και μειώνουν τον ρυθμό βιοσύνθεσης του Αβ . Τέτοιες ενώσεις έχουν ήδη ανακαλυφθεί αλλά δεν έχουν ακόμη επιδείξει τα επιθυμητά θεραπευτικά προφίλ, κυρίως λόγω ανεπιθύμητων παρενεργειών. Για παράδειγμα, οι αναστολείς της γ-εκκριτάσης έχουν επιδείξει ανεπιθύμητες ενέργειες σε άλλα φυσιολογικά μοριακά μονοπάτια, όπως στη σήμανση Notch, προκαλώντας σοβαρές παρενέργειες σε ποντίκια (συμπτώματα γαστρεντερικής οδού κλπ.). Despite the enormous socio-economic impact of AD and the intense research efforts of the last decades, there are still no preventive or therapeutic treatments against this specific disease. Such therapies could be developed after the identification of inhibitors of any step in the molecular pathway that starts with Aβ biosynthesis and leads to neuronal degeneration and the development of dementia. For example, molecules with the ability to reduce the concentration of circulating Aβ could act as regulatory agents delaying the formation of neurotoxic Aβ forms and disease development. This can be achieved, for example, by using anti-Aβ antibodies that lead to isolation, degradation and/or purification of the peptide, or by using β- and γ-secretase inhibitors that inhibit APP cleavage and reduce the rate of its biosynthesis Av. Such compounds have already been discovered but have not yet demonstrated the desired therapeutic profiles, mainly due to unwanted side effects. For example, γ-secretase inhibitors have shown adverse effects on other normal molecular pathways, such as Notch signaling, causing severe side effects in mice (gastrointestinal symptoms, etc.).
Ενώσεις με την ικανότητα να δεσμεύονται με το Αβ, να διορθώνουν την προβληματική του αναδίπλωση και να εμποδίζουν το σχηματισμό των Αβ ολιγομερών/συσσωματωμάτων έχουν τη δυνατότητα να λειτουργήσουν ως αναστολείς της επαγόμενης από το Αβ νευροτοξικότητας και να καθιστούν αποτελεσματικά φάρμακα έναντι της AD. Μικρά μόρια, όπως η σκυλο-ινοσιτόλη, η ομοταυρίνη, το μπλε του μεθυλενίου και το βηξαροτένιο, έχουν βρεθεί να ρυθμίζουν την συσσωμάτωση του Αβ και να αναστέλλουν τη νευροτοξικότητα του in vitro και in vivo. Επιπροσθέτως, γραμμικά πεπτίδια με ομολογία σε ορισμένες περιοχές του Αβ έχουν παρουσιάσει παρόμοιες ιδιότητες. Αυτές και άλλες ερευνητικές προσπάθειες έχουν οδηγήσει στην αναγνώριση αρκετών υποσχόμενων ενώσεων που εξετάζονται ή έχουν ήδη εξεταστεί σε κλινικές δοκιμές. Μέχρι τώρα, ωστόσο, καμία ένωση δεν έχει επιδείξει τις επιθυμητές προληπτικές ή θεραπευτικές ιδιότητες έναντι της AD. Ανεξάρτητα από το αν πρόκειται για τις ολιγομερείς ή τις μεγαλύτερες συσσωματωμένες μορφές του Αβ που είναι κυρίως υπεύθυνες για τη νευροτοξικότητα και τα άλλα παθογόνα αποτελέσματά, η ανακάλυψη χημικών ρυθμιστών της φυσικής διαδικασίας ολιγομερισμού/συσσωμάτωσης του Αβ θεωρείται πολύ ελπιδοφόρα προσέγγιση, δεδομένου ότι η διαδικασία αυτή θεωρείται καθαρά παθογόνος, που δεν εμπλέκεται σε άλλες φυσιολογικές κυτταρικές λειτουργίες. Επομένως, τέτοια μόρια αναμένεται να παρουσιάζουν ασφαλέστερο φαρμακολογικό προφίλ. Compounds with the ability to bind to Aβ, correct its misfolding and prevent the formation of Aβ oligomers/aggregates have the potential to act as inhibitors of Aβ-induced neurotoxicity and become effective anti-AD drugs. Small molecules, such as scyllo-inositol, homotaurine, methylene blue, and bexarotene, have been found to modulate Aβ aggregation and inhibit its neurotoxicity in vitro and in vivo. Additionally, linear peptides with homology to certain regions of Aβ have shown similar properties. These and other research efforts have led to the identification of several promising compounds that are being tested or have already been tested in clinical trials. Until now, however, no compound has demonstrated the desired preventive or therapeutic properties against AD. Regardless of whether it is the oligomeric or the larger aggregated forms of Aβ that are primarily responsible for neurotoxicity and other pathogenic effects, the discovery of chemical regulators of the natural process of Aβ oligomerization/aggregation is considered a very promising approach, since this process it is considered purely pathogenic, not involved in other normal cellular functions. Therefore, such molecules are expected to exhibit a safer pharmacological profile.
Περίληψη της εφεύρεσης Summary of the invention
Σε μία ενσωμάτωση, η παρούσα εφεύρεση παρέχει μικρά κυκλικά πεπτίδια που ομοιάζουν φάρμακα και τα οποία έχουν την ικανότητα να διασώζουν την εσφαλμένη αναδίπλωση και να επηρεάζουν τη φυσική διαδικασία συσσωμάτωσης του β-αμυλοειδούς πεπτιδίου, η οποία εμπλέκεται στην παθογονικότητα της νόσου Alzheimer. Πληθώρα κυκλικά επταπεπτιδίων, όπου η κυκλοποίηση έχει πραγματοποιηθεί μεταξύ των δύο τελικών ομάδων του πεπτιδίου (head-to-tail), και τα οποία παρουσιάζουν αυτές τις ιδιότητες περιγράφονται στην παρούσα εφεύρεση. Ειδικότερα, οι εφευρέτες έχουν ταυτοποιήσει τον γενικό τύπο cyclo-NuX1X2Χ3Χ4, όπου Nu = κυστεΐνη (C), σερίνη (S) ή θρεονίνη (Τ) και X είναι οποιοδήποτε από τα είκοσι φυσικά αμινοξέα, ως μία πολύ πλούσια πηγή χημικών διασωστών του Αβ και ρυθμιστών της συσσωμάτωσής του. In one embodiment, the present invention provides small cyclic drug-like peptides that have the ability to rescue the misfolding and affect the natural aggregation process of β-amyloid peptide, which is involved in the pathogenesis of Alzheimer's disease. A variety of cyclic heptapeptides, where the cyclization has taken place between the two end groups of the peptide (head-to-tail), and which exhibit these properties are described in the present invention. In particular, the inventors have identified the general formula cyclo-NuX1X2X3X4, where Nu = cysteine (C), serine (S) or threonine (T) and X is any of the twenty naturally occurring amino acids, as a very rich source of chemical rescuers of Aβ and regulators of its aggregation.
Σε μία άλλη ενσωμάτωση, η παρούσα εφεύρεση παρέχει τα μακροκυκλικά επταπεπτίδια με τον γενικό τύπο cyclo-(C,T)XVWXXX, όπου το πρώτο αμινοξύ είναι κυστεΐνη ή θρεονίνη, το τρίτο αμινοξύ είναι βαλίνη, το τέταρτο αμινοξύ είναι τρυπτοφάνη και X είναι οποιοδήποτε από τα 20 φυσικά αμινοξέα, ως αποτελεσματικοί και προτιμώμενοι ρυθμιστές της φυσικής πορείας συσσωμάτωσης του Αβ. Περισσότερο προτιμώμενοι ρυθμιστές της συσσωμάτωσης του Αβ είναι κυκλικές ολιγοπεπτιδικές αλληλουχίες που παρουσιάζουν το μοτίβο cyclo-(C,T)(R, Κ)VW(Π,Α,Μ)Χ(Ψ,Ρ) όπου n = Q, C, S ή Τ , Ψ = L, V ή I και X = οποιοδήποτε από τα 20 φυσικά αμινοξέα. Μία μικρή ομάδα τριών κυκλικών επταπεπτιδίων με αυτόν τον γενικό τύπο cyclo-(C,T)XVWXXX αναλύονται περαιτέρω. In another embodiment, the present invention provides macrocyclic heptapeptides of the general formula cyclo-(C,T)XVWXXX, wherein the first amino acid is cysteine or threonine, the third amino acid is valine, the fourth amino acid is tryptophan, and X is any of the 20 natural amino acids, as effective and preferred regulators of the natural aggregation process of Aβ. More preferred modulators of Aβ aggregation are cyclic oligopeptide sequences exhibiting the motif cyclo-(C,T)(R, K)VW(P,A,M)X(Ψ,P) where n = Q, C, S or T , Ψ = L, V or I and X = any of the 20 naturally occurring amino acids. A small group of three cyclic heptapeptides with this general formula cyclo-(C,T)XVWXXX are analyzed further.
Σε μία άλλη ακόμη ενσωμάτωση, η παρούσα εφεύρεση παρέχει τα μακροκυκλικά επταπεπτίδια με τον γενικό τύπο cyclo-(C,T)XXVP(S,A)X, όπου το πρώτο αμινοξύ είναι κυστεΐνη ή θρεονίνη, το τέταρτο αμινοξύ είναι βαλίνη, το πέμπτο αμινοξύ είναι προλίνη, το έκτο αμινοξύ είναι σερίνη ή αλανίνη και το X είναι οποιοδήποτε από τα 20 φυσικά αμινοξέα, ως αποτελεσματικοί και προτιμώμενοι ρυθμιστές της φυσικής πορείας συσσωμάτωσης του Αβ. Περισσότερο προτιμώμενοι ρυθμιστές της συσσωμάτωσης του Αβ είναι οι κυκλικές ολιγοπεπτιδικές αλληλουχίες που παρουσιάζουν το μοτίβο cyclo-(C,T)A(I,V)VP(S,A)Ψ, όπου Δ = R, I, V ή Q και Ψ = L, V ή I. Μία μικρή ομάδα από δύο κυκλικά επταπεπτίδια με αυτόν τον γενικό τύπο cyclo-(C,T)XXVP(S,A)X αναλύονται περαιτέρω. In yet another embodiment, the present invention provides macrocyclic heptapeptides of the general formula cyclo-(C,T)XXVP(S,A)X, wherein the first amino acid is cysteine or threonine, the fourth amino acid is valine, the fifth amino acid is proline, the sixth amino acid is serine or alanine, and X is any of the 20 naturally occurring amino acids, as effective and preferred regulators of the natural Aβ aggregation pathway. More preferred modulators of Aβ aggregation are cyclic oligopeptide sequences exhibiting the motif cyclo-(C,T)A(I,V)VP(S,A)Ψ, where Δ = R, I, V or Q and Ψ = L, V or I. A small group of two cyclic heptapeptides with this general formula cyclo-(C,T)XXVP(S,A)X are further analyzed.
Σε μία ακόμη ενσωμάτωση της παρούσας εφεύρεσης παρέχονται απομονωμένα κυκλικά ολιγοπεπτίδια, τα οποία περιλαμβάνουν τις αλληλουχίες αμινοξέων της ΑΛΑ. ΑΡ. In yet another embodiment of the present invention, isolated cyclic oligopeptides are provided which comprise the amino acid sequences of ALA. NO.
TAYT. 1, ΑΛΑ. AP. TAYT. 2, AAA. AP. TAYT. 3, AAA. AP. TAYT. 4, ..., έως AAA. AP. TAYT. 132, ως αποτελεσματικοί και προτιμώμενοι ρυθμιστές της φυσικής πορείας συσσωμάτωσης του Αβ. Επίσης παρέχονται οι αλληλουχίες DNA που κωδικοποιούν τα πεπτίδια της εφεύρεσης, καθώς και πλασμίδια που περιέχουν τέτοια νουκλεϊκά οξέα, και κύτταρα που περιέχουν τέτοια πλασμίδια. TAYT. 1, ALA. AP. TAYT. 2, AAA. AP. TAYT. 3, AAA. AP. TAYT. 4, ..., to AAA. AP. TAYT. 132, as effective and preferred regulators of the natural course of aggregation of Aβ. Also provided are the DNA sequences encoding the peptides of the invention, as well as plasmids containing such nucleic acids, and cells containing such plasmids.
Σε μία περαιτέρω ενσωμάτωση της παρούσας εφεύρεσης παρέχονται επαρκείς αποδείξεις ότι τα επιλεγμένα μακροκυκλικά πεπτίδια είναι ικανά να ρυθμίζουν τη συσσωμάτωση του Αβ. Πράγματι, παρέχεται η επίδραση πέντε επιλεγμένων μακροκυκλικών ολιγοπεπτιδίων στη ρύθμιση της συσσωμάτωσης του Αβ χρησιμοποιώντας κατάλληλες βιοχημικές και / ή βιοφυσικές μεθόδους. In a further embodiment of the present invention sufficient evidence is provided that the selected macrocyclic peptides are capable of modulating Aβ aggregation. Indeed, the effect of five selected macrocyclic oligopeptides on the regulation of Aβ aggregation using appropriate biochemical and/or biophysical methods is provided.
Σε μία άλλη ακόμα ενσωμάτωση της παρούσας εφεύρεσης επιδεικνύεται η επιτυχής in vivo διάσωση της εσφαλμένης αναδίπλωσης και της συσσωμάτωσης του β-αμυλοειδούς πεπτιδίου από τα επιλεγμένα μακροκυκλικά πεπτίδια. Η προστατευτική επίδραση των δύο επιλεγμένων κυκλικών πεπτιδίων έναντι της συσσωμάτωσης του Αβ και της in vivo τοξικότητας επιδεικνύεται σε καθιερωμένα μοντέλα της AD στο νηματώδη σκώληκα Caenorhabditis elegans (C. elegans). In yet another embodiment of the present invention, the successful in vivo rescue of β-amyloid peptide misfolding and aggregation by the selected macrocyclic peptides is demonstrated. The protective effect of the two selected cyclic peptides against Aβ aggregation and in vivo toxicity is demonstrated in established models of AD in the nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans).
Σε μία ακόμη περαιτέρω ενσωμάτωση της παρούσας εφεύρεσης, παρέχονται υβριδικά πολυπεπτίδια που περιλαμβάνουν ένα μοτίβο πεπτιδίου που αλληλεπιδρά ειδικά με το πολυπεπτίδιο-στόχο, και το οποίο στη συνέχεια εισάγεται σε ένα κατάλληλο ικρίωμα πρωτεΐνης. Το μοτίβο πολυπεπτιδίου εισάγεται στο ικρίωμα με τέτοιο τρόπο ώστε να διατηρείται οποιαδήποτε επιθυμητή δράση του ικριώματος ενώ ταυτόχρονα το πεπτίδιο να διατηρεί την ικανότητά του να δεσμεύεται ειδικά με τον στόχο και/ή να ρυθμίζει τη φυσική πορεία συσσωμάτωσης του πολυπεπτιδίου-στόχου. Το ικρίωμα μπορεί να περιλαμβάνει, για παράδειγμα, νευροπροστατευτικούς παράγοντες που καταστούν τις πλάκες του αμυλοειδούς λιγότερο τοξικές, μόρια που καταστρέφουν τα αμυλοειδή με σκοπό την εξάλειψη των πλακών, αντιδραστήρια που εμποδίζουν το σχηματισμό πλακών ή αντιδραστήρια που είναι χρήσιμα για την ειδική απεικόνιση των πλακών στον εγκεφαλικό ιστό. In yet a further embodiment of the present invention, hybrid polypeptides are provided which comprise a peptide motif that specifically interacts with the target polypeptide, and which is then inserted into a suitable protein scaffold. The polypeptide motif is introduced into the scaffold in such a way as to retain any desired activity of the scaffold while at the same time the peptide retains its ability to specifically bind to the target and/or modulate the natural aggregation pathway of the target polypeptide. The scaffold may include, for example, neuroprotective agents that make amyloid plaques less toxic, molecules that destroy amyloid to eliminate plaques, reagents that prevent plaque formation, or reagents that are useful for specifically imaging plaques in the brain tissue.
Άλλες ενσωματώσεις και πλεονεκτήματα της παρούσας εφεύρεσης θα καταστούν προφανή στους ειδικούς εν όψει της ακόλουθης λεπτομερούς περιγραφής. Other embodiments and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art in view of the following detailed description.
Περιγραφή των σχεδιων Description of the designs
Εικ. 1Α-1Β: (Α) (Αριστερά) Σχηματική αναπαράσταση της βιβλιοθήκης των πλασμιδίων pSICLOPPS-NuX1X2X Χ4Χ5Χ6που κωδικοποιεί τη βιβλιοθήκη συνδυαστικών ολιγοπεπτιδίων cyclo- NUX1X2X3X4X5X6· Nu: Cys (C), Ser (S) ή Thr (T). X: οποιοδήποτε από τα 20 φυσικά αμινοξέα. NNS: τυχαία κωδικόνια, όπου Ν οποιαδήποτε από τις νουκλεοτιδικές βάσεις A, Τ, C ή G και S = G ή C. 1C: C-τελικό άκρο της διαιρημένης ιντεΐνης Ssp DnaE. IN: Ν-τελικό τελικό άκρο της διαιρημένης ιντεΐνης Ssp DnaE; CBD: τμήμα δέσμευσης χιτίνης. (Δεξιά) Κυκλοποίηση ενός πεπτιδίου με χρήση ιντεΐνης και της τεχνολογίας SICLOPPS. Μετά από αλληλεπίδραση των δύο άκρος της ιντεΐνης, αποκόπτεται η ενεργή ιντεΐνη και δημιουργείται ένας πεπτιδικός δεσμός ανάμεσα στα δύο άκρα του πεπτιδίου οδηγώντας στην κυκλοποίησή του και τελικά την παραγωγή της βιβλιοθήκης cyclo- NuX1X2X3X4X5X6· (B) Θεωρητική και πραγματική ποικιλομορφία της κατασκευασμένης συνδυαστικής βιβλιοθήκης ολιγοπεπτιδίων cyclo- NUX1X2X3X4X5X6· Fig. 1A-1B: (A) (Left) Schematic representation of the pSICLOPPS-NuX1X2X X4X5X6 plasmid library encoding the combinatorial oligopeptide library cyclo-NUX1X2X3X4X5X6; Nu: Cys (C), Ser (S) or Thr (T). X: any of the 20 naturally occurring amino acids. NNS: random codons, where N is any of the nucleotide bases A, T, C or G and S = G or C. 1C: C-terminus of Ssp DnaE split intein. IN: N-terminal end of Ssp DnaE split intein; CBD: chitin binding segment. (Right) Cyclization of a peptide using intein and SICLOPPS technology. After interaction of the two ends of the intein, the active intein is cleaved and a peptide bond is created between the two ends of the peptide leading to its cyclization and ultimately the production of the cyclo-NuX1X2X3X4X5X6 library; (B) Theoretical and actual diversity of the constructed combinatorial oligopeptide library cyclo- NUX1X2X3X4X5X6;
Εικ. 2Α-2Θ: (Α) Σχηματική αναπαράσταση της χρησιμοποιούμενης βακτηριακής πλατφόρμας για την ανακάλυψη αναστολέων της συσσωμάτωσης πρωτεϊνών και για την υψηλής απόδοσης ανάλυση των επιλεγμένων ενώσεων. pMisP-GFP: πλασμίδιο που κωδικοποιεί μια MisP-GFP πρωτεϊνική σύντηξη, PSICLOPPS-NUX1X2X3X4X5X6: βιβλιοθήκη πλασμιδίων που κωδικοποιεί τη βιβλιοθήκη συνδυαστικών ολιγοπεπτιδίων cyclo-NuX1X2X3X4X5X6· Nu: Cys (C), Ser (S) ή Thr (T). X: οποιοδήποτε από τα είκοσι φυσικά αμινοξέα. NNS: τυχαία κωδικόνια, όπου Ν = A, Τ, C ή G και S = G ή C. FSC-H: εμπρόσθια σκέδαση. SSC-H: πλάγια σκέδαση. Ρ: περιοχή διαλογής. (Β) Σάρωση κυττάρων Tuner Ε. coli (DE3) τα οποία υπερεκφράζουν την χίμαιρα Αβ42-GFΡ μαζί με τη συνδυασμένη βιβλιοθήκη των επταπεπτιδίων cyclo -NuX1Χ2Χ3Χ4Χ5Χ6, χρησιμοποιώντας κυτταρομετρία ροής FACS. Μ: μέσος όρος φθορισμού GFP σε αυθαίρετες μονάδες. FITC-A: φίλτρο για ισοθειοκυανική φλουορεσκεΐνη. (Γ) Σχετικός φθορισμός κυττάρων Tuner Ε. coli (DE3) που συν-εκφράζουν την χίμαιρα Αβ42-GFΡ και δέκα επιμέρους αλληλουχίες κυκλικών πεπτιδίων που απομονώθηκαν μετά τον έβδομο γύρο διαλογής FACS που παρουσιάζεται στο (Β) με χρήση άγριου τύπου Ssp DnaE ιντεΐνης ή μίας μεταλλαγμένης Ssp DnaE ιντεΐνης, ανίκανης για μάτισμα Ssp DnaE (H24L/F26A). Δύο τυχαία επιλεγμένες αλληλουχίες κυκλικού πεπτιδίου (random 1 και 2) που έχουν αποδείχθει προηγουμένως ότι δεν επηρεάζουν τον φθορισμό και τη συσσωμάτωση της Αβ42-GFΡ χρησιμοποιήθηκαν ως αρνητικοί μάρτυρες. Ο φθορισμός του βακτηριακού πληθυσμού που παράγει το τυχαίο κυκλικό πεπτίδιο 1 ρυθμίστηκε αυθαίρετα στο 100. Δίνονται μέσες τιμές ± s.e.m. (n = 3 ανεξάρτητα πειράματα, το καθένα με τριπλή επανάλυψη (triplicate). (Δ) Ανοσοαποτύπωση κατά western των δέκα μεμονωμένων επιλεγμένων κλώνων που διερευνήθηκαν στο (Γ) χρησιμοποιώντας αντίσωμα anti-CBD. Η πρωτεϊνική ζώνη των ~ 25kDa αντιστοιχεί στο πρόδρομο μόριο ΙC-πεπτίδιο-ΙΝ-CΒD, ενώ η πρωτεϊνική ζώνη των ~ 20 kDa αντιστοιχεί στο προϊόν IN-CBD, η εμφάνιση του οποίου αποτελεί ένδειξη του επιτυχούς ματίσματος και του σχηματισμού του κυκλικού πεπτιδίου. CBD: τμήμα δέσμευσης χιτίνης. (Ε) Φθορισμός κυττάρων Tuner Ε. coli (DE3) που συν-εκφράζουν την χιμαιρική πρωτεΐνη p53(Y220C)-GFP από το πλασμίδιο pETp53(Y220C)-GFP, μαζί με τα κυκλικά πεπτίδια που κωδικοποιούνται από τους επιλεγμένους κλώνους 1-10 που ερευνήθηκαν στο (Γ). Ο φθορισμός του βακτηριακού πληθυσμού που παρήγαγε το τυχαίο κυκλικό πεπτίδιο ρυθμίστηκε αυθαίρετα στο 100. Τα πειράματα διεξήχθησαν με τριπλή επανάλυψη (n = 1 ανεξάρτητο πείραμα) και οι αναφερόμενες τιμές αντιστοιχούν στη μέση τιμή ± s.e.m. (ΣΤ) Ανο σο αποτύπωση κατά western του συνολικού (αριστερά) και του διαλυτού (δεξιά) κυτταρικού λύματος κυττάρων Tuner Ε. coli (DE3) που υπερεκφράζουν την Αβ42- GFP και τις 10 μεμονωμένες αλληλουχίες κυκλικών πεπτιδίων που εξετάστηκαν στο (Γ), χρησιμοποιώντας το αντίσωμα anti-Αβ 6Ε10. Η προβλεπόμενη μοριακή μάζα της χίμαιρας Αβ42- GFP είναι ~ 32 kDa. (Ζ) Α νοσοαποτύπωση κατά western χρησιμοποιώντας το αντίσωμα anti-Αβ 6Ε10 (αριστερά) και φθορισμός εντός-πηκτώματος (in-gel fluorescence) (δεξιά) του συνολικού κυτταρικού λύματος μετά από ηλεκτροφόρηση υπό μηαπο διατακτικές συνθήκες (native-PAGE) κυττάρων Tuner Ε. coli (DE3) που υπερεκφράζουν την Αβ42- GFP και τις 10 μεμονωμένες αλληλουχίες κυκλικών πεπτιδίων που εξετάστηκαν στο (Γ). (Η) Φάσματα εκπομπής κυττάρων Tuner Ε. coli (DE3) που υπερεκφράζουν Αβ42 μαζί με τέσσερις από τις επιλεγμένες κυκλικές επταπεπτιδικές αλληλουχίες που δοκιμάστηκαν στο (Γ) και μετά από επώαση με ThS. Ο μέγιστος φθορισμός του βακτηριακού πληθυσμού που παράγει το τυχαίο κυκλικό πεπτίδιο 1 ρυθμίστηκε αυθαίρετα στο 100. Παρουσιάζονται οι μέσες τιμές ± s.e.m (η = 1 πείραμα που πραγματοποιήθηκε με τριπλή επανάλυψη). (Θ) DNA αλληλουχίες των περιοχών που κωδικοποιούν πεπτίδιο των πλασμιδίων pSICLOPPS που περιέχονται στους επιλεγμένους κλώνους που μελετήθηκαν στο (Γ) μαζί με τις προβλεπόμενες αλληλουχίες αμινοξέων των κυκλικών επταπεπτιδίων που κωδικοποιούν. Fig. 2A-2T: (A) Schematic representation of the bacterial platform used for the discovery of inhibitors of protein aggregation and for the high-throughput analysis of selected compounds. pMisP-GFP: plasmid encoding a MisP-GFP fusion protein, PSICLOPPS-NUX1X2X3X4X5X6: plasmid library encoding the combinatorial oligopeptide library cyclo-NuX1X2X3X4X5X6; Nu: Cys (C), Ser (S) or Thr (T). X: any of the twenty naturally occurring amino acids. NNS: random codons, where N = A, T, C or G and S = G or C. FSC-H: forward scatter. SSC-H: side scatter. R: sorting area. (B) Scan of Tuner E. coli (DE3) cells overexpressing the Aβ42-GFR chimera together with the pooled library of cyclo -NuX1X2X3X4X5X6 heptapeptides using FACS flow cytometry. M: mean GFP fluorescence in arbitrary units. FITC-A: filter for fluorescein isothiocyanate. (C) Relative fluorescence of Tuner E. coli (DE3) cells co-expressing the Aβ42-GFR chimera and ten individual circular peptide sequences isolated after the seventh round of FACS screening shown in (B) using wild-type Ssp DnaE intein or of a mutant Ssp DnaE intein, incapable of splicing Ssp DnaE (H24L/F26A). Two randomly selected cyclic peptide sequences (random 1 and 2) previously shown not to affect fluorescence and aggregation of Aβ42-GFR were used as negative controls. The fluorescence of the bacterial population producing random cyclic peptide 1 was arbitrarily set to 100. Mean values ± s.e.m. are given. (n = 3 independent experiments, each in triplicate). (D) Western blot of the ten individual selected clones probed in (C) using anti-CBD antibody. The ~25kDa protein band corresponds to the IC precursor -peptide-IN-CBD, while the protein band of ~20 kDa corresponds to the IN-CBD product, the appearance of which is an indication of successful splicing and formation of the circular peptide. CBD: chitin-binding moiety. (E) Tuner cell fluorescence E. coli (DE3) co-expressing the p53(Y220C)-GFP chimeric protein from the pETp53(Y220C)-GFP plasmid, together with the cyclic peptides encoded by the selected clones 1–10 investigated in (C). The fluorescence of the bacterial population producing the random cyclic peptide was arbitrarily set to 100. Experiments were performed in triplicate (n = 1 independent experiment), and the values reported are the mean ± s.e.m.(F) Immunostaining and western blots of total (left) and soluble (right) cell lysates of Tuner E. coli (DE3) cells overexpressing Aβ42-GFP and the 10 individual circular peptide sequences examined in (C), using the anti-Aβ antibody 6E10 . The predicted molecular mass of the Aβ42-GFP chimera is ~32 kDa. (G) A western blot using the anti-Aβ antibody 6E10 (left) and in-gel fluorescence (right) of the total cell lysate after native-PAGE of Tuner E cells .coli (DE3) overexpressing Aβ42-GFP and the 10 individual cyclic peptide sequences examined in (C). (H) Emission spectra of Tuner E. coli (DE3) cells overexpressing Aβ42 together with four of the selected cyclic heptapeptide sequences tested in (C) and after incubation with ThS. The maximum fluorescence of the bacterial population producing random cyclic peptide 1 was arbitrarily set to 100. Mean values ± s.e.m are shown (n = 1 experiment performed in triplicate). (I) DNA sequences of the peptide coding regions of the pSICLOPPS plasmids contained in the selected clones studied in (C) together with the predicted amino acid sequences of the cyclic heptapeptides they encode.
Εικ. 3Α-3Η: (Α) Σχετικός φθορισμός κυττάρων Tuner Ε. coli (DE3) που συνεκφράζουν την χίμαιρα Αβ42-GFΡ και τρεις επιμέρους αλληλουχίες κυκλικών επταπεπτιδίων που εμφανίζονται με χαμηλές συχνότητες στον επιλεγμένο κυτταρικό πληθυσμό. Ο φθορισμός του κυτταρικού πληθυσμού που παράγει ένα τυχαίο κυκλικό πεπτίδιο ρυθμίστηκε αυθαίρετα σε 100. Τα πειράματα διεξήχθησαν με τριπλή επανάλυψη (n = 1 ανεξάρτητο πείραμα) και οι αναφερόμενες τιμές αντιστοιχούν στη μέση τιμή ± s.e.m. (Β) Συχνότητα εμφάνισης των 20 φυσικών αμινοξέων σε κάθε θέση της αμινοξικής αλληλουχίας των επταπεπτιδίων που επιλέχθηκαν μετά τον έβδομο γύρο διαλογής (Εικόνα 2Β). (Γ) Εμπλουτισμός (μπλε) και μείωση (ερυθρό) των 20 αμινοξέων σε κάθε της αμινοξικής αλληλουχίας των επταπεπτιδίων που επιλέχθηκαν μετά τον έβδομο γύρο διαλογής (Σχήμα 2Β). Οι τιμές αντιπροσωπούν την log2-μεταβολή της συχνότητας των αμινοξέων των πεπτιδίων του επιλεγμένου πληθυσμού σε σύγκριση με την αρχική βιβλιοθήκη. (Δ) Γραφική αναπαράσταση του εμπλουτισμού και της μείωσης των 20 φυσικών αμινοξέων σε κάθε θέση της αμινοξικής αλληλουχίας των επταπεπτιδίων όπως στο (Γ). (Ε) Σχηματική αναπαράσταση των γραμμικών αντιπροσώπων ενός κυκλικού επταπεπτιδίου. (ΣΤ) Αναπαρασταση των βασικών συστάδων που σχηματίζονται σύμφωνα με τις ομοιότητες στην αλληλουχία των επιλεγμένων κυκλικών επταπεπτιδίων. Οι κόμβοι αντιπροσωπεύουν διαφορετικές αλληλουχίες κυκλικών πεπτιδίων και οι συμπαγείς γραμμές συνδέουν ζεύγη πεπτιδίων που παρουσιάζουν ομολογία στην αλληλουχία τους κατά τουλάχιστον 70%. Οι αλληλουχίες των μελών των δύο κυρίαρχων συστάδων (συμπλέγματα I και II) παρουσιάζονται στα αντίστοιχα δενδρογράμματα. (Ζ) Αναπαράσταση όλων των συστάδων που προσδιορίστηκαν χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο Girvan-Newman του λογισμικού Gephi όπως στο (ΣΤ). Οι γκρι κόμβοι αντιπροσωπεύουν κυκλικά επταπεπτίδια που δεν εμφανίζουν τουλάχιστον 70% ομολογία με οποιοδήποτε άλλο κυκλικό πεπτίδιο από την επιλεγμένη ομάδα. (Η) Κατανομή των αλληλουχιών επταπεπτιδίων στις διάφορες ομάδες που ταυτοποιήθηκαν. Fig. 3A-3H: (A) Relative fluorescence of Tuner E. coli (DE3) cells co-expressing the Aβ42-GFR chimera and three individual cyclic heptapeptide sequences occurring at low frequencies in the selected cell population. The fluorescence of the cell population producing a random cyclic peptide was arbitrarily set to 100. Experiments were performed in triplicate (n = 1 independent experiment) and reported values correspond to the mean ± s.e.m. (B) Frequency of occurrence of the 20 native amino acids at each amino acid sequence position of the heptapeptides selected after the seventh round of screening (Figure 2B). (C) Enrichment (blue) and depletion (red) of 20 amino acids in each of the amino acid sequence of the heptapeptides selected after the seventh round of screening (Figure 2B). Values represent the log2-change of peptide amino acid frequency of the selected population compared to the original library. (D) Graphical representation of the enrichment and depletion of the 20 native amino acids at each amino acid sequence position of the heptapeptides as in (C). (E) Schematic representation of the linear representatives of a cyclic heptapeptide. (F) Representation of the basic clusters formed according to the sequence similarities of the selected cyclic heptapeptides. Nodes represent different cyclic peptide sequences, and solid lines connect pairs of peptides with at least 70% sequence homology. The sequences of the members of the two dominant clusters (clusters I and II) are presented in the respective dendrograms. (G) Representation of all clusters identified using the Girvan-Newman algorithm of Gephi software as in (F). Gray nodes represent cyclic heptapeptides that do not show at least 70% homology to any other cyclic peptide from the selected group. (H) Distribution of heptapeptide sequences in the different groups identified.
Εικ. 4Α-4Ε: (Α) Χημικές δομές των επιλεγμένων κυκλικών επταπεπτιδίων ΑβC7-1 και ΑβC7-14. (Β) Κινητική μελέτη της συσσωμάτωσης 2 μΜ Αβ42 απουσία και παρουσία του ΑβC7-1 σε διαφορετικές γραμμομοριακές αναλογίες (αριστερά) και οι κανονικοποιημένες τιμές t1/2, tlag, και των αντίστοιχων πορειών συσσωμάτωσης (δεξιά). (Γ) Όπως το (Β) για το ΑβC7-14. Στα (Β) και (Γ), οι μέσες τιμές ± s.e.m. (n = 1 πείραμα που εκτελείται σε τρεις επαναλήψεις). (Δ) Μελέτη της πορείας συσσωμάτωσης 2μΜ Αβ42 παρουσία και απουσία 0,5 μΜ ΑβC7-14 χρησιμοποιώντας ανοσοαποτύπωμα κηλίδας και το εξειδικευμένο αντίσωμα OC Αβ42. Μέσες τιμές ± s.e.m. (n = 1 πείραμα που εκτελείται σε τρεις επαναλήψεις). (Ε) Εικόνες από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέλευσης ΤΕΜ δειγμάτων ινιδίων 2μΜ Αβ42 που ελήφθησαν στο τελικό σημείο της αντίδρασης συσσωμάτωσης όπως μετρήθηκε με θειοφλαβίνη Τ και απουσία (αριστερά) ή παρουσία (δεξιά) είτε 10 μΜ ΑβC7-1 (άνω) ή 4 μΜ ΑβC7-14 (κάτω). Fig. 4A-4E: (A) Chemical structures of selected cyclic heptapeptides AβC7-1 and AβC7-14. (B) Kinetic study of 2 μM Aβ42 aggregation in the absence and presence of AβC7-1 at different molar ratios (left) and the normalized values of t1/2, tlag, and the corresponding aggregation trajectories (right). (C) As (B) for AβC7-14. In (B) and (C), mean values ± s.e.m. (n = 1 experiment performed in triplicate). (D) Study of the aggregation course of 2 μM Aβ42 in the presence and absence of 0.5 μM AβC7-14 using blot immunoblotting and the OC Aβ42-specific antibody. Mean values ± s.e.m. (n = 1 experiment performed in triplicate). (E) Transmission electron microscopy TEM images of samples of 2 μM Aβ42 fibrils taken at the endpoint of the aggregation reaction as measured by thioflavin T and in the absence (left) or presence (right) of either 10 μM AβC7-1 (top) or 4 μM AβC7- 14 (below).
Εικ. 5Α-5Ε: (Α) Κανονικοποιημένη κινητικότητα (αριστερά) και κανονικοποιημένη ταχύτητα κίνησης (δεξιά) των Αβ42 σκώληκων και σκώληκων άγριου τύπου, απουσία και παρουσία 40 μΜ ΑβC7-1 και 5 μΜ ΑβC7-14 κατά τις ημέρες ενηλικίωσης 5 έως 10. (Β) Κινητικότητα (αριστερά) και ταχύτητα (δεξιά) μεμονωμένων Αβ σκώληκων και σκώληκων άγριου τύπου απουσία και παρουσία ΑβC7-1 και ΑβC7-14 την 7<η>ημέρα ενηλικίωσης. (Γ) Συνολική φυσική κατάσταση των σκουληκιών όπως στο (Β). (Δ) Σχετικός φθορισμός Αβ42 σκώληκων και σκώληκων άγριου τύπου του Αβ42 και των σκουληκιών άγριου τύπου την 7<η>ημέρα ενηλικίωσης εμφανίζοντας μείωση στο σχηματισμό συσσωματωμάτων κατά 50-60% παρουσία των ΑβC7-1 και ΑβC7-14. (Ε) Αντιπροσωπευτικές εικόνες από το (Δ). Στα (Α) έως (Γ), περίπου 200 σκώληκες αναλύθηκαν κατά μέσο όρο, ενώ στο (Δ), αναλύθηκαν 25 σκουλήκια συνολικά. Σε όλες τις περιπτώσεις, παρουσιάζονται οι μέσες τιμές ± s.e.m. (n = αριθμός σκουληκιών που δοκιμάστηκαν σε ένα πείραμα). Η στατιστική σημαντικότητα υποδηλώνεται με * Ρ < 0,05 και * Ρ < 0,0001, για διαφορές ως προς το δείγμα Αβ42 σκώληκων χωρίς πεπτίδιο. Fig. 5A-5E: (A) Normalized motility (left) and normalized movement speed (right) of Aβ42 and wild-type worms in the absence and presence of 40 μM AβC7-1 and 5 μM AβC7-14 during days 5 to 10 of adulthood. (B) Motility (left) and velocity (right) of individual Aβ worms and wild-type worms in the absence and presence of AβC7-1 and AβC7-14 at day 7 of adulthood. (C) Gross fitness of worms as in (B). (D) Relative fluorescence of Aβ42 and wild-type worms at day 7 of adulthood showing a 50–60% reduction in aggregate formation in the presence of AβC7-1 and AβC7-14. (E) Representative images from (D). In (A) to (C), approximately 200 worms were analyzed on average, while in (D), 25 worms were analyzed in total. In all cases, mean values ± s.e.m. are presented. (n = number of worms tested in an experiment). Statistical significance is indicated by * P < 0.05 and * P < 0.0001, for differences relative to the worm Aβ42 sample without peptide.
Εικ. 6Α-6Η: (Α) Σχετικός φθορισμός κυττάρων Tuner Ε. coli (DE3) που συνεκφράζουν την χίμαιρα Αβ42-GFΡ και το ΑβC7-1 (αριστερά) ή το ΑβC7-14 (δεξιά) καθώς και τις ενδεικνυόμενες παραλλαγές αυτών, όπως μετρήθηκε με κυτταρομετρία ροής. Ο φθορισμός του βακτηριακού πληθυσμού που παράγει το τυχαίο κυκλικό πεπτίδιο ρυθμίστηκε αυθαίρετα σε 100. Τα πειράματα διεξήχθησαν με τριπλή επανάληψη (n = 1 πείραμα) και οι αναφερόμενες τιμές αντιστοιχούν στη μέση τιμή ± s.e.m. (Β) Α νοσοαποτύπωση κατά western χρησιμοποιώντας το αντίσωμα anti-Αβ 6Ε10 (άνω) και φθορισμός εντόςπηκτώματος (in-gel fluorescence) (κάτω) του συνολικού κυτταρικού λύματος μετά από ηλεκτροφόρηση υπό μη-αποδιατακτικες συνθήκες (native-PAGE) κυττάρων Tuner Ε. coli (DE3) που υπερεκφράζουν την Αβ42- GFP και τα ΑβC7-1 (αριστερά) ή ΑβC7-14 (δεξιά) μαζί με τις ενδεικνυόμενες παραλλαγές αυτών. (Γ) Θερμικός χάρτης της κατανομής των 20 φυσικών αμινοξέων σε κάθε θέση της αμινοξικής αλληλουχίας των επταπεπτιδίων που αντιστοιχούν στο σύμπλεγμα I (Σχήμα 3ΣΤ), όπως επιδεικνύεται μετά από αλληλούχιση νέας γενιάς. Οι συνολικές (αριστερά) ή οι μοναδικές (δεξιά) αλληλουχίες επταπεπτιδίων συμπεριλαμβάνονται στην ανάλυση. (Δ) Συχνότητα εμφάνισης των είκοσι φυσικών αμινοξέων στις θέσεις 2 έως 7 της περιοχής κωδικοποίησης του πεπτιδίου των πλασμιδίων pSICLOPPS- NUX1X2X3X4X5X6που περιέχονται στους βακτηριακούς κλώνους που αντιστοιχούν στο σύμπλεγμα I (303.245 αναγνώσεις που αντιστοιχούν στα κυκλικά επταπεπτίδια του συμπλέγματος I από τις 404.280 συνολικές αναγνώσεις που εμφανίστηκαν περισσότερο από 20 φορές στον επιλεγμένο κυτταρικό πληθυσμό). (Ε) Συχνότητα εμφάνισης των είκοσι φυσικών αμινοξέων στις θέσεις 2 έως 7 των μοναδικών κυκλικών επταπεπτιδίων που κωδικοποιούνται από τους φορείς pSICLOPPS- NUX1X2X3X4X5X6που περιέχονται στους βακτηριακούς κλώνους που αντιστοιχούν στο σύμπλεγμα I (107 μοναδικές πεπτιδικές αλληλουχίες που αντιστοιχούν σε κυκλικά επταπεπτίδια του συμπλέγματος I από συνολικά 416 μοναδικές επιλεγμένες αλληλουχίες πεπτιδίων που εμφανίστηκαν περισσότερο από 20 φορές στον επιλεγμένο κυτταρικό πληθυσμό). (ΣΤ) Θερμικός χάρτης της κατανομής των 20 φυσικών αμινοξέων σε κάθε θέση της αμινοξικής αλληλουχίας των επταπεπτιδίων που αντιστοιχούν στο σύμπλεγμα II (Σχήμα 3ΣΤ), όπως επιδεικνύεται μετά από αλληλούχιση νέας γενιάς. Οι συνολικές (αριστερά) ή οι μοναδικές (δεξιά) αλληλουχίες επταπεπτιδίων συμπεριλαμβάνονται στην ανάλυση. (Ζ) Συχνότητα εμφάνισης των είκοσι φυσικών αμινοξέων στις θέσεις 2 έως 7 της περιοχής κωδικοποίησης του πεπτιδίου των πλασμιδίων pSICLOPPS- NUX1X2X3X4X5X6που περιέχονται στους βακτηριακούς κλώνους που αντιστοιχούν στο σύμπλεγμα II (19.690 αναγνώσεις που αντιστοιχούν στα κυκλικά επταπεπτίδια του συμπλέγματος II από τις 404.280 συνολικές αναγνώσεις που εμφανίστηκαν περισσότερο από 20 φορές στον επιλεγμένο κυτταρικό πληθυσμό). (Η) Συχνότητα εμφάνισης των είκοσι φυσικών αμινοξέων στις θέσεις 2 έως 7 των μοναδικών κυκλικών επταπεπτιδίων που κωδικοποιούνται από τους φορείς pSICLOPPS- ΝuΧ1Χ2Χ3Χ4Χ5Χ6που περιέχονται στους βακτηριακούς κλώνους που αντιστοιχούν στο σύμπλεγμα II (25 μοναδικές πεπτιδικές αλληλουχίες που αντιστοιχούν σε κυκλικά επταπεπτίδια του συμπλέγματος II από συνολικά 416 μοναδικές επιλεγμένες αλληλουχίες πεπτιδίων που εμφανίστηκαν περισσότερο από 20 φορές στον επιλεγμένο κυτταρικό πληθυσμό). Fig. 6A-6H: (A) Relative fluorescence of Tuner E. coli (DE3) cells co-expressing the Aβ42-GFR chimera and AβC7-1 (left) or AβC7-14 (right) as well as their indicated variants, such as was measured by flow cytometry. The fluorescence of the bacterial population producing the random cyclic peptide was arbitrarily set to 100. Experiments were performed in triplicate (n = 1 experiment) and reported values correspond to the mean ± s.e.m. (B) A western blot using the anti-Aβ antibody 6E10 (top) and in-gel fluorescence (bottom) of the total cell lysate after native-PAGE electrophoresis of Tuner E cells. coli (DE3) overexpressing Aβ42-GFP and AβC7-1 (left) or AβC7-14 (right) along with their indicated variants. (C) Heat map of the distribution of the 20 native amino acids at each amino acid sequence position of the heptapeptides corresponding to cluster I (Figure 3F), as demonstrated after next-generation sequencing. Total (left) or unique (right) heptapeptide sequences are included in the analysis. (D) Frequency of occurrence of the twenty native amino acids in positions 2 to 7 of the peptide coding region of plasmids pSICLOPPS-NUX1X2X3X4X5X6 contained in the bacterial clones corresponding to cluster I (303,245 reads corresponding to cyclic heptapeptides of cluster I out of 404,280 total reads occurred more than 20 times in the selected cell population). (E) Frequency of occurrence of the twenty natural amino acids in positions 2 to 7 of the unique cyclic heptapeptides encoded by the pSICLOPPS-NUX1X2X3X4X5X6 vectors contained in the bacterial clones corresponding to cluster I (107 unique peptide sequences corresponding to cluster I cyclic heptapeptides from a total 416 unique selected peptide sequences that appeared more than 20 times in the selected cell population). (F) Heat map of the distribution of the 20 native amino acids at each amino acid sequence position of the heptapeptides corresponding to cluster II (Figure 3F), as demonstrated after next-generation sequencing. Total (left) or unique (right) heptapeptide sequences are included in the analysis. (G) Frequency of occurrence of the twenty native amino acids in positions 2 to 7 of the peptide coding region of plasmids pSICLOPPS-NUX1X2X3X4X5X6 contained in the bacterial clones corresponding to cluster II (19,690 reads corresponding to cyclic heptapeptides of cluster II out of 404,280 total reads occurred more than 20 times in the selected cell population). (H) Frequency of occurrence of the twenty natural amino acids in positions 2 to 7 of the unique cyclic heptapeptides encoded by the vectors pSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6 contained in the bacterial clones corresponding to cluster II (25 unique peptide sequences corresponding to cyclic heptapeptides of cluster II from a total 416 unique selected peptide sequences that appeared more than 20 times in the selected cell population).
Λεπτόμερης περιγραφή της εφεύρεσης Detailed description of the invention
I. Γενικά I. General
Σύμφωνα με την επικρατούσα υπόθεση του αμυλοειδούς καταρράκτη, η υψηλή τάση του Αβ για εσφαλμένη αναδίπλωση και συσσωμάτωση έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό νευροτοξικών Αβ ολίγο μερών/συσσωματωμάτων, η συσσώρευση των οποίων τελικά οδηγεί σε εκφυλισμό των νευρώνων και στην ανάπτυξη της νόσου. Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε ενώσεις και φαρμακευτικές συνθέσεις αυτών, οι οποίες μπορούν να ρυθμίσουν τη συσσωμάτωση άμυλο ειδογόνων πρωτεϊνών και πεπτιδίων, και συγκεκριμένα ενώσεων που μπορούν να ρυθμίσουν τη συσσωμάτωση του β-αμυλοειδούς πεπτιδίου (Αβ) και να αναστείλουν τη νευροτοξικότητα του. Μία ένωση της εφεύρεσης που ρυθμίζει την συσσωμάτωση του Αβ, αναφερόμενη εδώ εναλλακτικά ως μία ένωση-ρυθμιστή του Αβ, έναν ρυθμιστή του Αβ ή απλώς έναν ρυθμιστή, έχει ως αποτέλεσμα τη μεταβολή της συσσωμάτωσης του φυσικού Αβ όταν ο ρυθμιστής έρχεται σε επαφή με το φυσικό Αβ. Έτσι, μία ένωση της εφεύρεσης δρα ως μεταβολλέας της φυσικής διαδικασίας συσσωμάτωσης ή του ρυθμού συσσωμάτωσης του Αβ, διακόπτοντας έτσι την κανονική πορεία αυτής της διαδικασίας. Ένας ρυθμιστής που αναστέλλει την συσσωμάτωση Αβ (ένας «αναστολέας») μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόληψη ή την καθυστέρηση της έναρξης της εναπόθεσης του β-αμυλοειδούς. Επιπλέον, ενώσεις-αναστολείς της εφεύρεσης αναστέλλουν τον σχηματισμό και/ή τη δραστικότητα των νευροτοξικών συσσωματωμάτων του φυσικού Αβ πεπτιδίου (δηλ., οι ενώσεις-αναστολείς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναστολή της νευροτοξικότητας του Αβ). According to the prevailing amyloid cascade hypothesis, the high propensity of Aβ to misfold and aggregate results in the formation of neurotoxic Aβ oligomers/aggregates, the accumulation of which ultimately leads to neuronal degeneration and disease development. The present invention relates to compounds and pharmaceutical compositions thereof, which can regulate the aggregation of starch-specific proteins and peptides, and specifically compounds that can regulate the aggregation of β-amyloid peptide (Aβ) and inhibit its neurotoxicity. A compound of the invention that modulates Aβ aggregation, referred to herein alternatively as an Aβ-modulating compound, an Aβ modulator, or simply a modulator, results in alteration of the aggregation of native Aβ when the modulator contacts native Av. Thus, a compound of the invention acts as a metabolite of the natural aggregation process or aggregation rate of Aβ, thus interrupting the normal course of this process. A modulator that inhibits Aβ aggregation (an "inhibitor") can be used to prevent or delay the onset of β-amyloid deposition. In addition, inhibitor compounds of the invention inhibit the formation and/or activity of neurotoxic aggregates of native Aβ peptide (ie, the inhibitor compounds can be used to inhibit Aβ neurotoxicity).
Εναλλακτικά, σε μία άλλη ενσωμάτωση, μια ένωση-ρυθμιστής της εφεύρεσης προάγει τη συσσωμάτωση των φυσικών Αβ πεπτιδίων. Οι διάφορες μορφές του όρου "προαγωγή" αναφέρονται στην αύξηση της ποσότητας και/ή του ποσοστού συσσωμάτωσης του Αβ παρουσία του ρυθμιστή, σε σύγκριση με την ποσότητα και/ή τον ρυθμό συσσωμάτωσης του Αβ απουσία του ρυθμιστή. Μία τέτοια ένωση η οποία προάγει τη συσσωμάτωση του Αβ αναφέρεται ως διεγερτική ρυθμιστική ένωση. Οι διεγερτικές ρυθμιστικές ενώσεις μπορεί να είναι χρήσιμες, για παράδειγμα, στη μείωση των ποσοτήτων των νευροτοξικών Αβ ολιγομερών οδηγώντας τη φυσική διαδικασία συσσωμάτωση του Αβ προς τα (γενικά) λιγότερα νευροτοξικά και μεγαλύτερου μεγέθους συσσωματώματά του. Alternatively, in another embodiment, a modulatory compound of the invention promotes the aggregation of native Aβ peptides. The various forms of the term "promote" refer to an increase in the amount and/or rate of aggregation of Aβ in the presence of the modulator, compared to the amount and/or rate of aggregation of Aβ in the absence of the modulator. Such a compound which promotes the aggregation of Aβ is referred to as a stimulatory compound. Stimulatory compounds may be useful, for example, in reducing the amounts of neurotoxic Aβ oligomers by driving the natural aggregation process of Aβ toward its (generally) less neurotoxic and larger aggregates.
Οι ενώσεις της παρούσας εφεύρεσης μπορεί να αναστέλλουν τη συσσωμάτωση του Αβ και/ή τον ολιγομερισμό του. Συγκεκριμένα, προτιμώμενες ρυθμιστικές ενώσεις της εφεύρεσης περιλαμβάνουν κυκλικά ολιγοπεπτίδια με τον γενικό τύπο cyclo-ΝuΧ1Χ2Χ3Χ4Χ5Χ6, όπου X είναι οποιοδήποτε από τα είκοσι φυσικά αμινοξέα και Νυ = κυστεΐνη (Cys ή C), σερίνη (Ser ή S) ή θρεονίνη (Thr ή Τ), τα οποία είναι ικανά να μεταβάλλουν (και κατά προτίμηση να αναστείλλουν) τη φυσική διαδικασία συσσωμάτωσης ή τον ρυθμό συσσωμάτωσης του Αβ. Αυτός ο ρυθμιστής Αβ μπορεί να περιλαμβάνει επτά ή λιγότερα κατάλοιπα αμινοξέων (ή παράγωγα, ανάλογα ή μιμητικά αυτών). The compounds of the present invention may inhibit Aβ aggregation and/or oligomerization. In particular, preferred regulatory compounds of the invention include cyclic oligopeptides of the general formula cyclo-NuX1X2X3X4X5X6, where X is any of the twenty natural amino acids and Ny = cysteine (Cys or C), serine (Ser or S) or threonine (Thr or T) , which are capable of altering (and preferably inhibiting) the natural aggregation process or aggregation rate of Aβ. This Aβ regulator may comprise seven or fewer amino acid residues (or derivatives, analogs or mimetics thereof).
II. Ανακάλυψη πεπτιδικών ρυθμιστών του Αβ II. Discovery of peptide regulators of Aβ
Η παρούσα εφεύρεση περιγράφει τη χρησιμοποίηση μιας γενικευμένης βακτηριακής πλατφόρμας που επινοήθηκε πρόσφατα με σκοπό την ανακάλυψη μακροκυκλικών πεπτιδίων με την ικανότητα να διασώζουν πρωτεΐνες με αυξημένη τάση προς προβληματική αναδίπλωση και/ή συσσωμάτωση (misfolded-prone proteins, MisPs) και οι οποίες έχουν συσχετιστεί με ανθρώπινες ασθένειες. Αυτή η πλατφόρμα έχει περιγράφει στο διεθνές δίπλωμα ευρεσιτεχνίας PCT/IB2018/000622 και στο επιστημονικό άρθρο Matis, I. et al. An integrated bacterial system for the discovery of chemical rescuers of disease-associated protein misfolding. Nat. Biomed. Eng. 2, 48 (2018). The present invention describes the use of a recently devised generalized bacterial platform for the discovery of macrocyclic peptides with the ability to rescue misfolded-prone proteins (MisPs) and which have been associated with human illnesses. This platform is described in the international patent PCT/IB2018/000622 and in the scientific article Matis, I. et al. An integrated bacterial system for the discovery of chemical rescuers of disease-associated protein misfolding. Nat. Biomed. Eng. 2, 48 (2018).
Η προσέγγιση αυτή προσφέρει πολλά σημαντικά πλεονεκτήματα. Πρώτον, επιτρέπει την κατασκευή και τη διαλογή εκτεταμένων μοριακών βιβλιοθηκών με ποικιλίες μέχρι 10<10>διαφορετικά μόρια. Στην παρούσα εφεύρεση διερευνήθηκε μια βιβλιοθήκη με ποικιλία >200 εκατομμυρίων διαφορετικών κυκλικών πεπτιδίων. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι το Ε. coli μπορεί να υποστηρίξει την in vivo βιοσύνθεση όχι μόνο κυκλικών πεπτιδίων όπου η κυκλοποίηση έχει πραγματοποιηθεί μεταξύ των δύο τελικών ομάδων του πεπτιδίου (head-totail), όπως αυτά που εξετάστηκαν εδώ, αλλά επίσης και άλλων μακροκυκλικών δομών, όπως κυκλικά πεπτίδια όπου η κυκλοποίηση έχει πραγματοποιηθεί μεταξύ μίας πλευρικής αλυσίδας και μίας τελικής ομάδας του πεπτιδίου (side chain-to-tail), δικυκλικά πεπτίδια, κυκλοτίδια , μακρολίδες και άλλες μακροκυκλικές δομές, οι οποίες μπορούν να περιέχουν όχι μόνο φυσικά αμινοξέα αλλά και μεγάλη ποικιλία μη φυσικών. This approach offers several important advantages. First, it allows the construction and screening of extensive molecular libraries with a variety of up to 10<10> different molecules. A diverse library of >200 million different cyclic peptides was investigated in the present invention. It is important to emphasize that E. coli can support the in vivo biosynthesis not only of cyclic peptides where cyclization has taken place between the two end groups of the peptide (head-to-tail), such as those examined here, but also of other macrocyclic structures. , such as cyclic peptides where the cyclization has taken place between a side chain and a terminal group of the peptide (side chain-to-tail), bicyclic peptides, cyclotides, macrolides and other macrocyclic structures, which can contain not only natural amino acids but also wide variety of non-physical.
Επιπροσθέτως, η ανάλυση αυτών των μεγάλων βιβλιοθηκών διεξάγεται με τη χρησιμοποίηση μίας γενετικής μεθόδου πολύ υψηλής απόδοσης, η οποία επιτρέπει την ταυτοποίηση των βιοενεργών μορίων απλά με απομόνωση των ενώσεων που ενισχύουν τον φθορισμό κυττάρων Ε. coli, τα οποία εκφράζουν την πρωτεϊνική χίμαιρα MisP-GFP, όπως για παράδειγμα τη χίμαιρα Αβ-GFP, με διαλογή με κύτταρο μέτριας ροής (FACS). Σε σύγκριση με προσεγγίσεις που στηρίζονται στη διαλογή χημικών βιβλιοθηκών που κωδικοποιούνται από DNA (DNA-encoded chemical libraries) με βάση τη συγγένειά τους προς έναν ακινητοποιημένο πρωτεϊνικό στόχο, όπως οι τεχνολογίες phage-display και mRNA-display, η προσέγγιση που περιγράφεται εδώ δεν ανιχνεύει απλά σύζευξη με την MisP-στόχο, όπως το Αβ, αλλά επιλέγει άμεσα τις βιοδραστικές ενώσεις με την ικανότητα να επιδιορθώνουν την αναδίπλωση της MisP, όπως το Αβ, χωρίς να απαιτείται η διαθεσιμότητα ποσότητας καθαρισμένης MisP, όπως το Αβ. In addition, the analysis of these large libraries is performed using a very high-throughput genetic method, which allows the identification of bioactive molecules simply by isolating compounds that enhance the fluorescence of E. coli cells expressing the protein chimera MisP-GFP , such as the Aβ-GFP chimera, by medium flow cell sorting (FACS). Compared to approaches that rely on screening DNA-encoded chemical libraries based on their affinity to an immobilized protein target, such as phage-display and mRNA-display technologies, the approach described here does not detect simply conjugation to target MisP, such as Aβ, but directly selects bioactive compounds with the ability to repair misfolding of MisP, such as Aβ, without requiring the availability of an amount of purified MisP, such as Aβ.
Επιπλέον, η σύνθεση των ενώσεων-προς-εξέταση και η διαλογή τους ως προς τη βιοδραστικότητα τους, διεξάγονται in vivo ως μέρος μίας διαδικασίας ενός σταδίου, χωρίς την ανάγκη για οργανική σύνθεση και απομόνωσης των προϊόντων, διαδικασία που μπορεί να είναι πολύ δύσκολη και χρονοβόρα. Είναι σημαντικό ότι η διαλογή ως προς τη βιοδραστικότητα διεξάγεται με πλήρως αμερόληπτο τρόπο χωρίς να απαιτείται εκ των προτέρων γνώση της δομής της πρωτεΐνης-στόχου MisP, όπως τη δομή του μονομερούς, του ολιγομερούς ή μεγαλύτερων συσσωματωμάτων του Αβ, καθώς και χωρίς να απαιτούνται ειδικές υποθέσεις σχετικά με τις πιθανές θέσεις δέσμευσης ή προηγούμενος καθαρισμός συσσωματωμένων μορφών της MisP, όπως το Αβ. Furthermore, the synthesis of test compounds and their screening for bioactivity are performed in vivo as part of a one-step process, without the need for organic synthesis and product isolation, which can be very difficult and time-consuming. . Importantly, screening for bioactivity is performed in a completely unbiased manner without requiring a priori knowledge of the structure of the MisP target protein, such as monomer, oligomer or larger aggregates of Aβ, and without requiring specific assumptions on potential binding sites or prior purification of aggregated forms of MisP, such as Ab.
Πιο συγκεκριμένα, έχουν παρασκευαστεί συνδυαστικές βιβλιοθήκες τυχαίων κυκλικών επταπεπτιδίων και έχουν επιλεγεί οι πιο σημαντικοί στόχοι για να μελετηθούν ως δυνητικοί επιδιορθωτές της εσφαλμένης αναδίπλωσης του Αβ. Η τεχνολογία που περιγράφεται στην παρούσα εφεύρεση χρησιμοποιεί μία τεχνική που ονομάζεται split intern circular ligation of peptides and proteins (SICLOPPS) για την παραγωγή πεπτιδικών βιβλιοθηκών σε Ε. coli. Η τεχνολογία SICLOPPS χρησιμοποιεί διαιρημένες ιντεΐνες, οι οποίες είναι πρωτεϊνικά στοιχεία αυτόματου ματίσματος, με σκοπό την κυκλοποίηση ανάμεσα στο Ν-τελικό και στο C-τελικό άκρο ενός ενδιάμεσου πεπτιδίου και τη βιοσύνθεση κυκλικών προϊόντων με ελάχιστο μήκος τέσσερα αμινοξέα. Η μόνη προϋπόθεση για την πραγματοποίηση του πρωτεϊνικού ματίσματος και της κυκλοποίησης του πεπτιδίου είναι η παρουσία ενός πυρηνόφιλου αμινοξέος, δηλ. κυστεΐνη (C), σερίνη (S) ή θρεονίνη (Τ), ως το πρώτο αμινοξύ της ενδιάμεσης πρωτεΐνης που ακολουθεί το C- τελικό άκρο της ιντεΐνης. More specifically, combinatorial libraries of random cyclic heptapeptides have been prepared and the most important targets have been selected to be studied as potential correctors of Aβ misfolding. The technology described in the present invention uses a technique called split internal circular ligation of peptides and proteins (SICLOPPS) for the production of peptide libraries in E. coli. The SICLOPPS technology uses split intenins, which are self-splicing protein elements, to cyclize between the N-terminus and C-terminus of a peptide intermediate and biosynthesize cyclic products with a minimum length of four amino acids. The only requirement for protein splicing and peptide cyclization to occur is the presence of a nucleophilic amino acid, i.e., cysteine (C), serine (S), or threonine (T), as the first amino acid of the protein intermediate following the C- terminal end of the intein.
Σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση, πεπτίδια που ανήκουν στον γενικό τύπο NuX1Χ2Χ3X4X5X6, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επιδιόρθωση της προβληματικής αναδίπλωσης πρωτεϊνών και τη ρύθμιση της συσσωμάτωσης τους, όπου το X είναι οποιοδήποτε από τα είκοσι φυσικά αμινοξέα και το Nu είναι κυστεΐνη (Cys ή C), σερίνη (Ser ή S) ή θρεονίνη (Thr ή Τ). Σύμφωνα με την προτιμώμενη ενσωμάτωση της παρούσας εφεύρεσης το πεπτίδιο είναι ένα κυκλικό πεπτίδιο. Σύμφωνα με την προτιμώμενη ενσωμάτωση της παρούσας εφεύρεσης το Nu είναι C. According to the present invention, peptides belonging to the general formula NuX1X2X3X4X5X6, can be used to repair problematic protein folding and regulate their aggregation, where X is any of the twenty naturally occurring amino acids and Nu is cysteine (Cys or C ), serine (Ser or S) or threonine (Thr or T). According to the preferred embodiment of the present invention the peptide is a cyclic peptide. According to a preferred embodiment of the present invention Nu is C.
Σε μία προτιμώμενη ενσωμάτωση της παρούσας εφεύρεσης το πεπτίδιο με τον γενικό τύπο cyclo-NuX1Χ2Χ3Χ4Χ5Χ6, για χρήση σε επιδιόρθωση της αναδίπλωσης και συσσωμάτωσης πρωτεϊνών, έχει τις ακόλουθες προδιαγραφές: όπου Nu είναι C ή Τ, όπου το Χι είναι οποιοδήποτε αμινοξύ και κατά μεγαλύτερη προτίμηση είναι R ή Κ, όπου το Χ2είναι κατά προτίμηση V, όπου το Χ3 είναι κατά προτίμηση W, όπου το Χ4 είναι οποιοδήποτε αμινοξύ και κατά μεγαλύτερη προτίμηση είναι Q, C, S, Τ, Α ή Μ, όπου το Χ5είναι οποιοδήποτε αμινοξύ, όπου το Χ6είναι οποιοδήποτε αμινοξύ και προτιμότερα επιλέγεται από L, V, I ή Ρ. Σύμφωνα με τις παραπάνω προδιαγραφές, το προτιμώμενο κυκλικό επταπεπτίδιο επιλέγεται από τις αλληλουχίες αμινοξέων που εκτίθενται στις ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 1, ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 2, ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 3, ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 4, ..., έως ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 107. Σύμφωνα με την παραπάνω προδιαγραφή, το περισσότερο προτιμώμενο επταπεπτίδιο επιλέγεται από τα cyclo-CKVWQLL (ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 1), cyclo-CKVWMPL (ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 2), και cyclo-CRVWTEL (ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 3). In a preferred embodiment of the present invention the peptide of the general formula cyclo-NuX1X2X3X4X5X6, for use in repair of protein folding and aggregation, has the following specifications: where Nu is C or T, where Xi is any amino acid and more preferably is R or K, where X2 is preferably V, where X3 is preferably W, where X4 is any amino acid and more preferably is Q, C, S, T, A or M, where X5 is any amino acid, where X6 is any amino acid and is preferably selected from L, V, I or P. According to the above specifications, the preferred cyclic heptapeptide is selected from the amino acid sequences set forth in the ALAs. ID NO. 1, ALA. ID NO. 2, ALA. ID NO. 3, ALA. ID NO. 4, ..., to ALA. ID NO. 107. According to the above specification, the most preferred heptapeptide is selected from cyclo-CKVWQLL (ALA. NO. 1), cyclo-CKVWMPL (ALA. NO. 2), and cyclo-CRVWTEL (ALA. NO. ID 3).
Σε μία άλλη προτιμώμενη ενσωμάτωση της παρούσας εφεύρεσης το πεπτίδιο με τον γενικό τύπο cyclo-NuX1Χ2Χ3Χ4Χ5χ6, για χρήση σε επιδιόρθωση της αναδίπλωσης και συσσωμάτωσης πρωτεϊνών, έχει τις ακόλουθες προδιαγραφές: όπου Nu είναι C ή Τ, όπου το Χι είναι οποιοδήποτε αμινοξύ και κατά μεγαλύτερη προτίμηση είναι R, I, V ή Q, όπου το Χ2είναι οποιοδήποτε αμινοξύ και κατά μεγαλύτερη προτίμηση I ή V, όπου το Χ3είναι κατά προτίμηση V, όπου το Χ4είναι κατά προτίμηση Ρ, όπου το Χ5είναι κατά προτίμηση S ή Α, όπου το Χ6είναι οποιοδήποτε αμινοξύ και προτιμότερα επιλέγεται από L, V ή I. Σύμφωνα με τις παραπάνω προδιαγραφές, το προτιμώμενο κυκλικό επταπεπτίδιο επιλέγεται από τις αλληλουχίες αμινοξέων που εκτίθενται στις ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 108, ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 109, ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 110, ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 111, ..., έως ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 132. Σύμφωνα με την παραπάνω προδιαγραφή, το περισσότερο προτιμώμενο επταπεπτίδιο επιλέγεται από τα cyclo-CRIVPSL (ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 108), και cyclo-CIVVPSI (ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 109). In another preferred embodiment of the present invention the peptide of the general formula cyclo-NuX1X2X3X4X5X6, for use in repair of protein folding and aggregation, has the following specifications: where Nu is C or T, where Xi is any amino acid and more preferably is R, I, V or Q, where X2 is any amino acid and more preferably I or V, where X3 is preferably V, where X4 is preferably P, where X5 is preferably S or A, where X6 is any amino acid and is preferably selected from L, V or I. According to the above specifications, the preferred cyclic heptapeptide is selected from the amino acid sequences set forth in the ALAs. ID NO. 108, ALA. ID NO. 109, ALA. ID NO. 110, ALA. ID NO. 111, ..., to ALA. ID NO. 132. According to the above specification, the most preferred heptapeptide is selected from cyclo-CRIVPSL (A.D. NO. 108), and cyclo-CIVVPSI (A.D. NO. 109).
Η μέγιστη θεωρητική ποικιλομορφία της συνδυασμένης βιβλιοθήκης cyclo-ΝuΧ1Χ2Χ3X4X5X6που ερευνήθηκε στην παρούσα εφεύρεση ήταν ~ 200 εκατομμύρια διαφορετικές ακολουθίες. Οι βιβλιοθήκες των γονιδίων που κωδικοποιούν αυτή τη συνδυαστική βιβλιοθήκη τυχαίων κυκλικών επταπεπτιδίων κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας εκφυλισμένα κωδικόνια. Οι εφευρέτες δημιούργησαν τη μεγάλης ποικίλο μορφιάς βιβλιοθήκη των πλασμιδίων PSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6η οποία αναμένεται να κωδικοποιεί τη μεγάλη πλειονότητα των θεωρητικά πιθανών σχεδιασμένων κυκλικών αλληλουχιών επταπεπτιδίων cyclo-NuX1X2X3X4X5X6χρησιμοποιώντας τεχνικές μοριακής βιολογίας που είναι ήδη γνωστές και χρησιμοποιούνται στο πεδίο. The maximum theoretical diversity of the combined cyclo-NuX1X2X3X4X5X6 library investigated in the present invention was ~200 million different sequences. Libraries of genes encoding this combinatorial library of random cyclic heptapeptides were constructed using degenerate codons. The inventors created the highly diverse library of PSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6 plasmids which is expected to encode the large majority of theoretically possible designed cyclo-NuX1X2X3X4X5X6 cyclic heptapeptide sequences using molecular biology techniques already known and used in the field.
Για να ταυτοποιηθούν οι κυκλικές ολιγοπεπτιδικές αλληλουχίες με την ικανότητα να παρεμβαίνουν στην προβληματική αναδίπλωση του Αβ και να ρυθμίζουν τον ολιγομερισμό/συσσωμάτωση του, χρησιμοποιήθηκε ένα βακτηριακό γενετικό σύστημα υψηλής απόδοσης. Αυτό το σύστημα παρακολουθεί την αναδίπλωση και τη συσσωμάτωση του Αβ μετρώντας τον φθορισμό κυττάρων Ε. coli που υπερεκφράζουν τη χιμαιρική σύντηξη του ανθρώπινου Αβ42 με το GFP. Έχει αποδειχθεί προηγουμένως ότι λόγω της υψηλής τάσης συσσωμάτωσης του Αβ, τα κύτταρα Ε. coli που υπερεκφράζουν συντήξεις Αβ-GFP παράγουν λανθασμένα αναδιπλωμένη πρωτεΐνικη σύντηξη που συσσωρεύεται σε αδιάλυτα σσυσσωματώματα που στερούνται φθορισμού, παρά το γεγονός ότι εκφράζουν αυτές τις συντήξεις σε υψηλά επίπεδα. Μεταλλάξεις στην αλληλουχία του Αβ ή προσθήκη ενώσεων που αναστέλλουν την συσσωμάτωση του, έχουν ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό διαλυτής και φθορίζουσας Αβ- GFP και τα βακτηριακά κύτταρα που εκφράζουν τη χιμαιρική πρωτεΐνη Αβ-GFP υπό αυτές τις συνθήκες αποκτούν φθορίζοντα φαινότυπο. Οι εφευρέτες της παρούσας εφεύρεσης έχουν χρησιμοποιήσει μια προσαρμοσμένη εκδοχή αυτού του συστήματος για να διεξάγουν διαλογή μακροκυκλικών αναστολέων συσσωμάτωσης με τρόπο πολύ υψηλής απόδοσης χρησιμοποιώντας μία μέθοδο διαλογή κυττάρων με κυτταρομετρία ροής που βασίζεται στο φθορισμό (fluorescence activated cell sorting, FACS) και η οποία επιτρέπει την απομόνωση βακτηριακών κλώνων που παράγουν βιοδραστικά κυκλικά επταπεπτίδια και ως αποτέλεσμα εμφανίζουν αυξημένα επίπεδα φθορισμού Αβ42-GFP, όπως περιγράφεται στο διεθνές δίπλωμα ευρεσιτεχνίας PCT/IB20 18/000622 και στο επιστημονικό άρθρο Matis, I. et al. An integrated bacterial system for the discovery of chemical rescuers of disease-associated protein misfolding. Nat. Biomed. Eng. 2, 48 (2018). To identify cyclic oligopeptide sequences with the ability to interfere with Aβ misfolding and regulate its oligomerization/aggregation, a high-throughput bacterial genetic system was used. This system monitors Aβ folding and aggregation by measuring the fluorescence of E. coli cells overexpressing a chimeric fusion of human Aβ42 with GFP. It has previously been shown that due to the high aggregation propensity of Aβ, E. coli cells overexpressing Aβ-GFP fusions produce misfolded protein fusion that accumulates in insoluble aggregates that lack fluorescence, despite expressing these fusions at high levels. Mutations in the Aβ sequence, or addition of compounds that inhibit its aggregation, result in the formation of soluble and fluorescent Aβ-GFP, and bacterial cells expressing the chimeric Aβ-GFP protein under these conditions acquire a fluorescent phenotype. The inventors of the present invention have used an adapted version of this system to screen macrocyclic aggregation inhibitors in a very high-throughput manner using a fluorescence-activated cell sorting (FACS)-based flow cytometry method that allows the isolation of bacterial clones that produce bioactive cyclic heptapeptides and as a result show increased levels of Aβ42-GFP fluorescence, as described in international patent PCT/IB20 18/000622 and in the scientific article Matis, I. et al. An integrated bacterial system for the discovery of chemical rescuers of disease-associated protein misfolding. Nat. Biomed. Eng. 2, 48 (2018).
Συγκεκριμένα, κύτταρα Tuner E. coli (DE3) τα οποία παράγουν τη συνδυασμένη βιβλιοθήκη cyclo-NuX1X2X3X4X5X6, ενώ ταυτόχρονα υπερεκφράζουν τη χιμαιρική πρωτεΐνη Αβ42- GFP, υποβλήθηκαν σε διαλογή με FACS με σκοπό την απομόνωση κλώνων που εμφανίζουν αυξημένο φθορισμό Αβ42-GFΡ. Στη συνέχεια, μετρήθηκε η αύξηση στο μέρο όρο φθορισμού και επιλέχθησαν δέκα τυχαίοι κλώνοι από τον βακτηριακό πληθυσμό μετά τη διαδικασία διαλογής. Σε κάθε περίπτωση, ο φθορισμός Αβ42-GFΡ των επιλεγμένων κλώνων βρέθηκε δραματικά αυξημένος σε σύγκριση με κύτταρα που εκφράζουν την ίδια Αβ42-GFΡ χίμαιρα παρουσία τυχαίων κυκλικών πεπτιδίων που επιλεχθησαν από την αρχική (πριν τη διαδικασία διαλογής) βιβλιοθήκη cyclo-NuX1X2X3X4X5X6· Επιπλέον, οι παρατηρούμενες φαινοτυπικές επιδράσεις βρέθηκε να εξαρτώνται από την ικανότητα της Ssp DnaE ιντεΐνης (που χρησιμοποιείται για την πεπτιδική κυκλοποίηση ως μέρος της τεχνολογίας SICLOPPS) να εκτελέσει πρωτεϊνικό μάτισμα, καθώς η μετάλλαξη του Cτελικού άκρου της ιντεΐνης στις θέσεις H24L/F26A, που είναι γνωστό ότι εμποδίζει το πρωτεϊνικό μάτισμα και την κυκλοποίηση του πεπτιδίου, βρέθηκε να μειώνει τον φθορισμό του Αβ42- GFP πίσω στα αρχικά επίπεδα φθορισμού. Τέλος, η παρατηρούμενη αύξηση του φθορισμού βρέθηκε να είναι ειδική για το Αβ, καθώς τα απομονωμένα πλασμίδια pSICLOPPS- ΝuΧ1Χ2Χ3X4X5X6από αυτούς τους επιλεγμένους κλώνους δεν ήταν ικανά να ενισχύσουν τα επίπεδα φθορισμού κυττάρων στα οποία η αλληλουχία Αβ έχει αντικατασταθεί με εκείνη της περιοχής πρόσδεσης του DNA (DNA-binding domain) της ανθρώπινης πρωτεΐνης ρ53 που περιέχει τη μετάλλαξη Tyr220Cys (p53C(Y220C)). Specifically, Tuner E. coli (DE3) cells producing the combined cyclo-NuX1X2X3X4X5X6 library, while simultaneously overexpressing the Aβ42-GFP chimeric protein, were screened by FACS in order to isolate clones showing increased Aβ42-GFP fluorescence. The increase in partial fluorescence was then measured and ten random clones were selected from the bacterial population after the screening process. In each case, the Aβ42-GFR fluorescence of the selected clones was found to be dramatically increased compared to cells expressing the same Aβ42-GFR chimera in the presence of random cyclic peptides selected from the initial (before the screening process) cyclo-NuX1X2X3X4X5X6 library; In addition, the observed phenotypic effects were found to depend on the ability of the Ssp DnaE intein (used for peptide cyclization as part of SICLOPPS technology) to perform protein splicing, as mutation of the C-terminus of the intein at positions H24L/F26A, which is known to prevent protein splicing and peptide cyclization, was found to reduce Aβ42-GFP fluorescence back to baseline fluorescence levels. Finally, the observed increase in fluorescence was found to be specific for Aβ, as isolated pSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6 plasmids from these selected clones were unable to enhance the fluorescence levels of cells in which the Aβ sequence has been replaced with that of the DNA binding domain ( DNA-binding domain) of the human p53 protein containing the Tyr220Cys mutation (p53C(Y220C)).
Ανάλυση των εκφραζόμενων συντήξεων Αβ42-GFΡ με ηλεκτροφόρηση σε πηκτή πολυακρυλαμιδίου(SDS-ΡΑGE) και ανοσοαποτύπωμα κατά western αποκάλυψε ότι οι βακτηριακοί κλώνοι που εκφράζουν τα επιλεγμένα κυκλικά πεπτίδια αύξησαν σημαντικά τα διαλυτά επίπεδα του Αβ42- GFP σε σύγκριση με τις τυχαίες αλληλουχίες κυκλικών πεπτιδίων. Περαιτέρω, όταν τα ίδια κυτταρικά λύματα αναλύθηκαν υπό μη-αποδιατακτικες συνθήκες (native-PAGE), παρατηρήθηκε ότι η συν-έκφραση των επιλεγμένων κυκλικών πεπτιδίων μείωσε τη συσσώρευση μεγάλων συσσωματωμάτων του Αβ42-GFΡ, τα οποία δεν μπορούν να εισέλθουν στην πηκτή και αύξησε την πληθώρα των ειδών που παρουσιάζουν αυξημένη ηλεκτροφορητική κινητικότητα. Analysis of expressed Aβ42-GFP fusions by polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and western blotting revealed that bacterial clones expressing the selected cyclic peptides significantly increased soluble levels of Aβ42-GFP compared to random cyclic peptide sequences. Furthermore, when the same cell lysates were analyzed under non-denaturing conditions (native-PAGE), it was observed that co-expression of the selected cyclic peptides reduced the accumulation of large aggregates of Aβ42-GFR, which cannot enter the gel, and increased the abundance of species exhibiting increased electrophoretic mobility.
Οι εφευρέτες ανέλυσαν περαιτέρω τα επιλεγμένα πεπτίδια μέσω DNA αλληλούχισης της περιοχής των δέκα απομονωμένων κλώνων που τα κωδικοποιεί. Η μέθοδος αυτή αποκάλυψε πέντε διακριτές αλληλουχίες κυκλικού πεπτιδίου με εν δυνάμει ανασταλτική δράση κατά της συσσωμάτωσης του Αβ: την CKVWQLL (παρούσα έξι φορές μεταξύ των αλληλουχιών), την CKVWTEL, την CKVWMPL, την CIVVPSI και την CRIVPSL. The inventors further analyzed the selected peptides by DNA sequencing of the coding region of the ten isolated clones. This method revealed five distinct cyclic peptide sequences with potential inhibitory activity against Aβ aggregation: CKVWQLL (present six times between sequences), CKVWTEL, CKVVMPL, CIVVPSI and CRIVPSL.
Όπως απεικονίζεται στο Παράδειγμα 2, οι εφευρέτες διενήργησαν αλληλούχιση νέας γενιάς των πλασμιδίων PSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6που περιέχονται στον επιλεγμένο βακτηριακό πληθυσμό μετά από τη διαδικασία διαλογής με FACS, με σκοπό τον προσδιορισμό του συνόλου των εν δυνάμει βιοδραστικών κυκλικών επταπεπτιδίων που υπάρχουν στην εμπλουτισμένη βιβλιοθήκη. Η ανάλυση της αλληλουχίας των επιλεγμένων κυκλικών επταπεπτιδίων αποκάλυψε ότι το κατάλοιπο Cys ήταν παρόν στη θέση 1 στην μεγάλη πλειοψηφία των επιλεγμένων κυκλικών επταπεπτιδίων και ότι οι υπόλοιπες θέσεις ήταν εμπλουτισμένες από έναν μικρό αριθμό συγκεκριμένων αμινοξέων: Arg και Lys στη θέση 2, Val στη θέση 3, Trp και Thr στη θέση 4, lle, Gin, Cys, Met, Ser, Thr και Pro στη θέση 5, Ala, Leu, Val, Glu, Lys και Pro στη θέση 6, και lie, Leu και Pro στη θέση 7. Αντίθετα, η πλειοψηφία των αμινοξέων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που υπήρχαν σε υψηλότερη αφθονία στην αρχική βιβλιοθήκη, ήταν έντονα απο -εμπλουτισμένη, υποδεικνύοντας έτσι μια εξαιρετικά αποτελεσματική διαδικασία επιλογής. As illustrated in Example 2, the inventors performed next-generation sequencing of the PSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6 plasmids contained in the selected bacterial population after the FACS screening process, in order to determine all of the potentially bioactive cyclic heptapeptides present in the enriched library. Sequence analysis of the selected cyclic heptapeptides revealed that the Cys residue was present at position 1 in the great majority of the selected cyclic heptapeptides and that the remaining positions were enriched by a small number of specific amino acids: Arg and Lys at position 2, Val at position 3 , Trp and Thr at position 4, lle, Gin, Cys, Met, Ser, Thr and Pro at position 5, Ala, Leu, Val, Glu, Lys and Pro at position 6, and lie, Leu and Pro at position 7. In contrast, the majority of amino acids, including those present in higher abundance in the original library, were strongly de-enriched, thus indicating a highly efficient selection process.
Ανάλυση ομοιότητας των αλληλουχιών χρησιμοποιώντας όλες τις γραμμικές εκδοχές των επιλεγμένων κυκλικών πεπτιδίων και ιεραρχική ανάλυση κατά συστάδες, αποκάλυψε το σχηματισμό 20 διακριτών συμπλεγμάτων με παρόμοια χαρακτηριστικά αλληλουχίας. Η πλειοψηφία των πεπτιδίων από τα δύο πιο κυρίαρχα συμπλέγματα, τα συμπλέγματα I και II, φαίνεται να ανήκει σε ένα μοτίβο ακολουθίας cyclo-CxVWxxx και ένα μοτίβο ακολουθίας cyclo-CxxVPSx, αντίστοιχα, σε συμφωνία με τα αποτελέσματα της DNA αλληλούχισης που παρουσιάστηκαν παραπάνω. Sequence similarity analysis using all linear versions of the selected cyclic peptides and hierarchical cluster analysis revealed the formation of 20 distinct clusters with similar sequence features. The majority of peptides from the two most dominant clusters, clusters I and II, appear to belong to a cyclo-CxVWxxx and a cyclo-CxxVPSx sequence motif, respectively, in agreement with the DNA sequencing results presented above.
Όπως απεικονίζεται στα Παραδείγματα 3-6, οι εφευρέτες επέλεξαν δύο κυκλικές ακολουθίες επταπεπτιδίων για περαιτέρω ανάλυση. Αυτά ήταν τα cyclo-CKVWQLL και cyclo-CRIVPSL, που αναφέρονται στη συνέχεια ως ΑβC7-1 και ΑβC7-14 (Aβ- targeting cyclic 7-peptide number 1 and 14), και παρήχθησαν μέσω σύνθεση στερεάς φάσης σε mg ποσότητες. Οι εφευρέτες αποφάσισαν να μελετήσουν περαιτέρω αυτά τα κυκλικά πεπτίδια επειδή και τα δύο κωδικοποιούνταν από τους επιλεγμένους βακτηριακούς κλώνους που εξετάστηκαν αρχικά, και, το πιο σημαντικό, ήταν τα πιο συχνά συναντώμενα μέλη μεταξύ των δύο κυρίαρχων συμπλεγμάτων (συμπλέγματα I και II). As illustrated in Examples 3-6, the inventors selected two cyclic heptapeptide sequences for further analysis. These were cyclo-CKVWQLL and cyclo-CRIVPSL, hereafter referred to as AβC7-1 and AβC7-14 (Aβ-targeting cyclic 7-peptide number 1 and 14), and were produced via solid-phase synthesis in mg quantities. The inventors decided to further study these cyclic peptides because they were both encoded by the selected bacterial clones initially examined, and, more importantly, they were the most frequently encountered members between the two dominant clusters (clusters I and II).
Η επίδραση των επιλεγμένων επταπεπτιδίων στη διαδικασία συσσωμάτωσης του Αβ42 εκτιμήθηκε αρχικά παρακολουθώντας την κινητική πορεία της συσσωμάτωσης του Αβ42 απουσία και παρουσία των δύο κυκλικών πεπτιδίων μετά από χρώση με θειοφλαβίνη Τ (ThT). Και τα δύο επταπεπτίδια βρέθηκαν να αναστέλλουν την συσσωμάτωση του Αβ42 πολύ αποτελεσματικά σε υπο -στοιχείο μετρικές αναλογίες, αυξάνοντας τόσο το χρόνο tlag(χρόνος που απαιτείται για να φθάσει ο φθορισμός της ThT στο 10% του συνολικού εύρους) όσο και το χρόνο tgrowth(χρόνος μετάβασης από το 10% έως το 90% του συνολικού εύρους φθορισμού της ThT) της αντίδρασης συσσωμάτωσης του Αβ42, αν και σε διαφορετική έκταση. Παρόμοια αποτελέσματα παρατηρήθηκαν απουσία της ThT, όταν η πορεία της συσσωμάτωσης παρακολουθήθηκε με εξαγωγή πρωτεΐνικών δειγμάτων σε διαφορετικά χρονικά σημεία και ανίχνευση του σχηματισμού ινιδίων του Αβ με ανοσοαπο τύπωμα κηλίδας και χρησιμοποιώντας το εξειδικευμένο αντίσωμα OC. Τέλος, μελέτες με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέλευσης (ΤΕΜ) αποκάλυψαν ότι τα ινίδια του Αβ42 που σχηματίστηκαν μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης συσσωμάτωσης απουσία και παρουσία και των δύο κυκλικών πεπτιδίων ήταν παρόμοια σε μέγεθος και μορφολογία, πράγμα που δείχνει ότι αυτά τα επιλεγμένα κυκλικά πεπτίδια δεν δεσμεύονται μη αναστρέψιμα με το Αβ42, και δεν επαναπροσανατολίζουν τη διαδικασία της συσσωμάτωσης έξω από το κανονικό μοριακό μονοπάτι. The effect of the selected heptapeptides on the aggregation process of Aβ42 was first assessed by monitoring the kinetic course of Aβ42 aggregation in the absence and presence of the two cyclic peptides after thioflavin T (ThT) staining. Both heptapeptides were found to inhibit Aβ42 aggregation very efficiently at sub-metric ratios, increasing both the tlag time (time required for ThT fluorescence to reach 10% of total amplitude) and the tgrowth time (time transition from 10% to 90% of the total fluorescence range of ThT) of the Aβ42 aggregation reaction, although to a different extent. Similar results were observed in the absence of ThT, when the course of aggregation was monitored by extracting protein samples at different time points and detecting Aβ fibril formation by blot immunoblotting and using the specific OC antibody. Finally, transmission electron microscopy (TEM) studies revealed that Aβ42 fibrils formed after completion of the aggregation reaction in the absence and presence of both cyclic peptides were similar in size and morphology, indicating that these selected cyclic peptides do not bind irreversible with Aβ42, and do not reorient the aggregation process outside the normal molecular pathway.
Η προστατευτική επίδραση των ΑβC7-1 και ΑβC7-14 κατά της συσσωμάτωσης του Αβ και της συσχετιζόμενης τοξικότητας του, αξιολογήθηκε in vivo, χρησιμοποιώντας ένα εδραιωμένο μοντέλο της νόσου AD στον νηματώδη σκώληκα Caenorhabditis elegans (C. elegans). Η συντήρηση των γενετικών και των μεταβολικών οδών μεταξύ των θηλαστικών και του C. elegans, σε συνδυασμό με το πλήρως χαρακτηρισμένο νευρικό και μυϊκό σύστημα του, την εύκολη απεικόνιση και τον απλό χειρισμό του, έχει ορίσει το C. elegans ως ένα εξαιρετικό μοντέλο νευροεκφυλιστικών ασθενειών συμπεριλαμβανομένου της νόσου AD, ενώ αυξάνεται διαρκώς η χρήση του C. elegans στην διαδικασία ανακάλυψης νέων φαρμάκων κατά την AD. Η κινητικότητα και η συνολική φυσική κατάσταση του στελέχους C. elegans GMC101, όπου η ανθρώπινη Αβ42 εκφράζεται στα κύτταρα του μυϊκού τοιχώματος των ζώων υπό τον έλεγχο ενός θερμικά επαγόμενου υποκινητή και όπου ο σχηματισμός συσσωματωμάτων του Αβ συνοδεύεται από την εμφάνιση ενός φαινοτύπου παράλυσης, παρακολουθήθηκε απουσία και παρουσία των ΑβC7-1 και ΑβC7-14 και συγκρίθηκε με C. elegans σκώληκες άγριου τύπου, οι οποίοι δεν εκφράζουν καθόλου Αβ42. Και τα δύο πεπτίδια βρέθηκαν να αυξάνουν την κινητικότητα και την ταχύτητα των σκωλήκων που εκφράζουν Αβ καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής τους και τελικά αποκαθιστώντας την συνολική φυσική κατάσταση τους σε περίπου τα επίπεδα των ζώων άγριου τύπου. Επιπλέον, απεικόνιση των σκωλήκων αποκάλυψε μια σημαντική μείωση των εναποθέσεων του Αβ παρουσία οποιουδήποτε εκ των δύο επιλεγμένων κυκλικών πεπτιδίων. The protective effect of AβC7-1 and AβC7-14 against Aβ aggregation and its associated toxicity was evaluated in vivo, using an established AD disease model in the nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans). The conservation of genetic and metabolic pathways between mammals and C. elegans, combined with its fully characterized nervous and muscular system, easy imaging and simple handling, has defined C. elegans as an excellent model of neurodegenerative diseases including AD disease, while the use of C. elegans in the process of drug discovery in AD is increasing. The motility and overall fitness of the C. elegans GMC101 strain, where human Aβ42 is expressed in animal muscle wall cells under the control of a heat-inducible promoter and where Aβ aggregate formation is accompanied by the appearance of a paralysis phenotype, was monitored in the absence and presence of AβC7-1 and AβC7-14 and compared to C. elegans wild-type worms, which do not express any Aβ42. Both peptides were found to increase the motility and speed of Aβ-expressing worms throughout their lifespan, eventually restoring their overall fitness to approximately the levels of wild-type animals. Furthermore, imaging of the worms revealed a significant reduction in Aβ deposits in the presence of either of the two selected cyclic peptides.
Για να ταυτοποιηθούν τα λειτουργικά σημαντικά κατάλοιπα εντός των απομονωμένων πεπτιδίων, οι εφευρέτες πραγματοποίησαν υποκατάσταση του κατάλοιπου της θέσης 1 με τα άλλα δύο πυρηνόφιλα αμινοξέα που υπάρχουν στις αρχικές βιβλιοθήκες, καθώς και μεταλλαξιγένεση με αλανίνη των θέσεων 2-7 των επταπεπτιδίων ΑβC7-1 και ΑβC7-14. Όπως κρίθηκε από την ικανότητα των παραγό μενών παραλλαγών να αυξήσουν τον φθορισμό των κυττάρων Ε. coli που υπερεκφράζουν την Αβ42-GFΡ, τόσο στην περίπτωση του ΑβC7-1 όσο και του ΑβC7-14, η υποκατάσταση της Cys στη θέση 1 με Ser είχε ως αποτέλεσμα 50% μείωση του φθορισμού, ενώ η υποκατάσταση με Thr είχε ως αποτέλεσμα παρόμοια επίπεδα φθορισμού και συσσωμάτωσης της Αβ42-GFΡ με αυτά που αντιστοιχούν στην εκάστοτε αρχική αλληλουχία (ΑβC7-1 ή ΑβC7-14). Περαιτέρω, και για τα δύο πεπτίδια, η μεταλλαξιγένεση σε αλανίνη στην πλειονότητα των θέσεων 2-7 είχε ως αποτέλεσμα σημαντική μείωση του φθορισμού Αβ42-GFΡ και ταυτόχρονη αύξηση της συσσωμάτωσης. Αυτές οι παρατηρήσεις υποδεικνύουν ότι αρκετά κατάλοιπα και στα δύο επιλεγμένα κυκλικά επταπεπτίδια είναι απαραίτητα για τη βέλτιστη ανασταλτική δραστικότητα κατά της συσσωμάτωσης του Αβ. Πράγματι, η ανάλυση αλληλουχίας όλων των επιλεγμένων αλληλουχιών που ανήκουν είτε στο σύμπλεγμα I είτε στο σύμπλεγμα II αποκάλυψε ότι τα πεπτίδια που εμφανίζονται συχνότερα σε κάθε σύμπλεγμα έχουν ισχυρές προτιμήσεις για συγκεκριμένα αμινοξέα σε κάθε θέση. To identify the functionally important residues within the isolated peptides, the inventors performed substitution of the position 1 residue with the other two nucleophilic amino acids present in the original libraries, as well as alanine mutagenesis of positions 2-7 of the AβC7-1 and AβC7 heptapeptides -14. As judged by the ability of the resulting variants to increase the fluorescence of E. coli cells overexpressing Aβ42-GFR, in the case of both AβC7-1 and AβC7-14, substitution of Cys at position 1 with Ser had as resulted in a 50% decrease in fluorescence, while substitution with Thr resulted in similar levels of fluorescence and aggregation of Aβ42-GFR to those corresponding to the respective starting sequence (AβC7-1 or AβC7-14). Furthermore, for both peptides, mutagenesis to alanine at the majority of positions 2-7 resulted in a significant decrease in Aβ42-GFR fluorescence and a concomitant increase in aggregation. These observations indicate that several residues in both selected cyclic heptapeptides are necessary for optimal inhibitory activity against Aβ aggregation. Indeed, sequence analysis of all selected sequences belonging to either cluster I or cluster II revealed that the peptides most frequently occurring in each cluster have strong preferences for specific amino acids at each position.
Ειδικότερα, για το σύμπλεγμα I, τα κατάλοιπα Arg και Lys στη θέση 2 εμφανίστηκαν σε >90% των επιλεγμένων πεπτιδίων, ενώ το Val στη θέση 3, Tip στη θέση 4, Gin, Cys, Ser, Met και Thr στη θέση 5 και Ile, Val και Leu στη θέση 7 εμφανίστηκαν σε >99% των επιλεγμένων κλώνων. Ομοίως, για το σύμπλεγμα II, η συχνότητα εμφάνισης των Arg, Ile, Val και Gin στη θέση 2 ήταν ~ 93%, ενώ για τα lie και Val στη θέση 3, το Val στη θέση 4, το Pro στη θέση 5, το Ser και το Ala στη θέση 6 και τα lie, Leu και Val στη θέση 7 ήταν >97%. Συνολικά, τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι τα πιο βιοδραστικά μοτίβα κατά της προβληματικής αναδίπλωσης και της συσσωμάτωσης του Αβ στην εξεταζόμενη βιβλιοθήκη είναι τα cyclo- (C,T)(R,K)VW(n,A,M) και cyclo-(C,T)A(I,V)VP(S,A) Ψ, για τα συμπλέγματα I και II αντίστοιχα, όπου X είναι οποιοδήποτε από τα 20 φυσικά αμινοξέα, Π: οποιοδήποτε από τα πολικά αμινοξέα Q, C, S και Τ, Δ: R, I, V ή Q, και Ψ: οποιοδήποτε από τα αλειφατικά αμινοξέα L, V και I. In particular, for cluster I, Arg and Lys residues at position 2 appeared in >90% of the selected peptides, while Val at position 3, Tip at position 4, Gin, Cys, Ser, Met and Thr at position 5, and Ile , Val and Leu at position 7 occurred in >99% of selected clones. Similarly, for cluster II, the frequency of occurrence of Arg, Ile, Val, and Gin at position 2 was ~93%, while for lie and Val at position 3, Val at position 4, Pro at position 5, Ser and Ala at position 6 and lie, Leu, and Val at position 7 were >97%. Taken together, these results indicate that the most bioactive motifs against problematic Aβ folding and aggregation in the examined library are cyclo-(C,T)(R,K)VW(n,A,M) and cyclo-(C ,T)A(I,V)VP(S,A) Ψ, for complexes I and II respectively, where X is any of the 20 natural amino acids, Π: any of the polar amino acids Q, C, S and T, D: R, I, V or Q, and Ψ: any of the aliphatic amino acids L, V and I.
III. Τροποποιήσεις πεπτιδίων III. Peptide modifications
Πεπτίδια και πολυπεπτίδια της εφεύρεσης περιλαμβάνουν εκείνα που αντιστοιχούν σε γραμμικές εκδοχές των περιγραφέντων κυκλικών επταπεπτιδίων με την ικανότητα να ρυθμίζουν τη συσσωμάτωση του Αβ, δηλαδή σε αλληλουχίες όπου έχει διασπαστεί η κύρια αμινοξική αλυσίδα ενός περιγραφό μενού κυκλικού επταπεπτιδίου και το οποίο ακολούθως περιέχει μία ελεύθερη ΝΗ2-τελική αμινομάδα και μια ελεύθερη COOH-τελική καρβοξυλική ομάδα. Για παράδειγμα, για το κυκλικό επταπεπτίδιο ΑβC7-1 με την αμινοξική αλληλουχία cyclo-CKVWQLL (ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 1), ένας προτιμώμενος πεπτιδικός ρυθμιστής του Αβ της παρούσας εφεύρεσης είναι επίσης μία γραμμική εκδοχή του ΑβC7-1, συγκεκριμένα το ολιγοπεπτίδιο ΝH2- CKVWQLL-COOH. Επιπλέον, λόγω της κυκλικής τους φύσεως, οι ρυθμιστές του Αβ που περιγράφονται στην παρούσα εφεύρεση δεν έχουν ένα "σημείο εκκίνησης" (π.χ. Ν-τελικό άκρο) ή "σημείο τερματισμού" (π.χ. C-τελικό άκρο). Έτσι, όλες οι γραμμικές παραλλαγές των περιγραφέντων κυκλικών ολιγοπεπτιδικών ρυθμιστών του Αβ που προκύπτουν μετά από διάσπαση ενός υπάρχοντος πεπτιδικού δεσμού για την εισαγωγή νέων άκρων σε άλλο σημείο της πεπτιδικής αλληλουχίας, είναι επίσης προτιμώμενοι ολιγοπεπτιδικοί ρυθμιστές Αβ της παρούσας εφεύρεσης. Για παράδειγμα, για τον κυκλικό επταπεπτίδιο ΑβC7-1 με αμινοξική αλληλουχία cyclo-CKVWQLL (ΑΛΑ. ΑΡ. ΤΑΥΤ. 1), προτιμώμενοι πεπτιδικοί ρυθμιστές του Αβ της παρούσας εφεύρεσης είναι επίσης όλες οι ισοδύναμες κυκλικές εκδοχές του ΑβC7-1, συγκεκριμένα τα ολιγοπεπτίδια cyclo-KVWQLLC, cyclo-VWQLLCK, cyclo-WQLLCKV, cyclo-QLLCKVW, cyclo-LLCKVWQ και cyclo-LCKVWQL. Ομοίως, προτιμώμενοι πεπτιδικοί ρυθμιστές του Αβ της παρούσας εφεύρεσης είναι και οι γραμμικές εκδοχές όλων των περιγραφό μενών κυκλικών ολιγοπεπτιδίων και όλων των ισοδύναμων κυκλικών τους παραλλαγών. Για παράδειγμα, για την ΑβC7-1, εκτός από την τροποποίηση που αναφέρθηκε παραπάνω, προτιμώμενοι πεπτιδικοί ρυθμιστές του Αβ της παρούσας εφεύρεσης είναι γραμμικές εκδοχές όλων των κυκλικών ισοδύναμων με το ΑβC7-1 παραλλαγών, και συγκεκριμένα τα ολιγοπεπτίδια ΝΗ2-KVWQLLC-COOH, NH2-VWQLLCK-COOH, NH2-WQLLCKV-COOH, ΝΗ2-QLLCKVW-COOH, NH2-LLCKVWQ-COOH και NH2-LCKVWQL-COOH. Peptides and polypeptides of the invention include those corresponding to linear versions of the described cyclic heptapeptides with the ability to regulate Aβ aggregation, i.e. to sequences where the main amino acid chain of a described cyclic heptapeptide has been cleaved and which subsequently contains a free NH2- terminal amino group and a free COOH-terminal carboxyl group. For example, for the cyclic heptapeptide AβC7-1 with the amino acid sequence cyclo-CKVWQLL (AL. NO. SEQ. 1), a preferred Aβ peptide modulator of the present invention is also a linear version of AβC7-1, specifically the oligopeptide NH2 - CKVWQLL-COOH. Furthermore, due to their cyclic nature, the Aβ regulators described in the present invention do not have a "start point" (eg, N-terminus) or "termination point" (eg, C-terminus). Thus, all linear variants of the described cyclic oligopeptide Aβ modulators resulting from cleavage of an existing peptide bond to introduce new ends elsewhere in the peptide sequence are also preferred oligopeptide Aβ modulators of the present invention. For example, for the cyclic heptapeptide AβC7-1 with amino acid sequence cyclo-CKVWQLL (ALA. NO. SEQ ID NO: 1), preferred Aβ peptide modulators of the present invention are also all equivalent cyclic versions of AβC7-1, namely cyclo oligopeptides -KVWQLLC, cyclo-VWQLLCK, cyclo-WQLLCKV, cyclo-QLLCKVW, cyclo-LLCKVWQ and cyclo-LCKVWQL. Likewise, preferred Aβ peptide modulators of the present invention are also the linear versions of all described cyclic oligopeptides and all equivalent cyclic variants thereof. For example, for AβC7-1, in addition to the modification mentioned above, preferred Aβ peptide modulators of the present invention are linear versions of all cyclic AβC7-1 equivalent variants, namely the oligopeptides NH 2 -KVWQLLC-COOH, NH 2 -VWQLLCK-COOH, NH2-WQLLCKV-COOH, NH2-QLLCKVW-COOH, NH2-LLCKVWQ-COOH and NH2-LCKVWQL-COOH.
Πεπτίδια και πολυπεπτίδια της εφεύρεσης περιλαμβάνουν αυτά που περιέχουν συντηρητικές υποκαταστάσεις αμινοξέων. Τέτοια πεπτίδια και πολυπεπτίδια περικλείονται από την εφεύρεση με την προϋπόθεση ότι το πεπτίδιο ή πολυπεπτίδιο μπορεί να δεσμεύεται με το Αβ. Όπως χρησιμοποιούνται εδώ, κατάλληλες συντηρητικές αμινοξικές υποκαταστάσεις είναι γνωστές στους ειδικούς του πεδίου αυτού και μπορούν να γίνουν γενικά χωρίς να αλλοιώνουν τη βιολογική δραστικότητα του προκύπτοντος μορίου. Οι ειδικοί στην τεχνική αυτή αναγνωρίζουν ότι, γενικά, υποκαταστάσεις ενός αμινοξέος σε μη σημαντικές περιοχές ενός πολυπεπτιδίου δεν μεταβάλλουν ουσιαστικά τη βιολογική του δραστικότητα (βλέπε π.χ., Watson et al. Molecular Biology of the Gene, 4th Edition, 1987, The Benjamin/Cummings Pub. co., p. 224). Τέτοιες υποκαταστάσεις μπορούν να γίνουν σύμφωνα με εκείνες που εκτίθενται ως εξής: Ala (A) Gly; Ser Arg (R) Lys Asn (N) Gin; His Cys (C) Ser Gin (Q) Asn Glu (E) Asp Gly (G) Ala; Pro His (H) Asn; Gin lie (I) Leu; Val Leu (L.) lie; Val Lys (K) Arg; Gin; Glu Met (N) Leu; Tyr; Ile Phe (L) Met; Leu; Tyr Ser (S) Thr Thr (T) Ser Trp (W) Tyr Tyr (Y) Trp; Phe Val (V) lie; Leu. Άλλες υποκαταστάσεις είναι επίσης επιτρεπτές και μπορούν να προσδιοριστούν εμπειρικά ή σύμφωνα με γνωστές συντηρητικές υποκαταστάσεις. Peptides and polypeptides of the invention include those containing conservative amino acid substitutions. Such peptides and polypeptides are encompassed by the invention provided that the peptide or polypeptide can bind to Aβ. As used herein, suitable conservative amino acid substitutions are known to those skilled in the art and can generally be made without altering the biological activity of the resulting molecule. Those skilled in the art recognize that, in general, single amino acid substitutions in nonessential regions of a polypeptide do not substantially alter its biological activity (see, e.g., Watson et al. Molecular Biology of the Gene, 4th Edition, 1987, The Benjamin /Cummings Pub.co., p. 224). Such substitutions may be made according to those set forth as follows: Ala (A) Gly; SerArg(R)LysAsn(N)Gin; His Cys (C) Ser Gin (Q) Asn Glu (E) Asp Gly (G) Ala; ProHis(H)Asn; Gin lie (I) Leu; Val Leu (L.) lie; Val Lys (K) Arg; Gin? GluMet(N)Leu; Tyr? Ile Phe (L) Met; Leu? Tyr Ser (S) Thr Thr (T) Ser Trp (W) Tyr Tyr (Y) Trp; Phe Val (V) lie; Leo. Other substitutions are also permissible and can be determined empirically or according to known conservative substitutions.
Οι πεπτιδικές ενώσεις της παρούσας εφεύρεσης μπορούν να αναστείλλουν την εσφαλμένη αναδίπλωση πρωτεϊνών και την συσσωμάτωση τους, όπου οι αναφερθείσες πεπτιδικές ενώσεις μπορούν να είναι κυκλικά πεπτίδια όπου η κυκλοποίηση έχει πραγματοποιηθεί μεταξύ των δύο τελικών ομάδων του πεπτιδίου (head-to-tail), κυκλικά πεπτίδια όπου η κυκλοποίηση έχει πραγματοποιηθεί μεταξύ μίας πλευρικής ομάδας και ενός τελικού άκρου του πεπτιδίου (side chain-to-tail), δικυκλικό πεπτίδιο, λανθηπεπτίδιο (lanthipeptide), λιναρδίνη (linaridin), πρωτεϊσίνη (proteusin), κυανοβακτίνη (cyanobactin), θειοπεπτίδιο (thiopeptide), βομβρομυκίνη (bottromycin), μικροκυσίνη (microcin), πεπτίδιο lasso (lasso peptide), μικροϊουριδίνη (microviridin), αμοτοξίνη (amatoxin), φαλοτοξίνη (phallotoxin), θ-αμυντενσίνη (θ-defensin), ορβιτίδιο (orbitide) ή κυκλοτίδιο (cyclotide). The peptide compounds of the present invention can inhibit the misfolding of proteins and their aggregation, where said peptide compounds can be cyclic peptides where the cyclization has been carried out between the two end groups of the peptide (head-to-tail), cyclic peptides where cyclization has taken place between a side group and a terminal end of the peptide (side chain-to-tail), bicyclic peptide, lanthipeptide, linaridin, proteusin, cyanobactin, thiopeptide ), bottromycin, microcin, lasso peptide, microviridin, amatoxin, phallotoxin, θ-defensin, orbitide or cyclotide ( cyclotide).
Οι πεπτιδικές ενώσεις της παρούσας εφεύρεσης χρησιμεύουν επίσης ως δομικά μοντέλα για μη πεπτιδικά μόρια ή "μιμητικά" με παρόμοια βιολογική δραστικότητα. Μπορούν επίσης να τροποποιηθούν εύκολα τα πεπτίδια με φωσφορυλίωση και άλλες μεθόδους για την παρασκευή πεπτιδικών παραγώγων των ενώσεων της παρούσας εφεύρεσης όπως περιγράφονται από τους Hruby, et al. Biochem. J. 268(2): 249-262, 1990, που ενσωματώνεται εδώ με παραπομπή. Έτσι, οι πεπτιδικές ενώσεις της εφεύρεσης χρησιμεύουν επίσης ως δομικά μοντέλα για μη πεπτιδικές ενώσεις με παρόμοια βιολογική δραστικότητα. Οι ειδικοί του επαγγέλματος αναγνωρίζουν ότι διατίθενται διάφορες τεχνικές για την κατασκευή ενώσεων με την ίδια ή παρόμοια επιθυμητή βιολογική δραστικότητα με την πεπτιδική ένωση-οδηγό αλλά με ευνοϊκότερη δράση από την ένωση-οδηγό ως προς τη διαλυτότητα, τη σταθερότητα και την ευαισθησία στην υδρόλυση και πρωτεόλυση. Βλέπε Morgan and Gainor, Ann. Rep. Med. Chem. 24:243-252, 1989, που ενσωματώνεται εδώ με παραπομπή. Αυτές οι τεχνικές περιλαμβάνουν την αντικατάσταση του πεπτιδικου σκελετού με έναν σκελετό που αποτελείται από φωσφονικά, αμιδικά, καρβαμικά, σουλφοναμίδια και δευτεροταγείς αμίνες. The peptide compounds of the present invention also serve as structural models for non-peptidic molecules or "mimetics" with similar biological activity. Peptides can also be readily modified by phosphorylation and other methods to prepare peptide derivatives of the compounds of the present invention as described by Hruby, et al. Biochem. J. 268(2): 249-262, 1990, incorporated herein by reference. Thus, the peptide compounds of the invention also serve as structural models for non-peptide compounds with similar biological activity. Those skilled in the art recognize that various techniques are available for making compounds with the same or similar desired biological activity as the lead peptide compound but with more favorable activity than the lead compound in terms of solubility, stability, and susceptibility to hydrolysis and proteolysis. . See Morgan and Gainor, Ann. Rep. Med. Chem. 24:243-252, 1989, incorporated herein by reference. These techniques involve replacing the peptide backbone with a backbone composed of phosphonates, amides, carbamates, sulfonamides, and secondary amines.
Ο όρος μιμητικός, και ειδικότερα πεπτιδομιμητικός, προορίζεται να περιλαμβάνει ισοστερή. Ο όρος "ισοστερές", όπως χρησιμοποιείται στο παρόν, προορίζεται να συμπεριλάβει μια χημική δομή η οποία μπορεί να υποκαταστήσει μία δεύτερη χημική δομή επειδή η στερεοχημική διαμόρφωση της πρώτης δομής προσαρμόζεται σε μια θέση δέσμευσης ειδική για τη δεύτερη δομή. Ο όρος περιλαμβάνει συγκεκριμένα τροποποιήσεις της κύριας αλυσίδας του πεπτιδίου (δηλ., μιμητικά αμιδικού δεσμού), οι οποίες είναι ευρέως γνωστές στους ειδικούς του πεδίου. Αυτές περιλαμβάνουν τροποποιήσεις του αμιδικού αζώτου, του α-άνθρακα, του αμιδικού καρβονυλίου, πλήρη αντικατάσταση του αμιδικού δεσμού, επεκτάσεις, διαγραφές ή σχηματισμοί σταυροειδών δεσμών στην κύρια αλυσίδα (backbone crosslinks). Είναι γνωστές αρκετές τροποποιήσεις της κύριας πεπτιδικής αλυσίδας, συμπεριλαμβανομένων των ψ[CH2S], ψ[CH2NH], ψ[CSNH2], ψ[NHCO], ψ[COCH2] και ψ[(Ε) ή (Ζ) CH=CH], Στην ονοματολογία που χρησιμοποιήθηκε παραπάνω, το ψ υποδεικνύει την απουσία ενός αμινιδκού δεσμού. Η δομή που αντικαθιστά την αμιδίκή ομάδα καθορίζεται εντός των παρενθέσεων. Άλλα παραδείγματα ισοστερών περιλαμβάνουν πεπτίδια υποκατεστημένα με ένα ή περισσότερα μόρια βενζοδιαζεπίνης (βλέπε π.χ., James, G. L. et al. (1993) Science 260: 1937-1942). The term mimetic, and in particular peptidomimetic, is intended to include isostere. The term "isostere", as used herein, is intended to include a chemical structure which can substitute for a second chemical structure because the steric configuration of the first structure is adapted to a binding site specific to the second structure. The term specifically includes peptide backbone modifications (ie, amide bond mimetics), which are well known to those skilled in the art. These include modifications of the amide nitrogen, α-carbon, amide carbonyl, complete replacement of the amide bond, extensions, deletions or backbone crosslinks. Several modifications of the main peptide chain are known, including ψ[CH2S], ψ[CH2NH], ψ[CSNH2], ψ[NHCO], ψ[COCH2], and ψ[(E) or (Z) CH=CH], In the nomenclature used above, ψ indicates the absence of an amine bond. The structure replacing the amide group is specified in parentheses. Other examples of isosteres include peptides substituted with one or more benzodiazepine molecules (see, e.g., James, G. L. et al. (1993) Science 260: 1937-1942).
Άλλες πιθανές τροποποιήσεις περιλαμβάνουν τον σχηματισμό σταυροειδών δεσμών μέσω υποκατάστασης Ν-αλκυλ (ή αρυλ) (ψ[CONR|) με σκοπό την κατασκευή λακταμών και άλλων κυκλικών δομών, την υποκατάσταση όλων των L-αμινοξέων της αλληλουχίας σε D-αμινοξέα (αντίστροφες ή inverso ενώσεις) ή αναστροφή της αλληλουχίας των αμινοξέων και αντικατάσταση των L-αμινοξέων με D -αμινοξέα (retro-inverso ή enantio-retro) (ψ[NHCO|). Για παράδειγμα, αν το αρχικό πεπτίδιο είναι Thr-Ala-Tyr, η ανεστραμένη τροποποιημένη μορφή είναι Tyr-Ala-Thr, η αντίστροφη μορφή είναι thr-ala-tyr και η μορφή retro-inverso είναι tyr-ala-thr (τα μικρά γράμματα αναφέρονται σε D -αμινοξέα). Σε σύγκριση με το αρχικό πεπτίδιο, ένα retro-inverso πεπτίδιο έχει αντίστροφη κύρια αλυσίδα διατηρώντας ουσιαστικά την αρχική στερεοχημική διαμόρφωση των πλευρικών αλυσίδων του, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός retro-inverso ισομερούς με μια τοπολογία που μοιάζει πολύ με το αρχικό πεπτίδιο. Βλέπε Goodman et al. “Perspectives in Peptide Chemistry” pp. 283 — 294 (1981). Βλέπε επίσης US. Pat. No. 4,522,752 του Sisto για περαιτέρω περιγραφή των “retro-inverso” πεπτιδίων. Other possible modifications include the formation of cross-links via N-alkyl (or aryl) substitution (ψ[CONR|) in order to make lactams and other cyclic structures, the substitution of all L-amino acids in the sequence to D-amino acids (inverse or inverso compounds) or inversion of the amino acid sequence and replacement of L-amino acids with D -amino acids (retro-inverso or enantio-retro) (ψ[NHCO|). For example, if the original peptide is Thr-Ala-Tyr, the inverted modified form is Tyr-Ala-Thr, the inverse form is thr-ala-tyr, and the retro-inverso form is tyr-ala-thr (the lowercase refer to D -amino acids). Compared to the parent peptide, a retro-inverso peptide has an inverted main chain essentially retaining the original steric configuration of its side chains, resulting in a retro-inverso isomer with a topology that closely resembles the parent peptide. See Goodman et al. "Perspectives in Peptide Chemistry" pp. 283-294 (1981). See also US. Pat. No. 4,522,752 to Sisto for further description of “retro-inverso” peptides.
Κατά προτίμηση, η ένωση-ρυθμιστής αναστέλλει την συσσωμάτωση των φυσικών β-αμυλοειδών πεπτιδίων όταν έρχεται σε επαφή με τα φυσικά β-αμυλοειδή πεπτίδια και/ή αναστέλλει την νευροτοξικότητα του Αβ. Εναλλακτικά, η ένωση-ρυθμιστής μπορεί να προάγει τη συσσωμάτωση των φυσικών β-αμυλοειδών πεπτιδίων όταν έρχεται σε επαφή με τα φυσικά β-αμυλοειδή πεπτίδια. Ο τύπος και ο αριθμός των τροποποιητικών ομάδων συζευγμένων με τον ρυθμιστή επιλέγονται έτσι ώστε η ένωση να μεταβάλλει (και κατά προτίμηση να αναστέλλει) την συσσωμάτωση των φυσικών β-αμυλοειδών πεπτιδίων όταν έρχεται σε επαφή με τα φυσικά β-αμυλοειδή πεπτίδια. Μία τροποποιητική ομάδα μπορεί να συζευχθεί με τον ρυθμιστή ή, εναλλακτικά, πολλαπλές ομάδες τροποποίησης μπορούν να συζευχθούν με τον ρυθμιστή. Preferably, the modulatory compound inhibits aggregation of native β-amyloid peptides when contacted with native β-amyloid peptides and/or inhibits Aβ neurotoxicity. Alternatively, the modulator compound may promote aggregation of native β-amyloid peptides when contacted with native β-amyloid peptides. The type and number of modifying groups conjugated to the modulator are selected such that the compound alters (and preferably inhibits) the aggregation of native β-amyloid peptides when contacted with native β-amyloid peptides. A single modifying group can be conjugated to the regulator or, alternatively, multiple modifying groups can be conjugated to the regulator.
Μέσα σε μια ένωση-ρυθμιστή της εφεύρεσης, μία πεπτιδική δομή (όπως ένας κυκλικός ολιγοπεπτιδικός ρυθμιστής του Αβ ή μία αλληλουχία αμινοξέων που αντιστοιχεί σε έναν αναδιαταγμένο ή τροποποιημένο κυκλικό ολιγοπεπτιδικό ρυθμιστή του Αβ) συζευγνύεται άμεσα ή έμμεσα με τουλάχιστον μία τροποποιητική ομάδα. Ο όρος "τροποποιητική ομάδα" προορίζεται να περιλαμβάνει δομές οι οποίες συνδέονται άμεσα με την πεπτιδική δομή (π.χ., με ομοιοπολική σύζευξη), καθώς και εκείνες που συνδέονται έμμεσα με την πεπτιδική δομή (π.χ., με σταθερή μη -ομοιοπολική σύνδεση ή με ομοιοπολική σύζευξη με επιπρόσθετα κατάλοιπο αμινοξέων ή μιμητικά, ανάλογα ή παράγωγα αυτών, τα οποία μπορεί να συνορεύουν με τον κυκλικό ολιγοπεπτιδικό ρυθμιστή του Αβ). Για παράδειγμα, η τροποποιητική ομάδα μπορεί να συζευχθεί σε μια πλευρική αλυσίδα τουλάχιστον ενός κατάλοιπου αμινοξέος ενός κυκλικού ολιγοπεπτιδικού ρυθμιστή του Αβ ή σε μία πεπτιδική ή πεπτιδο μιμητική περιοχή που πλευρίζει τον κυκλικό ολιγοπεπτιδικό ρυθμιστή του Αβ (π.χ., μέσω της ε-αμινομάδας ενός ή περισσοτέρων κατάλοιπων λυσίνης, μέσω της καρβοξυλομάδας ενός ή περισσοτέρων κατάλοιπων ασπαρτικού οξέος ή γλουταμινικού οξέος, μέσω της υδροξυλομάδας ενός ή περισσοτέρων κατάλοιπων τυροσίνης, σερίνης ή θρεονίνης ή μέσω άλλων κατάλληλων δραστικών ομάδων από πλευρικές αλυσίδες αμινοξέων). Τροποποιητικές ομάδες ομοιοπολικώς συζευγμένες με την πεπτιδική δομή μπορούν να συνδεθούν με μέσα και χρησιμοποιώντας μεθόδους που είναι ευρέως γνωστές στο πεδίο για τη σύνδεση χημικών δομών, συμπεριλαμβανομένων, για παράδειγμα, αμιδικών, αλκυλάμινων, καρβαμικών ή ουρικών δεσμών. Within a compound-modulator of the invention, a peptide structure (such as a cyclic oligopeptide regulator of Aβ or an amino acid sequence corresponding to a rearranged or modified cyclic oligopeptide regulator of Aβ) is directly or indirectly conjugated to at least one modifying group. The term "modifying group" is intended to include structures that are directly attached to the peptide structure (e.g., by covalent conjugation), as well as those that are indirectly attached to the peptide structure (e.g., by fixed non-covalent linkage or by covalent conjugation with additional amino acid residue or mimetics, analogues or derivatives thereof, which may border the cyclic oligopeptide regulator of Aβ). For example, the modifying group can be conjugated to a side chain of at least one amino acid residue of a cyclic oligopeptide regulator of Aβ or to a peptide or peptide mimetic region flanking the cyclic oligopeptide regulator of Aβ (e.g., via the ε-amino group one or more lysine residues, through the carboxyl group of one or more aspartic acid or glutamic acid residues, through the hydroxyl group of one or more tyrosine, serine or threonine residues or through other suitable functional groups from amino acid side chains). Modifying groups covalently coupled to the peptide structure can be linked by means and using methods well known in the art for linking chemical structures, including, for example, amide, alkylamine, carbamate or urate linkages.
Η(οι) τροποποιητική (-ες) ομάδα(-ες) επιλέγεται(-ονται) έτσι ώστε η ρυθμιστική ένωση να μεταβάλλει και κατά προτίμηση να αναστέλλει τη συσσωμάτωση των πεπτιδίων βαμυλοειδούς όταν έρχεται σε επαφή με τα πεπτίδια β-αμυλοειδούς ή να αναστέλλει τη νευροτοξικότητα των β-αμυλοειδών πεπτιδίων όταν έρχεται σε επαφή με αυτά. Αν και δεν σκοπεύεται να περιοριστεί(-ουν) με μηχανισμό, η(οι) τροποποιητική(-ες) ομάδα(-ες) των ρυθμιστών της εφεύρεσης θεωρείται ότι λειτουργεί ως βασικό φαρμακοφόρο το οποίο είναι σημαντικό για να προσδώσει στον ρυθμιστή την ικανότητα να μεταβάλει την συσσωμάτωση του Αβ. The modifying group(s) is (are) selected such that the buffering compound alters and preferably inhibits the aggregation of the bamyloid peptides upon contact with the β-amyloid peptides or inhibits the neurotoxicity of β-amyloid peptides when in contact with them. Although not intended to be limited by mechanism, the modifier group(s) of the modulators of the invention are believed to function as a key pharmacophore which is important to confer on the modulator the ability to alter the aggregation of Av.
Σε μία ενσωμάτωση, η τροποποιητική ομάδα είναι μια «δομή βιοτινυλίου», η οποία περιλαμβάνει ομάδες βιοτινυλίου και ανάλογα και παράγωγα αυτών (όπως μια ομάδα 2-ιμινοβιοτινυλίου). Σε μία άλλη ενσωμάτωση, η τροποποιητική ομάδα μπορεί να περιλαμβάνει μια "ομάδα που περιέχει φλουορεσκεΐνη " (fluorescein-containing group), όπως μία ομάδα που προέρχεται από την αντίδραση μίας πεπτιδικής δομής που προέρχεται από το Αβ με την 5-(και 6-)-καρβοξυφλουορεσκεϊνη (5-(and 6-)-carboxyfluorescein), σουκινιμιδυλο εστέρα (succinimidyl ester) ή ισοθειοκυανική φλουορεσκεΐνη (fluorescein isothiocyanate). Σε διάφορες άλλες ενσωματώσεις, η τροποποιητική ομάδα μπορεί να περιλαμβάνει μία ομάδα Ν-ακετυλο-νευραμινυλίου (N-acetylneuraminyl group), μία ομάδα trans-4-κοτινινοκαρβοξυλίου (trans-4-cotininecarboxyl), μία ομάδα 2-ιμινο-1-ιμιδαζολιδινοακετυλίου (2-imino-1-imidazolidineacetyl), μία ομάδα (S)-(-)-ινδολινο-2καρβοξυλίου ((S)-(-)-indoline-2-carboxyl), μία ομάδα (-)-μενθοξυακετυλίου ((-)-menthoxyacetyl), μια ομάδα 2-νορβορνανοακετυλίου (2-norbomaneacetyl), μία ομάδα γοξο-5-ακεναφθενοβουτυρυλίου (γ-οχο-5-acenaphthenebutyryl), μία ομάδα (-)-2-οξο-4-θειαζολιδινοκαρβοξυλίου ((-)-2-oxo-4-thiazolidinecarboxyl), μία ομάδα τετραϋδρο-3-φουροϋλίου (tetrahydro-3-furoyl), μία ομάδα 2-ιμινοβιοτινιλίου (2-iminobiotinyl), μία ομάδα διαιΟυλενοτριαμινοπεντακετυλίου (diethylenetriaminepentaacetyl), μία ομάδα 4-μορφολινοκαρβονυλίου (4-morpholinecarbonyl), μία ομάδα 2-θειοφαινοακετυλίου (2-thiopheneacetyl) ή μία ομάδα 2-θειοφαινοσουλφονυλίου (2-thiophenesulfonyl). In one embodiment, the modifying group is a "biotinyl structure", which includes biotinyl groups and analogs and derivatives thereof (such as a 2-iminobiotinyl group). In another embodiment, the modifying group may comprise a "fluorescein-containing group", such as a group derived from the reaction of an Aβ-derived peptide structure with 5-(and 6-) -carboxyfluorescein (5-(and 6-)-carboxyfluorescein), succinimidyl ester or fluorescein isothiocyanate. In various other embodiments, the modifying group may include an N-acetylneuraminyl group, a trans-4-cotininecarboxyl group, a 2-imino-1-imidazolidineacetyl group ( 2-imino-1-imidazolidineacetyl), one (S)-(-)-indoline-2-carboxyl group ((S)-(-)-indoline-2-carboxyl), one (-)-methoxyacetyl group ((-)- menthoxyacetyl), a 2-norbomaneacetyl group (2-norbomaneacetyl), a goxo-5-acenaphthenebutyryl group (γ-ocho-5-acenaphthenebutyryl), a (-)-2-oxo-4-thiazolidinecarboxyl group ((-)-2 -oxo-4-thiazolidinecarboxyl), a tetrahydro-3-furoyl group, a 2-iminobiotinyl group, a diethylenetriaminepentaacetyl group, a 4-morpholinecarbonyl group ), a 2-thiopheneacetyl group or a 2-thiophenesulfonyl group.
Προτιμώμενες τροποποιητικές ομάδες περιλαμβάνουν ομάδες που περιλαμβάνουν χολικές (cholyl) δομές, βιοτινυλίκες (biotinyl) δομές, ομάδες που περιέχουν φλουορεσκεΐνη, μία ομάδα διαιθυλενο-τριαμινοπεντακετυλίου, μία ομάδα (-)-μενθοξυακετυλίου και μία ομάδα Ν-ακετυλο-νευραμινυλίου. Περισσότερο προτιμώμενες τροποποιητικές ομάδες εκείνες που περιλαμβάνουν μια χολική δομή ή μία ομάδα ιμινοβιοτινυλίου. Ακόμα ένας άλλος τύπος τροποποιητικής ομάδας είναι μια ένωση που περιέχει ένα μη φυσικό αμινοξύ. Preferred modifying groups include groups comprising cholyl structures, biotinyl structures, fluorescein-containing groups, a diethylene-triaminopentaacetyl group, a (-)-methoxyacetyl group, and an N-acetyl-neuraminyl group. More preferred modifying groups are those comprising a bile structure or an iminobiotinyl group. Yet another type of modifying group is a compound containing an unnatural amino acid.
Οι ενώσεις-ρυθμιστές του β-αμυλοειδούς της εφεύρεσης μπορούν να τροποποιηθούν περαιτέρω με σκοπό την μεταβολή συγκεκριμένων ιδιοτήτων, διατηρώντας όμως την ικανότητα τους να μεταβάλλουν την συσσωμάτωση του Αβ και να αναστέλλουν την νευροτοξικότητα του. Για παράδειγμα, σε μία ενσωμάτωση, μία ένωση τροποποιείται περαιτέρω για να μεταβληθεί μια φαρμακοκινητική της ιδιότητα, όπως in vivo σταθερότητα ή η ημίσεια ζωή. Σε μία άλλη ενσωμάτωση, η ένωση τροποποιείται περαιτέρω για να επισημανθεί με μια ανιχνεύσιμη ουσία. Σε ακόμη μία άλλη ενσωμάτωση, η ένωση τροποποιείται περαιτέρω για να συνδεθεί με ένα άλλο θεραπευτικό μόριο. Για την περαιτέρω χημική τροποποίηση μίας ένωσης, όπως για τη μεταβολή των φαρμακοκινητικών της ιδιοτήτων, οι δραστικές ομάδες μπορούν να παραγωγοποιηθούν. The β-amyloid modulator compounds of the invention can be further modified to alter specific properties while retaining their ability to alter Aβ aggregation and inhibit its neurotoxicity. For example, in one embodiment, a compound is further modified to alter a pharmacokinetic property thereof, such as in vivo stability or half-life. In another embodiment, the compound is further modified to be labeled with a detectable substance. In yet another embodiment, the compound is further modified to bind to another therapeutic molecule. To further chemically modify a compound, such as to alter its pharmacokinetic properties, functional groups can be derivatized.
Μία ένωση-ρυθμιστής μπορεί να τροποποιηθεί περαιτέρω για να επισημανθεί με μια ανιχνεύσιμη ουσία. Κατάλληλες ανιχνεύσιμες ουσίες περιλαμβάνουν διάφορα ένζυμα, προσθετικές ομάδες, φθορίζοντα υλικά, υλικά φωταύγειας και ραδιενεργά υλικά. Παραδείγματα κατάλληλων ενζύμων περιλαμβάνουν την υπεροξειδάση του χρένου (horseradish peroxidase), την αλκαλική φωσφατάση, την β-γαλακτοσιδάση ή την ακετυλοχολινεστεράση. Παραδείγματα κατάλληλων συμπλεγμάτων προσθετικής ομάδας περιλαμβάνουν την στρεπταβιδίνη/βιοτίνη και την αβιδίνη/βιοτίνη. Παραδείγματα κατάλληλων φθοριζόντων υλικών περιλαμβάνουν την ουμπελλιφερόνη (umbelliferone), την φλουορεσκεΐνη (fluorescein), την ισοθειοκυανική φλουορεσκεΐνη (fluorescein isothiocyanate), τη ροδαμίνη (rhodamine), την φλουορεσκεΐνη διχλωροτριδαζινυλαμίνης (dichlorotriazinylamine fluorescein), το δανσυλοχλωρίδιο (dansyl chloride) ή την φυκοερυθρίνη (phycoerythrin). Ένα παράδειγμα υλικού φωταύγειας περιλαμβάνει τη λουμινόλη (luminol). Παραδείγματα κατάλληλου ραδιενεργού υλικού περιλαμβάνουν τα<14>C,<123>Ι,<124>Ι,<125>Ι,<131>Ι,<99m>Tc,<35>S ή<3>Η. Σε μία προτιμώμενη ενσωμάτωση, μία ένωση-ρυθμιστής επιση μαίνεται ραδιενεργώς με<14>C, είτε με ενσωμάτωση<14>C στην τροποποιητική ομάδα ή σε μία ή περισσότερες δομές αμινοξέων στην ένωση-ρυθμιστή. Επιση μασμένες ενώσειςρυθμιστές μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην εκτίμηση της in vivo φαρμακοκινητικής των ενώσεων, καθώς και για στην ανίχνευση της συσσωμάτωσης του Αβ, για παράδειγμα για διαγνωστικούς σκοπούς. Η συσσωμάτωση του Αβ μπορεί να ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας μια επιση μανθείσα ένωση-ρυθμιστή είτε in vivo είτε σε ένα in vitro δείγμα που προέρχεται από έναν ασθενή. A moderator compound can be further modified to be labeled with a detectable substance. Suitable detectable substances include various enzymes, prosthetic groups, fluorescent materials, luminescent materials and radioactive materials. Examples of suitable enzymes include horseradish peroxidase, alkaline phosphatase, β-galactosidase or acetylcholinesterase. Examples of suitable prosthetic group complexes include streptavidin/biotin and avidin/biotin. Examples of suitable fluorescent materials include umbelliferone, fluorescein, fluorescein isothiocyanate, rhodamine, dichlorotriazinylamine fluorescein, dansyl chloride or phycoerythrin. ). An example of a luminescent material includes luminol. Examples of suitable radioactive material include <14>C, <123>I, <124>I, <125>I, <131>I, <99m>Tc, <35>S or <3>H. In a preferred embodiment, a moderator compound is radioactively labeled with <14>C, either by incorporating <14>C into the modifying group or into one or more amino acid structures in the moderator compound. Labeled compounds can be used to assess the in vivo pharmacokinetics of compounds, as well as to detect Aβ aggregation, for example for diagnostic purposes. Aggregation of Aβ can be detected using a labeled regulator compound either in vivo or in an in vitro sample derived from a patient.
Κατά προτίμηση, για χρήση ως in vivo διαγνωστικό παράγοντα, μια ένωσηρυθμιστής της εφεύρεσης επιση μαίνεται με ραδιενεργό τεχνήτιο ή ιώδιο. Συνεπώς, σε μία ενσωμάτωση, η εφεύρεση παρέχει μία ένωση -ρυθμιστή επιση μασμένη με τεχνήτιο, κατά προτίμηση<99m>Tc. Οι μέθοδοι για την επισήμανση πεπτιδικών ενώσεων με τεχνήτιο είναι ευρέως γνωστές στο πεδίο (βλέπε π.χ., U.S. Pat. Nos. 5,443,815, 5,225,180 και 5,405,597, όλα από τους Dean et al., Stepniak-Biniakiewicz, D., et al. (1992) J. Med. Chem. 35:274-279, Fritzberg, A. R., et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:4025-4029, Baidoo, K. E., et al. (1990) Cancer Res. Suppl. 50:799s-803s, και Regan, L. and Smith, C. K. (1995) Science 270:980-982). Preferably, for use as an in vivo diagnostic agent, a compound regulator of the invention is labeled with radioactive technetium or iodine. Accordingly, in one embodiment, the invention provides a moderator compound labeled with technetium, preferably<99m>Tc. Methods for labeling peptide compounds with technetium are well known in the art (see, e.g., U.S. Pat. Nos. 5,443,815, 5,225,180 and 5,405,597, all by Dean et al., Stepniak-Biniakiewicz, D., et al. (1992) J. Med. Chem. 35:274-279, Fritzberg, A. R., et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:4025-4029, Baidoo, K. E., et al. (1990) Cancer Res. Suppl. 50:799s-803s, and Regan, L. and Smith, C.K. (1995) Science 270:980-982).
Περαιτέρω, μία επιπρόσθετη τροποποίηση μιας ένωσης-ρυθμιστή της εφεύρεσης μπορεί να χρησιμεύσει για να προσδώσει μία επιπρόσθετη θεραπευτική ιδιότητα στην ένωση. Δηλαδή, η επιπρόσθετη χημική τροποποίηση μπορεί να περιλαμβάνει ένα επιπλέον λειτουργικό τμήμα. Για παράδειγμα, ένα λειτουργικό τμήμα με την ικανότητα να διασπάει ή να διαλύει πλάκες αμυλοειδούς μπορεί να συζευχθεί με την ένωση-ρυθμιστή. Σε αυτή τη μορφή, ο τροποποιημένος-ρυθμιστής στοχεύει τα Αβ πεπτίδια και διαταράσει τον πολυμερισμό τους, ενώ η πρόσθετη λειτουργική μονάδα διασπά ή διαλύει τις πλάκες αμυλοειδούς μετά την στόχευση της ένωσης σε αυτές τις θέσεις. Further, an additional modification of a modulator compound of the invention may serve to impart an additional therapeutic property to the compound. That is, the additional chemical modification may include an additional functional moiety. For example, a functional moiety with the ability to break down or dissolve amyloid plaques can be conjugated to the modulator compound. In this form, the modified-module targets Aβ peptides and disrupts their polymerization, while the additional functional unit disrupts or dissolves amyloid plaques after targeting the compound to these sites.
Σε μία εναλλακτική χημική τροποποίηση, μία ένωση β-αμυλοειδούς της εφεύρεσης παρασκευάζεται σε μία μορφή «προφαρμάκου», όπου η ίδια η ένωση δεν ρυθμίζει την συσσωμάτωση, αλλά μάλλον είναι ικανή να μετασχηματιστεί, κατά τον in vivo μεταβολισμό, σε ένα ρυθμιστή του Αβ όπως ορίζεται εδώ. Για παράδειγμα, σε αυτόν τον τύπο ένωσης, η ομάδα ρύθμισης μπορεί να είναι παρούσα σε μια μορφή προφαρμάκου που είναι ικανή να μετατραπεί κατά τον μεταβολισμό σε μία ενεργή ρυθμιστική ομάδα. Αυτή η μορφή προφαρμάκου μίας τροποποιητικής ομάδας αναφέρεται εδώ ως "δευτεροταγής τροποποιητική ομάδα". Πληθώρες στρατηγικές για την παρασκευή πεπτιδικών προφαρμάκων, οι οποίες περιορίζουν τον μεταβολισμό προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η απελευθέρωση της δραστικής μορφής του πεπτιδικού φαρμάκου, είναι ευρέως γνωστές στο πεδίο (βλέπε π.χ., Moss, J. (1995) in Peptide-Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, Taylor, M. D. and Amidon, G. L. (eds), Chapter 18). Επιπρόσθετες στρατηγικές έχουν σχεδιαστεί ειδικά για τη μεταφορά ενός φαρμάκου στο κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ) βασιζόμενη στον «διαδοχικό μεταβολισμό» (βλέπε π.χ., Bodor, Ν., et al. (1992) Science 257:1698-1700, Prokai, L., et al. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116:2643-2644, Bodor, N. and Prokai, L. (1995) in Peptide-Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, Taylor, M. D. and Amidon, G. L. (eds), Chapter 14). Σε μία ενσωμάτωση μιας μορφής προφαρμάκου ενός ρυθμιστή της εφεύρεσης, η τροποποιητική ομάδα περιλαμβάνει έναν αλκυλεστέρα για να διευκολύνει τη διαπερατότητα του αιματο εγκεφαλικού φραγμού. In an alternative chemical modification, a β-amyloid compound of the invention is prepared in a "prodrug" form, where the compound itself does not modulate aggregation, but rather is capable of being transformed, during in vivo metabolism, into a modulator of Aβ such as defined here. For example, in this type of compound, the modulating group may be present in a prodrug form that is capable of being converted upon metabolism to an active modulating group. This prodrug form of a modifying group is referred to herein as a "secondary modifying group". Numerous strategies for the preparation of peptide prodrugs, which limit metabolism in order to optimize the release of the active form of the peptide drug, are well known in the art (see, e.g., Moss, J. (1995) in Peptide-Based Drug Design : Controlling Transport and Metabolism, Taylor, M. D. and Amidon, G. L. (eds), Chapter 18). Additional strategies have been specifically designed to deliver a drug to the central nervous system (CNS) relying on "sequential metabolism" (see, e.g., Bodor, N., et al. (1992) Science 257:1698-1700; Prokai, L., et al. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116:2643-2644, Bodor, N. and Prokai, L. (1995) in Peptide-Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, Taylor, M. D. and Amidon, G.L. (eds), Chapter 14). In one embodiment of a prodrug form of a modulator of the invention, the modifying group comprises an alkyl ester to facilitate permeability of the blood brain barrier.
Οι ενώσεις-ρυθμιστές της εφεύρεσης μπορούν να παρασκευαστούν με χημική σύνθεση χρησιμοποιώντας τεχνικές ευρέως γνωστές στο πεδίο. Το πεπτιδικό συστατικό ενός ρυθμιστή που αποτελείται, τουλάχιστον εν μέρει, από ένα πεπτίδιο, μπορεί να συντεθεί χρησιμοποιώντας πρότυπες τεχνικές όπως εκείνες που περιγράφονται στο Bodansky, Μ. Principles of Peptide Synthesis, Springer Verlag, Berlin (1993) και Grant, GA (ed.). Synthetic Peptides: A User's Guide, W. H. Freeman and Company, New York (1992). Επίσης, είναι εμπορικά διαθέσιμοι και αυτοματοποιημένα συστήματα σύνθεσης πεπτιδίων (π.χ., Advanced ChemTech Model 396, Milligen/Biosearch 9600). Επιπροσθέτως, μία ή περισσότερες ρυθμιστικές ομάδες μπορούν να συνδεθούν με έναν ρυθμιστή του Αβ (π.χ. μία πυρήνική περιοχή συσσωμάτωσης του Αβ) με πρότυπες μεθόδους, για παράδειγμα χρησιμοποιώντας μεθόδους αντίδρασης μέσω μίας αμινομάδας, μιας καρβοξυλομάδας, μιας υδροξυλομάδας (π.χ. κατάλοιπων τυροσίνης, σερίνης ή θρεονίνης) ή μέσω άλλων κατάλληλων δραστικών ομάδων από πλευρικές ομάδες αμινοξέων (βλέπε π.χ. Greene, Τ. W. and Wuts, Ρ. G. Μ. Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, Inc., New York (1991)). The modulator compounds of the invention can be prepared by chemical synthesis using techniques well known in the art. The peptide component of a regulator consisting, at least in part, of a peptide can be synthesized using standard techniques such as those described in Bodansky, M. Principles of Peptide Synthesis, Springer Verlag, Berlin (1993) and Grant, GA (ed. ). Synthetic Peptides: A User's Guide, W. H. Freeman and Company, New York (1992). Automated peptide synthesis systems are also commercially available (eg, Advanced ChemTech Model 396, Milligen/Biosearch 9600). In addition, one or more regulatory groups can be attached to a regulator of Aβ (e.g., a nuclear aggregation domain of Aβ) by standard methods, for example using reaction methods via an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group (e.g. tyrosine, serine or threonine residues) or through other suitable functional groups from amino acid side groups (see e.g. Greene, T. W. and Wuts, P. G. M. Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, Inc ., New York (1991)).
Εναλλακτικά, ενώσεις-ρυθμιστές της εφεύρεσης μπορούν να παρασκευαστούν βιοσυνθετικά και να απομονωθούν σε καθαρή ή εμπλουτισμένη μορφή από έναν ξενιστή που επιτρέπει παραγωγή ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης, όπως είναι τα βακτήρια, οι ζυμομύκητες, τα φυτικά κύτταρα ή τα θηλαστικά κύτταρα (βλέπε π.χ. Scott CP, Abel-Santos Ε, Jones AD, Benkovic SJ, Structural requirements for the biosynthesis of backbone cyclic peptide libraries. Chem Biol. 2001 Aug;8(8):801-15, ως παράδειγμα ανασυνδυασμένης παραγωγής κυκλικών ολιγοπεπτιδίων σε βακτηριακά κύτταρα). Alternatively, modulator compounds of the invention can be prepared biosynthetically and isolated in pure or enriched form from a host that allows recombinant protein production, such as bacteria, yeast, plant cells, or mammalian cells (see, e.g., Scott CP, Abel-Santos E, Jones AD, Benkovic SJ, Structural requirements for the biosynthesis of backbone cyclic peptide libraries. Chem Biol. 2001 Aug;8(8):801-15, as an example of recombinant production of cyclic oligopeptides in bacterial cells).
Εναλλακτικά, οι ενώσεις-ρυθμιστές της εφεύρεσης μπορούν να παρασκευαστούν βιοσυνθετικά από έναν ξενιστή που επιτρέπει την παραγωγή ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης, όπως είναι τα βακτήρια, οι ζυμομύκητες, τα φυτικά κύτταρα ή τα θηλαστικά κύτταρα, αλλά δεν μπορούν να απομονωθούν σε καθαρή ή εμπλουτισμένη μορφή και αντ 'αυτού μπορούν να παρασχεθούν στον ασθενή με τη μορφή προβιοτικού, ως μέρος του ανασυνδυασμένου ξενιστή, όπως ένα βακτήριο, ένας ζυμομύκητας, ένα φυτικό κύτταρο ή ένα θηλαστικό κύτταρο, που παράγει την συγκεκριμένη ρυθμιστική ένωση. Με τον όρο "προβιοτικό" εννοούμε ζωντανούς μικροοργανισμούς ή άλλα καλλιεργημένα κύτταρα που μπορούν να προσφέρουν οφέλη για την υγεία όταν χορηγούνται και καταναλώνονται σε επαρκείς ποσότητες (βλέπε π.χ. O'Toole PW, Marchesi JR, Hill C, Next-generation probiotics: the spectrum from probiotics to live biotherapeutics, Nat Microbiol. 2017 Apr 25;2:17057). Alternatively, the modulator compounds of the invention can be biosynthetically prepared from a host that allows recombinant protein production, such as bacteria, yeast, plant cells or mammalian cells, but cannot be isolated in pure or enriched form and instead they can therefore be provided to the patient in the form of a probiotic, as part of the recombinant host, such as a bacterium, a yeast, a plant cell or a mammalian cell, that produces the specific regulatory compound. By "probiotic" we mean live microorganisms or other cultured cells that can provide health benefits when administered and consumed in adequate amounts (see e.g. O'Toole PW, Marchesi JR, Hill C, Next-generation probiotics: the spectrum from probiotics to live biotherapeutics, Nat Microbiol. 2017 Apr 25;2:17057).
IV. Υβριδικοί ρυθμιστές IV. Hybrid regulators
Ένα υβριδικό μόριο της εφεύρεσης περιλαμβάνει ένα πεπτίδιο ή πολυπεπτίδιο που δεσμεύεται στη μορφή αμυλοειδούς του Αβ καθώς και ένα μόριο ικριώματος. Το μόριο ικριώματος μπορεί να περιλαμβάνει ένα διαγνωστικό ή θεραπευτικό αντιδραστήριο. Το θεραπευτικό ή διαγνωστικό αντιδραστήριο μπορεί να είναι ένα πολυπεπτίδιο, μικρό μόριο ή ένωση. A hybrid molecule of the invention comprises a peptide or polypeptide that binds to the amyloid form of Aβ as well as a scaffold molecule. The scaffold molecule may comprise a diagnostic or therapeutic reagent. The therapeutic or diagnostic reagent may be a polypeptide, small molecule or compound.
Συγκεκριμένα, παρέχονται εδώ υβριδικά μόρια, όπως υβριδικά πολυπεπτίδιο, που περιλαμβάνουν ένα πεπτίδιο ή πολυπεπτίδιο που παρέχεται στην παρούσα εφεύρεση, και πρόσθετα κατάλοιπα αμινοξέων (τυπικά 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 100 ή περισσότερα) τόσα ώστε το προκύπτον υβριδικό μόριο να αλληλεπιδρά ειδικά με το Αβ. Το μοτίβο μπορεί να τροποποιηθεί, όπως με αντικατάσταση ορισμένων αμινοξέων ή με κατευθυνόμενες και τυχαίες μεθόδους εξέλιξης, για την παραγωγή μοτίβων με μεγαλύτερη συγγένεια. Όπως χρησιμοποιείται εδώ, ένα υβριδικό πολυπεπτίδιο αναφέρεται σε ένα πολυπεπτίδιο που περιλαμβάνει περιοχές από τουλάχιστον δύο πηγές, όπως από ένα αντίσωμα ή ένζυμο ή άλλο ικρίωμα που μπορεί να είναι δέκτης, και από ένα μοτίβο σύνδεσης, όπως ένα πολυπεπτίδιο ή ένα πεπτίδιο που δεσμεύεται με μια μορφή αμυλοειδούς του πεπτιδίου Αβ. Specifically, provided herein are hybrid molecules, such as hybrid polypeptides, comprising a peptide or polypeptide provided in the present invention, and additional amino acid residues (typically 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 100 or more) such that the resulting hybrid molecule to specifically interact with Aβ. The motif can be modified, such as by replacing certain amino acids or by directed and random evolution methods, to produce motifs with higher affinity. As used herein, a hybrid polypeptide refers to a polypeptide comprising domains from at least two sources, such as from an antibody or enzyme or other scaffold that may be an acceptor, and from a binding motif, such as a polypeptide or a peptide that binds to a amyloid form of the Aβ peptide.
Έτσι, μεταξύ των υβριδικών μορίων που παρέχονται εδώ είναι και υβριδικά μόρια, συγκεκριμένα υβριδικά πολυπεπτίδια που παράγονται με μόσχευμα ενός μοτίβου συνδέσεως (π.χ. πεπτιδίου) από ένα μόριο σε ένα ικρίωμα, όπως ένα αντίσωμα ή θραύσμα αυτού ή ένα ένζυμο ή άλλο μόριο αναφοράς. Τα υβριδικά πολυπεπτίδια που παρέχονται στο παρόν, ακόμη και οι υβριδικές ανοσοσφαιρίνες, δεν είναι αντισώματα καθαυτά, αλλά είναι πολυπεπτίδια τα οποία είναι υβριδικά μόρια που περιέχουν ένα επιλεγμένο μοτίβο (π.χ. ένα πεπτίδιο που δεσμεύεται με την αμυλοειδική μορφή του πεπτιδίου Αβ) το οποίο εισάγεται σε ένα άλλο πολυπεπτίδιο, έτσι ώστε το μοτίβο να διατηρεί ή να αποκτά την ικανότητα να δεσμεύεται με μια πρωτεΐνη που σχετίζεται με ασθένεια που οφείλεται σε συσσωμάτωση πρωτεϊνών. Τα υβριδικά πολυπεπτίδια μπορεί να περιλαμβάνουν τμήματα αντισωμάτων ή άλλων ικριωμάτων, αλλά επίσης μπορεί να περιλαμβάνουν ένα τμήμα που δεν προέρχεται από κάποιο αντισώματα ή άλλω ικρίωμα, το οποίο είναι μεταμοσχευμένο στο σημείο αυτό. Το μη-ανοσοσφαιρινικό τμήμα αναγνωρίζεται από την ικανότητά του να συνδέεται ειδικά με μια στοχευόμενη πολυπεπτιδική ισομερής μορφή. Το υβριδικό πολυπεπτίδιο μπορεί να προσδένεται ειδικά στο στοχευόμενο μολυσματικό ή σχετιζόμενο με ασθένεια ή σε μια επιλεγμένη ισο μορφή ενός πολυπεπτιδίου ως μονομερές με επαρκή συγγένεια για ανίχνευση του προκύπτοντος συμπλόκου ή για καθίζηση του στοχευομένου πολυπεπτιδίου. Thus, among the hybrid molecules provided herein are hybrid molecules, namely hybrid polypeptides produced by grafting a binding motif (e.g., peptide) from a molecule to a scaffold, such as an antibody or fragment thereof or an enzyme or other molecule reference. The hybrid polypeptides provided herein, even the hybrid immunoglobulins, are not antibodies per se, but are polypeptides that are hybrid molecules that contain a selected motif (eg, a peptide that binds to the amyloid form of the Aβ peptide) the which is inserted into another polypeptide so that the motif retains or acquires the ability to bind to a protein associated with a disease caused by protein aggregation. Hybrid polypeptides may include portions of antibodies or other scaffolds, but may also include a portion not derived from an antibody or other scaffold, which is grafted thereto. The non-immunoglobulin moiety is recognized by its ability to bind specifically to a target polypeptide isomeric form. The hybrid polypeptide can bind specifically to the target infectious or disease-associated or a selected isoform of a polypeptide as a monomer with sufficient affinity to detect the resulting complex or to precipitate the target polypeptide.
Το ικρίωμα επιλέγεται έτσι ώστε η εισαγωγή του μοτίβου αυτού να μην μεταβάλλει ουσιαστικά (δηλ. να διατηρεί) την επιθυμητή εξειδίκευμένη σύνδεση του μοτίβου. Το ικρίωμα επιπλέον μπορεί να επιλεγεί για τις ιδιότητές του, όπως την ικανότητά του να ενεργεί ως μόριο αναφοράς. The scaffold is chosen such that insertion of this motif does not substantially alter (ie, preserve) the desired specific binding of the motif. The scaffold can additionally be selected for its properties, such as its ability to act as a reference molecule.
Στην παρούσα εφεύρεση παρέχονται μέθοδοι για την παραγωγή υβριδικών μορίων που αλληλεπιδρούν ειδικά με μία μορφή μίας πρωτεΐνης η οποία συνδέεται με μια ασθένεια που σχετίζεται με πρωτεϊνική αναδίπλωση ή συσσωμάτωση πρωτεΐνων. Σε αυτές τις μεθόδους ένα μοτίβο πολυπεπτιδίου από την πρωτεΐνη εισάγεται σε ένα ικρίωμα έτσι ώστε το προκύπτον μόριο να επιδεικνύει ειδική δέσμευση σε μία πρωτεϊνική μορφή σε σύγκριση με τις υπόλοιπες. Συγκεκριμένα, το υβριδικό μόριο μπορεί να επιδεικνύει ειδική σύνδεση με τη μορφή αμυλοειδούς του Αβ πεπτιδίου. Τα πεπτίδια της εφεύρεσης έχουν δειχθεί ότι δεσμεύονται με το Αβ in vitro και in vivo. Τα πεπτίδια μπορούν να ενσωματωθούν σε ένα ικρίωμα το οποίο περιλαμβάνει επιπρόσθετες αμινοξικές αλληλουχίες και/ή ενώσεις. Το υβριδικό μόριο μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την επισήμανση ή τη θεραπεία των πλακών που σχετίζονται με το Αβ αμυλοειδές. Τα πολυπεπτίδια, τα νουκλεϊκά οξέα που κωδικοποιούν τα πολυπεπτίδια και οι μέθοδοι χρήσης των πολυπεπτιδίων ή των νουκλεϊνικών οξέων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό, τη διάγνωση και/ή τη θεραπεία των διαταραχών που σχετίζονται με το σχηματισμό πλακών στον εγκεφαλικό ιστό. Provided in the present invention are methods for producing hybrid molecules that specifically interact with a form of a protein that is associated with a disease associated with protein folding or protein aggregation. In these methods a polypeptide motif from the protein is inserted into a scaffold so that the resulting molecule exhibits specific binding to one protein form compared to others. In particular, the hybrid molecule may exhibit specific binding to the amyloid form of the Aβ peptide. The peptides of the invention have been shown to bind to Aβ in vitro and in vivo. Peptides can be incorporated into a scaffold which includes additional amino acid sequences and/or compounds. The hybrid molecule can then be used to label or treat plaques associated with Aβ amyloid. The polypeptides, nucleic acids encoding the polypeptides, and methods of using the polypeptides or nucleic acids can be used to detect, diagnose, and/or treat disorders associated with the formation of plaques in brain tissue.
Οποιοδήποτε μόριο, όπως ένα πολυπεπτίδιο, εντός του οποίου εισάγεται (ή συνδέεται) το επιλεγμένο μοτίβο πολυπεπτιδίου, έτσι ώστε το προκύπτον υβριδικό πολυπεπτίδιο να έχει την επιθυμητή εξειδίκευση δεσμεύσεως, αντιμετωπίζεται ως μέρος των υβριδικών μορίων της παρούσας εφεύρεσης. Τα πολυπεπτίδια μπορούν να εισαχθούν σε οποιαδήποτε αμινοξική αλληλουχία που περιέχει τουλάχιστον έναν επαρκή αριθμό (10, 20, 30, 50, 100 ή περισσότερα αμινοξέα) ώστε να παρουσιάζεται το μοτίβο σωστά προς σύνδεση με την στοχευόμενη πλάκα αμυλοειδούς. Ο σκοπός του ικριώματος είναι να παρουσιάσει το μοτίβο στο στοχευόμενο πολυπεπτίδιο σε μια μορφή που συνδέεται με αυτό. Το ικρίωμα μπορεί να σχεδιαστεί ή να επιλεγεί ώστε να έχει επιπρόσθετες ιδιότητες, όπως να χρησιμεύει ως ανιχνεύσιμος δείκτης ή επισήμανση ή να έχει πρόσθετη εξειδίκευση δέσμευσης ώστε να επιτρέπει ή να βοηθά τη χρήση του σε δοκιμασίες για την ανίχνευση συγκεκριμένων ισομορφών μιας πρωτεΐνης στόχου (π.χ., τη μορφή αμυλοειδούς του πεπτιδίου Αβ) ή για διαλογή θεραπευτικών μορίων ή άλλες δοκιμασίες και μεθόδους. Any molecule, such as a polypeptide, into which the selected polypeptide motif is inserted (or linked) so that the resulting hybrid polypeptide has the desired binding specificity is contemplated as part of the hybrid molecules of the present invention. The polypeptides can be inserted into any amino acid sequence that contains at least a sufficient number (10, 20, 30, 50, 100 or more amino acids) to present the correct motif for binding to the target amyloid plaque. The purpose of the scaffold is to present the motif to the target polypeptide in a form that binds to it. The scaffold can be designed or selected to have additional properties, such as serving as a detectable marker or label, or having additional binding specificity to allow or aid its use in assays to detect specific isoforms of a target protein (e.g., e.g., the amyloid form of the Aβ peptide) or for screening therapeutic molecules or other assays and methods.
Τα ικριώματα περιλαμβάνουν μόρια αναφοράς, όπως φθορίζουσες πρωτεΐνες και ένζυμα ή θραύσματα αυτών και μόρια δέσμευσης, όπως αντισώματα ή θραύσματα αυτών. Τα επιλεγμένα ικριώματα περιλαμβάνουν ολόκληρα ή τμήματα των αντισωμάτων, ενζύμων, όπως λουσιφεράσες, αλκαλικές φωσφατάσες, β-γαλακτοσιδάσες και άλλα ένζυμα που παράγουν σήμα, γεννήτριων χημειοφωταύγειας, όπως την υπεροξειδάση του χρένου, φθορίζουσων πρωτεϊνών, όπως τις κόκκινες, πράσινες και μπλε φθορίζουσες πρωτεΐνες, οι οποίες είναι πολύ γνωστές, και χρωμογόνων πρωτεϊνών. Scaffolds include reporter molecules, such as fluorescent proteins and enzymes or fragments thereof, and binding molecules, such as antibodies or fragments thereof. Selected scaffolds include whole or parts of antibodies, enzymes such as luciferases, alkaline phosphatases, β-galactosidases and other signal producing enzymes, chemiluminescence generators such as horseradish peroxidase, fluorescent proteins such as red, green and blue fluorescent proteins, which are well known, and chromogenic proteins.
Το πεπτιδικό μοτίβο εισάγεται στο ικρίωμα σε μια περιοχή που δεν διαταράσσει οποιαδήποτε επιθυμητή δραστηριότητα. Τα ικριώματα μπορούν να περιλαμβάνουν και άλλες λειτουργικές περιοχές, όπως μια πρόσθετη θέση πρόσδεσης, όπως μια ειδική για μια δεύτερη ομάδα ανίχνευσης. The peptide motif is introduced into the scaffold in a region that does not interfere with any desired activity. Scaffolds can also include other functional domains, such as an additional binding site, such as one specific for a second detection group.
V. Μόρια νουκλεϊκών οξέων V. Nucleic acid molecules
Μόρια νουκλεϊκού οξέος που κωδικοποιούν οποιοδήποτε από τα πεπτίδια, πολυπεπτίδια ή υβριδικά πολυπεπτίδια που παρέχονται στο παρόν παρέχονται στις γενικές πειραματικές διαδικασίες. Τέτοια μόρια μπορούν να εισαχθούν σε πλασμίδια και φορείς για έκφραση σε κατάλληλα κύτταρα-ξενιστές. Όπως χρησιμοποιείται στο παρόν, ο όρος "νουκλεϊνικό οξύ" αναφέρεται σε μονόκλωνα και/ή δίκλωνα πολυνουκλεοτίδια όπως το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και το ριβονουκλεϊνικό οξύ (RNA) καθώς και ανάλογα ή παράγωγα των RNA ή DNA. Επίσης στον όρο "νουκλεϊκό οξύ" περιλαμβάνονται και ανάλογα των νουκλεϊκών οξέων όπως το πεπτιδο -νουκλεϊκό οξύ (ΡΝΑ), το φωσφοροθειοϊκό (phosphorothioate) DNA και άλλα τέτοια ανάλογα και παράγωγα ή συνδυασμοί αυτών. Ο όρος θα πρέπει να εννοείται ότι περιλαμβάνει, ως ισοδύναμα, παράγωγα, παραλλαγές και ανάλογα είτε RNA ή DNA που παράγονται από ανάλογα νουκλεοτιδίων, μονόκλωνων (του κωδικεύων ή προτύπου κλώνου) ή διπλής έλικας πολυνουκλεοτίδιων. Τα δεσοξυριβονουκλεοτίδια περιλαμβάνουν την δεοξυαδενοσίνη, τη δεοξυκυτιδίνη, τη δεοξυγουανοσίνη και τη δεοξυθυμιδίνη. Για το RNA, η βάση ουρακίλης είναι η ουριδίνη. Nucleic acid molecules encoding any of the peptides, polypeptides or hybrid polypeptides provided herein are provided in the general experimental procedures. Such molecules can be introduced into plasmids and vectors for expression in suitable host cells. As used herein, the term "nucleic acid" refers to single-stranded and/or double-stranded polynucleotides such as deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA) as well as analogs or derivatives of RNA or DNA. Also included in the term "nucleic acid" are analogues of nucleic acids such as peptide nucleic acid (PNA), phosphorothioate DNA and other such analogues and derivatives or combinations thereof. The term should be understood to include, as equivalents, derivatives, variants, and analogs of either RNA or DNA produced from nucleotide analogs, single-stranded (of the coding or template strand), or double-stranded polynucleotides. Deoxyribonucleotides include deoxyadenosine, deoxycytidine, deoxyguanosine and deoxythymidine. For RNA, the uracil base is uridine.
Επίσης, παρέχονται στις γενικές πειραματικές διαδικασίες τα πλασμίδια και οι φορείς που περιέχουν τα μόρια νουκλεϊκού οξέος, καθώς και κύτταρα που περιέχουν αυτούς τους φορείς, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων που εκφράζουν τις κωδικοποιημένες πρωτεΐνες. Το κύτταρο μπορεί να είναι ένα βακτηριακό κύτταρο, ένα κύτταρο ζύμης, ένα κύτταρο μυκήτων, ένα φυτικό κύτταρο, ένα κύτταρο εντόμου ή ένα ζωικό κύτταρο. Στην παρούσα εφεύρεση παρέχονται και οι μέθοδοι για την παραγωγή ενός κυκλικού ολιγοπεπτιδίου ή ενός υβριδικού πολυπεπτιδίου, όπως για παράδειγμα, η ανάπτυξη του κυττάρου υπό συνθήκες όπου το κωδικοποιημένο πολυπεπτίδιο εκφράζεται από το κύτταρο και η ανάκτηση της εκφρασμένης πρωτεΐνης. Τα κύτταρα χρησιμοποιούνται για την έκφραση του κυκλικού ολιγοπεπτιδίου ή της πρωτεΐνης, που μπορεί να εκκρίνεται ή να εκφράζεται στο κυτταρόπλασμα. Τα υβριδικά πολυπεπτίδια μπορούν επίσης να συντεθούν χημικά χρησιμοποιώντας πρότυπες μεθόδους σύνθεσης πρωτεϊνών ευρέως γνωστές στο πεδίο. Also provided in the general experimental procedures are plasmids and vectors containing the nucleic acid molecules, as well as cells containing these vectors, including cells expressing the encoded proteins. The cell may be a bacterial cell, a yeast cell, a fungal cell, a plant cell, an insect cell or an animal cell. Also provided in the present invention are the methods for producing a cyclic oligopeptide or a hybrid polypeptide, such as, for example, growing the cell under conditions where the encoded polypeptide is expressed by the cell and recovering the expressed protein. Cells are used to express the cyclic oligopeptide or protein, which may be secreted or expressed in the cytoplasm. Hybrid polypeptides can also be chemically synthesized using standard protein synthesis methods well known in the art.
VI. Φαρμακευτικές συνθέσεις VI. Pharmaceutical compositions
Προβλέπεται ότι κάποιος θα χρησιμοποιούσε τους ρυθμιστές της παρούσας εφεύρεσης ως θεραπευτική αγωγή κατά τη νόσου του Alzheimer. Εάν ο ρυθμιστής έχει πεπτιδική φύση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια τεχνική γονιδιακής θεραπείας ώστε να παραδώθει το μόριο DNA που κωδικοποιεί τον ρυθμιστή στις επηρεαζόμενες θέσεις. Όσον αφορά στις φαρμακευτικές συνθέσεις, αυτές πρέπει να φτάνουν και να είναι αποτελεσματικές στις επηρεαζόμενες περιοχές. Αυτοί οι ρυθμιστές είναι πιθανότερο να είναι μείγματα υδατανθράκων και πεπτιδίων, και συγκεκριμένα μίγματα ικανά να διαπεράσουν τον αιματεγκεφαλικό φραγμό. Για λοιπά παραδείγματα, βλέπε Tamai et al., Adv. Drug Delivery Review 19: 401-424, 1996, που ενσωματώνεται εδώ με παραπομπή. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το δραστικό στοιχείο των ρυθμιστών θα διευκόλυνε επίσης τη μεταφορά διαμέσου του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. It is envisioned that one would use the modulators of the present invention as a treatment for Alzheimer's disease. If the regulator is peptide in nature, a gene therapy technique can be used to deliver the DNA molecule encoding the regulator to the affected sites. As for pharmaceutical compositions, they must reach and be effective in the affected areas. These modulators are more likely to be mixtures of carbohydrates and peptides, and particular mixtures capable of crossing the blood-brain barrier. For other examples, see Tamai et al., Adv. Drug Delivery Review 19: 401-424, 1996, incorporated herein by reference. In these cases, the active component of the regulators would also facilitate transport across the blood-brain barrier.
Έτσι, η παρούσα εφεύρεση παρέχει μεθόδους για θεραπευτικές αγωγές κατά της νόσου Alzheimer, που περιλαμβάνουν τη χορήγηση μιας ένωσης της εφεύρεσης σε ποσότητες επαρκείς για τη ρύθμιση της φυσικής πορείας της συσσωμάτωσης του Αβ. Συνεπώς, η παρούσα εφεύρεση παρέχει φαρμακευτικές συνθέσεις που περιλαμβάνουν, ως δραστικό συστατικό, τουλάχιστον ένα από τα πεπτίδια ή άλλες ενώσεις της εφεύρεσης σε συνδυασμό με ένα φαρμακευτικό φορέα ή έκδοχο. Οι ενώσεις της εφεύρεσης μπορούν να χορηγηθούν μέσω της στοματικής, της παρεντερικής (ενδομυϊκής, ενδοπεριτοναϊκής, ενδοφλέβιας (IV) ή υποδόριας ένεσης), της διαδερμικής, της ρινικής, της κολπικής, της ορθικής ή της υπογλώσσιας οδού. Thus, the present invention provides methods for the treatment of Alzheimer's disease, comprising the administration of a compound of the invention in amounts sufficient to modulate the natural course of Aβ aggregation. Accordingly, the present invention provides pharmaceutical compositions comprising, as an active ingredient, at least one of the peptides or other compounds of the invention in combination with a pharmaceutical carrier or excipient. The compounds of the invention can be administered by the oral, parenteral (intramuscular, intraperitoneal, intravenous (IV) or subcutaneous injection), transdermal, nasal, vaginal, rectal or sublingual routes.
Οι στερεές μορφές για χορήγηση δια του στόματος περιλαμβάνουν κάψουλες, δισκία, χάπια, σκόνες και κόκκους. Σε τέτοιες στερεές δοσολογικές μορφές, η δραστική ένωση αναμειγνύεται με τουλάχιστον έναν φαρμακευτικώς αδρανή αποδεκτό φορέα όπως η σακχαρόζη, η λακτόζη ή το άμυλο. Τέτοιες μορφές δοσολογίας μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν, όπως είναι η συνήθης πρακτική, πρόσθετες ουσίες εκτός από αδρανή μόρια, όπως π.χ. λιπαντικά μέσα σαν το στεατικό μαγνήσιο. Στην περίπτωση καψουλών, δισκίων και χαπιών, οι μορφές δοσολογίας μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν ρυθμιστικούς παράγοντες. Τα δισκία και τα χάπια μπορούν επιπροσθέτως να παρασκευαστούν με εντερικές επικαλύψεις. Solid forms for oral administration include capsules, tablets, pills, powders and granules. In such solid dosage forms, the active compound is mixed with at least one pharmaceutically inert acceptable carrier such as sucrose, lactose or starch. Such dosage forms may also include, as is common practice, additional substances other than inert molecules, such as e.g. lubricants such as magnesium stearate. In the case of capsules, tablets and pills, the dosage forms may also include buffering agents. Tablets and pills can additionally be prepared with enteric coatings.
Οι υγρές δοσολογικές μορφές για χορήγηση δια του στόματος περιλαμβάνουν φαρμακευτικώς αποδεκτά γαλακτώματα, διαλύματα, εναιωρήματα, σιρόπια, με τα σκευάσματα να περιέχουν αδρανή μέσα που χρησιμοποιούνται συνήθως στο πεδίο, όπως το νερό. Εκτός από τέτοια αδρανή μόρια, οι συνθέσεις μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν επικουρικά, όπως παράγοντες διαβροχής, παράγοντες γαλακτωματοποίησης και εναιώρησης, και γλυκαντικούς, αρωματικούς και αρωματιστικούς παράγοντες. Liquid dosage forms for oral administration include pharmaceutically acceptable emulsions, solutions, suspensions, syrups, the formulations containing inert agents commonly used in the field, such as water. In addition to such inert molecules, the compositions may also include adjuvants such as wetting agents, emulsifying and suspending agents, and sweetening, flavoring and flavoring agents.
Σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση, παρασκευάσματα για παρεντερική χορήγηση περιλαμβάνουν στείρα υδατικά ή μη υδατικά διαλύματα, εναιωρήματα ή γαλακτώματα. Παραδείγματα μη υδατικών διαλυτών ή φορέων είναι η προπυλενογλυκόλη, η πολυαιθυλενογλυκόλη, φυτικά έλαια όπως το ελαιόλαδο και το καλαμποκέλαιο, η ζελατίνη και ενέσιμοι οργανικοί εστέρες όπως ο ελαϊκός αιθυλεστέρας. Τέτοιες μορφές δοσολογίας μπορούν επίσης να περιέχουν επικουρικά, όπως παράγοντες συντήρησης, διαβροχής, γαλακτωματοποίησης και διασποράς. Επίσης, μπορούν να αποστειρωθούν, για παράδειγμα, με διήθηση μέσω φίλτρων που συγκρατούν τα βακτηρίδια, με ενσωμάτωση παραγόντων αποστείρωσης στις συνθέσεις τους, με ακτινοβολία των συνθέσεων ή με θέρμανση των συνθέσεων. Επιπλέον, μπορούν να κατασκευαστούν αμέσως πριν από τη χρήση, χρησιμοποιώντας αποστειρωμένο νερό ή κάποιο άλλο αποστειρωμένο ενέσιμο μέσο. According to the present invention, preparations for parenteral administration include sterile aqueous or non-aqueous solutions, suspensions or emulsions. Examples of non-aqueous solvents or carriers are propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil and corn oil, gelatin, and injectable organic esters such as ethyl oleate. Such dosage forms may also contain adjuvants such as preserving, wetting, emulsifying and dispersing agents. They can also be sterilized, for example, by filtration through bacteria-retaining filters, by incorporating sterilizing agents into their compositions, by irradiating the compositions, or by heating the compositions. In addition, they can be made up immediately before use, using sterile water or some other sterile injectable medium.
Οι συνθέσεις για πρωκτική ή κολπική χορήγηση είναι κατά προτίμηση υπόθετα τα οποία μπορεί να περιέχουν, επιπλέον της δραστικής ουσίας, έκδοχα όπως βούτυρο κακάο ή κερί. Οι συνθέσεις για ρινική ή υπογλώσσια χορήγηση παρασκευάζονται επίσης με πρότυπα έκδοχα ευρέως γνωστά στο πεδίο. Compositions for rectal or vaginal administration are preferably suppositories which may contain, in addition to the active substance, excipients such as cocoa butter or wax. Formulations for nasal or sublingual administration are also prepared with standard excipients well known in the art.
Η δοσολογία του δραστικού συστατικού στις συνθέσεις αυτής της εφεύρεσης μπορεί να ποικίλει. Ωστόσο, είναι απαραίτητο η ποσότητα του δραστικού συστατικού να είναι τέτοια ώστε να επιτυγχάνεται μία κατάλληλη δοσολογική μορφή. Η επιλεγμένη δοσολογία εξαρτάται από το επιθυμητό θεραπευτικό αποτέλεσμα, από την οδό χορήγησης και από τη διάρκεια της επιθυμητής θεραπείας. The dosage of the active ingredient in the compositions of this invention may vary. However, it is necessary that the amount of the active ingredient is such that a suitable dosage form is achieved. The selected dosage depends on the desired therapeutic effect, on the route of administration and on the duration of the desired treatment.
Τα ακόλουθα παραδείγματα απεικονίζουν πτυχές της παρούσας εφεύρεσης που περιλαμβάνουν την κατασκευή και διαλογή μίας βιβλιοθήκης μακροκυκλικών πεπτιδίων, την αναγνώριση των μακροκυκλικών πεπτιδίων με την ικανότητα να επιδιορθώνουν την εσφαλμένη αναδίπλωση και τη συσσωμάτωση του προεξέχοντος πρωτεϊνικού στόχου Αβ που σχετίζεται με τη νόσο AD και τελικά τη χρήση τους στη διάσωση της συσσωμάτωσης και της τοξικότητας toy Αβ in vitro και in vivo. Τα παραδείγματα δεν περιορίζουν κατά κανένα τρόπο το πεδίο εφαρμογής της εφεύρεσης. The following examples illustrate aspects of the present invention that include the construction and screening of a library of macrocyclic peptides, the identification of macrocyclic peptides with the ability to repair misfolding and aggregation of the prominent protein target Aβ associated with AD disease, and ultimately the use in rescuing toy Aβ aggregation and toxicity in vitro and in vivo. The examples do not in any way limit the scope of the invention.
Παοαδείγματα Examples
Παράδειγμα 1 Example 1
Συνδυαστικές βιβλιοθήκες τυχαίων κυκλικών επταπεπτιδίων έχουν επιλεγεί για να μελετηθούν ως πιθανοί διασώστες της προβληματικής αναδίπλωσης του Αβ και της παθολογικής συσσωμάτωσης του. Χρησιμοποιείται μια τεχνική που ονομάζεται split intern circular ligation of peptides and proteins (SICLOPPS) (US 7354756 B1 “Intein-mediated cyclization of peptides”) για την παραγωγή των πεπτιδικών βιβλιοθηκών σε βακτήρια Ε. coli. Η τεχνολογία SICLOPPS χρησιμοποιεί διαιρημένες ιντεΐνες, οι οποίες είναι πρωτεϊνικά στοιχεία αυτόματου ματίσματος, με σκοπό την κυκλοποίηση ανάμεσα στο Ν-τελικό και στο C-τελικό άκρο ενός ενδιάμεσου πεπτιδίου και τη βιοσύνθεση κυκλικών προϊόντων με ελάχιστο μήκος τέσσερα αμινοξέα. Η μόνη προϋπόθεση για την πραγματοποίηση του πρωτεϊνικού ματίσματος και της κυκλοποίησης του πεπτιδίου είναι η παρουσία ενός πυρηνόφιλου αμινοξέος, δηλ. κυστεΐνη (C), σερίνη (S) ή θρεονίνη (Τ), ως το πρώτο αμινοξύ της ενδιάμεσης πρωτεΐνης που ακολουθεί το C- τελικό άκρο της ιντεΐνης. Combinatorial libraries of random cyclic heptapeptides have been selected to be studied as potential rescuers of Aβ misfolding and its pathological aggregation. A technique called split internal circular ligation of peptides and proteins (SICLOPPS) (US 7354756 B1 “Intein-mediated cyclization of peptides”) is used to produce the peptide libraries in E. coli bacteria. The SICLOPPS technology uses split inteins, which are self-splicing protein elements, to cyclize between the N-terminus and C-terminus of a peptide intermediate and biosynthesize cyclic products with a minimum length of four amino acids. The only requirement for protein splicing and peptide cyclization to occur is the presence of a nucleophilic amino acid, i.e., cysteine (C), serine (S), or threonine (T), as the first amino acid of the protein intermediate following the C- terminal end of the intein.
Προκειμένου οι εφευρέτες να μεγιστοποιήσουν την ποικιλομορφία των βιβλιοθηκών, επέλεξαν να μελετήσουν πεπτίδια με τον γενικό τύπο cyclo-NuX1X2Χ3Χ6,όπου Nu = C, S ή Τ και το X είναι οποιοδήποτε από τα είκοσι φυσικά αμινοξέα (Εικ. 1Α) . Η μέγιστη θεωρητική πουαλομορφία της συνδυασμένης βιβλιοθήκης cyclo-NuX , Χ2Χ3Χ4Χ5X6είναι 192 εκατομμύρια διαφορετικές αλληλουχίες (Εικ. 1Β). Οι βιβλιοθήκες γονιδίων που κωδικοποιούν αυτή τη συνδυαστική βιβλιοθήκη τυχαίων κυκλικών επταπεπτιδίων κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας εκφυλισμένα κωδικόνια. Οι εφευρέτες δημιούργησαν τη μεγάλης ποικίλο μορφιάς βιβλιοθήκη πλασμιδίων PSICLOPPS-NUX1X2X3X4X5X6η οποία αναμένεται να κωδικοποιεί όλες τις θεωρητικά πιθανές σχεδιασμένες αλληλουχίες κυκλικών επταπεπτιδίων NUX1X2X3X4X4X6χρησιμοποιώντας τεχνικές μοριακής βιολογίας που είναι ήδη γνωστές και χρησιμοποιούνται στο πεδίο. In order to maximize the diversity of the libraries, the inventors chose to study peptides of the general formula cyclo-NuX1X2X3X6, where Nu = C, S or T and X is any of the twenty natural amino acids (Fig. 1A). The maximum theoretical polymorphism of the combined cyclo-NuX library, X2X3X4X5X6, is 192 million different sequences (Fig. 1B). Libraries of genes encoding this combinatorial library of random cyclic heptapeptides were constructed using degenerate codons. The inventors created the highly diverse plasmid library PSICLOPPS-NUX1X2X3X4X5X6 which is expected to encode all theoretically possible NUX1X2X3X4X4X6 cyclic heptapeptide designed sequences using molecular biology techniques already known and used in the field.
Για την ταυτοποίηση των αλληλουχιών των κυκλικών επταπεπτιδίων με την ικανότητα να παρεμβαίνουν στην προβληματική αναδίπλωση του Αβ και να αναστέλλουν τον ολιγομερισμό/συσσωμάτωση του, οι εφευρέτες χρησιμοποίησαν ένα βακτηριακό γενετικό σύστημα υψηλής απόδοσης. Αυτό το σύστημα παρακολουθεί την αναδίπλωση και τη συσσωμάτωση του Αβ μετρώντας τον φθορισμό κυττάρων Ε. coli που υπερεκφράζουν τη χιμαιρική σύντηξη του ανθρώπινου Αβ42 με το GFP (US20070077552A1 “High throughput screen for inhibitors of polypeptide aggregation”). Έχει αποδειχθεί προηγουμένως ότι λόγω της υψηλής τάσης συσσωμάτωσης του Αβ, τα κύτταρα Ε. coli που υπερεκφράζουν συντήξεις Αβ-GFP παράγουν λανθασμένα αναδιπλωμένη πρωτεΐνικη σύντηξη που συσσωρεύεται σε αδιάλυτα σσυσσωματώματα που στερούνται φθορισμού, παρά το γεγονός ότι εκφράζουν αυτές τις συντήξεις σε υψηλά επίπεδα. Μεταλλάξεις στην αλληλουχία του Αβ ή προσθήκη ενώσεων που αναστέλλουν την συσσωμάτωση του, έχουν ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό διαλυτής και φθορίζουσας Αβ- GFP και τα βακτηριακά κύτταρα που εκφράζουν τη χιμαιρική πρωτεΐνη Αβ-GFP υπό αυτές τις συνθήκες αποκτούν φθορίζοντα φαινότυπο. Οι εφευρέτες της παρούσας εφεύρεσης έχουν χρησιμοποιήσει μια προσαρμοσμένη εκδοχή αυτού του συστήματος για να διεξάγουν διαλογή μακροκυκλικών αναστολέων συσσωμάτωσης με τρόπο πολύ υψηλής απόδοσης χρησιμοποιώντας μία μέθοδο διαλογή κυττάρων με κυτταρομετρία ροής που βασίζεται στο φθορισμό (fluorescence activated cell sorting, FACS) και η οποία επιτρέπει την απομόνωση βακτηριακών κλώνων που παράγουν βιοδραστικά κυκλικά επταπεπτίδια και ως αποτέλεσμα εμφανίζουν αυξημένα επίπεδα φθορισμού Αβ42-GFΡ, όπως παρουσιάζεται στην Εικ. 2Α και περιγράφεται στο διεθνές δίπλωμα ευρεσιτεχνίας PCT/IB20 18/000622 και στο επιστημονικό άρθρο Matis, I. et al. An integrated bacterial system for the discovery of chemical rescuers of disease-associated protein misfolding. Nat. Biomed. Eng. 2, 48 (2018). To identify cyclic heptapeptide sequences with the ability to interfere with the misfolding of Aβ and inhibit its oligomerization/aggregation, the inventors used a high-throughput bacterial genetic system. This system monitors Aβ folding and aggregation by measuring the fluorescence of E. coli cells overexpressing a chimeric fusion of human Aβ42 with GFP (US20070077552A1 “High throughput screen for inhibitors of polypeptide aggregation”). It has previously been shown that due to the high aggregation propensity of Aβ, E. coli cells overexpressing Aβ-GFP fusions produce misfolded protein fusion that accumulates in insoluble aggregates that lack fluorescence, despite expressing these fusions at high levels. Mutations in the Aβ sequence, or addition of compounds that inhibit its aggregation, result in the formation of soluble and fluorescent Aβ-GFP, and bacterial cells expressing the chimeric Aβ-GFP protein under these conditions acquire a fluorescent phenotype. The inventors of the present invention have used an adapted version of this system to screen macrocyclic aggregation inhibitors in a very high-throughput manner using a fluorescence-activated cell sorting (FACS)-based flow cytometry method that allows the isolation of bacterial clones that produce bioactive cyclic heptapeptides and as a result exhibit increased levels of Aβ42-GFR fluorescence, as shown in Fig. 2A and described in international patent PCT/IB20 18/000622 and in the scientific article Matis, I. et al. An integrated bacterial system for the discovery of chemical rescuers of disease-associated protein misfolding. Nat. Biomed. Eng. 2, 48 (2018).
Κύτταρα Tuner E. coli (DE3) τα οποία παράγουν τη συνδυασμένη βιβλιοθήκη cyclo-NuX1X2X3X4X5X6, ενώ ταυτόχρονα υπερεκφράζουν τη χιμαιρική πρωτεΐνη Αβ42-GFP, υποβλήθηκαν σε διαλογή με FACS με σκοπό την απομόνωση κλώνων που εμφανίζουν αυξημένο φθορισμό Αβ42-GFΡ. Μετά από επτά γύρους διαλογής, ο μέσος φθορισμός του βακτηριακού πληθυσμού αυξήθηκε σχεδόν κατά έξι φορές σε σύγκριση με αυτόν της αρχικής βιβλιοθήκης (Εικ. 2Β). Δέκα μεμονομένοι κλώνοι επιλέχθησαν τυχαία από τον εμπλουτισμένο πληθυσμό μετά τη διαδικασία διαλογής και ο μετρήθηκε ο κυτταρικός φθορισμός Αβ42-GFΡ χρησιμοποιώντας ένα φθορισμόμετρο μικροπλάκας (plate reader). Ο φθορισμός Αβ42- GFP των επιλεγμένων κλώνων βρέθηκε να αυξάνεται δραματικά σε σύγκριση με τα κύτταρα που εκφράζουν την ίδια σύντηξη Αβ42- GFP παρουσία τυχαίων αλληλουχιών κυκλικών πεπτιδίων που έχουν παλαιότερα αποδειχθεί να μην επιδρούν στον φθορισμό και την συσσωμάτωση του Αβ42- GFP (Εικ. 2Γ). Επιπλέον, οι παρατηρούμενες φαινοτυπικές επιδράσεις βρέθηκε να εξαρτώνται από την ικανότητα της Ssp DnaE ιντεΐνης να εκτελεί πρωτεϊνικό μάτισμα, καθώς η μετάλλαξη του C-τελικού άκρου της ιντεΐνης στις θέσεις H24L/F26A, που είναι γνωστό ότι εμποδίζει το πρωτεϊνικό μάτισμα και την κυκλοποίηση του πεπτιδίου, βρέθηκε να μειώνει τον φθορισμό του Αβ42- GFP πίσω στα αρχικά επίπεδα φθορισμού (Εικ. 2Γ-2Δ). Τέλος, η παρατηρούμενη αύξηση του φθορισμού βρέθηκε να είναι ειδική για το Αβ, καθώς τα απομονωμένα πλασμίδια pSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6από αυτούς τους επιλεγμένους κλώνους δεν ήταν ικανά να ενισχύσουν τα επίπεδα φθορισμού κυττάρων στα οποία η αλληλουχία Αβ έχει αντικατασταθεί με εκείνη της περιοχής πρόσδεσης του DNA (DNA-binding domain) της ανθρώπινης πρωτεΐνης ρ53 που περιέχει τη μετάλλαξη Tyr220Cys (p53C(Y220C)) (Εικ. 2Ε). Tuner E. coli (DE3) cells producing the combined cyclo-NuX1X2X3X4X5X6 library, while simultaneously overexpressing the Aβ42-GFP chimeric protein, were screened by FACS to isolate clones exhibiting increased Aβ42-GFP fluorescence. After seven rounds of screening, the mean fluorescence of the bacterial population increased almost sixfold compared to that of the original library (Fig. 2B). Ten individual clones were randomly selected from the enriched population after the screening process and cellular Aβ42-GFR fluorescence was measured using a plate reader. Aβ42-GFP fluorescence of the selected clones was found to increase dramatically compared to cells expressing the same Aβ42-GFP fusion in the presence of random cyclic peptide sequences previously shown not to affect Aβ42-GFP fluorescence and aggregation (Fig. 2C ). In addition, the observed phenotypic effects were found to depend on the ability of the Ssp DnaE intein to perform protein splicing, as mutation of the C-terminus of the intein at positions H24L/F26A, which is known to block protein splicing and peptide cyclization , was found to reduce Aβ42-GFP fluorescence back to baseline fluorescence levels (Fig. 2C–2D). Finally, the observed increase in fluorescence was found to be specific for Aβ, as isolated pSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6 plasmids from these selected clones were unable to enhance the fluorescence levels of cells in which the Aβ sequence has been replaced with that of the DNA binding domain ( DNA-binding domain) of the human p53 protein containing the Tyr220Cys mutation (p53C(Y220C)) (Fig. 2E).
Ανάλυση των εκφραζόμενων συντήξεων Αβ42-GFΡ με ηλεκτροφόρηση σε πηκτή πολυακρυλαμιδίου(SDS-ΡΑGΕ) και ανοσοαποτύπωμα κατά western αποκάλυψε ότι οι βακτηριακοί κλώνοι που εκφράζουν τα επιλεγμένα κυκλικά πεπτίδια αύξησαν σημαντικά τα διαλυτά επίπεδα του Αβ42- GFP σε σύγκριση με τις τυχαίες αλληλουχίες κυκλικών πεπτιδίων, παρά το γεγονός ότι η ολική ποσότητα της χίμαιρας Αβ42- GFP παρέμενε σε κάθε περίπτωση στα ίδια επίπεδα (Εικ. 2ΣΤ). Περαιτέρω, όταν τα ίδια κυτταρικά λύματα αναλύθηκαν υπό μη-αποδιατακτικες συνθήκες (native-PAGE) και ανοσοαποτύπωση κατα western, παρατηρήθηκε ότι η συν-έκφραση των επιλεγμένων κυκλικών πεπτιδίων μείωσε τη συσσώρευση μεγάλων συσσωματωμάτων του Αβ42-GFΡ, τα οποία δεν μπορούν να εισέλθουν στην πηκτή και αύξησε την πληθώρα των ειδών που παρουσιάζουν αυξημένη ηλεκτροφορητική κινητικότητα (Εικ. 2Ζ, αριστερά). Όπως αποκαλύπτεται από την ανάλυση φθορισμού εντός-πηκτώματος (in-gel fluorescence), αυτά τα είδη υψηλότερης ηλεκτροφορητικής κινητικότητας αντιστοιχούν στο κλάσμα του ολικής χίμαιρας Αβ42- GFP που εμφανίζει φθορισμό (Εικ. 2Ζ, δεξιά). Δεδομένου ότι έχει βρεθεί ότι η διαλυτότητα και ο φθορισμός του βακτηριακά εκφραζόμενου Αβ- GFP είναι αντιστρόφως ανάλογα της τάσης προς συσσωμάτωση του Αβ, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η συσσωμάτωση του Αβ μειώνεται σημαντικά παρουσία των επιλεγμένων κυκλικών πεπτιδίων. Analysis of expressed Aβ42-GFP fusions by polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and western blotting revealed that bacterial clones expressing the selected cyclic peptides significantly increased soluble levels of Aβ42-GFP compared to random cyclic peptide sequences, despite the fact that the total amount of Aβ42-GFP chimera remained at the same levels in each case (Fig. 2F). Furthermore, when the same cell lysates were analyzed under non-degradative conditions (native-PAGE) and western blotting, it was observed that co-expression of the selected cyclic peptides reduced the accumulation of large aggregates of Aβ42-GFR, which cannot enter the gel and increased the abundance of species exhibiting increased electrophoretic mobility (Fig. 2G, left). As revealed by in-gel fluorescence analysis, these higher electrophoretic mobility species correspond to the fraction of the total Aβ42-GFP chimera that exhibits fluorescence (Fig. 2G, right). Since the solubility and fluorescence of bacterially expressed Aβ-GFP have been found to be inversely proportional to the propensity for Aβ aggregation, these results suggest that Aβ aggregation is significantly reduced in the presence of the selected cyclic peptides.
Παρόμοια αποτελέσματα αποκτήθηκαν όταν το Αβ42 παρήχθη σε μια ελεύθερη μορφή, δηλ. μη συντηγμένη με το GFP. Οι εφευρέτες μελέτησαν την επίδραση των επιλεγμένων κυκλικών επταπεπτιδίων επί της συσσωμάτωσης του Αβ42 χρησιμοποιώντας μία in vivo μέθοδο που χρησιμοποιεί χρώση ολόκληρων των κυττάρων και των ενδοκυτταρικά σχηματισμένων συσσωματωμάτων του Αβ42 με θειοφλαβίνη S (ThS) (Espargaro A, Sabate R, Ventura S. Mol BioSyst., 2012, 8: 2839-2844) και παρατηρήθηκε ότι η συμπαραγωγή των επιλεγέντων πεπτιδίων είχε ως αποτέλεσμα μειωμένα επίπεδα φθορισμού ThS, υποδεικνύοντας περαιτέρω μειωμένο σχηματισμό συσσωματωμάτων (Εικ. Similar results were obtained when Aβ42 was produced in a free form, i.e. not fused to GFP. The inventors studied the effect of selected cyclic heptapeptides on Aβ42 aggregation using an in vivo method employing thioflavin S (ThS) staining of whole cells and intracellularly formed Aβ42 aggregates (Espargaro A, Sabate R, Ventura S. Mol BioSyst ., 2012, 8: 2839-2844) and observed that co-production of the selected peptides resulted in reduced levels of ThS fluorescence, further indicating reduced aggregate formation (Fig.
2Η). 2H).
DNA αλληλούχισης της περιοχής των δέκα απομονωμένων κλώνων που κωδικοποιεί τα επιλεγμένα πεπτίδια αποκάλυψε πέντε διακριτές αλληλουχίες κυκλικού πεπτιδίου με εν δυνάμει ανασταλτική δράση κατά της συσσωμάτωσης του Αβ: την CKVWQLL (παρούσα έξι φορές μεταξύ των αλληλουχιών), την CKVWTEL, την CKVWMPL, την CIVVPSI και την CRIVPSL (Εικ. 2Θ). DNA sequencing of the region of the ten isolated clones encoding the selected peptides revealed five distinct cyclic peptide sequences with potential inhibitory activity against Aβ aggregation: CKVWQLL (present six times between sequences), CKVWTEL, CKVVMPL, CIVVPSI, and the CRIVPSL (Fig. 2Θ).
Παράδειγμα 2 Example 2
Με σκοπό τον προσδιορισμό του συνόλου των εν δυνάμει βιοδραστικών κυκλικών επταπεπτιδίων που υπάρχουν στην εμπλουτισμένη βιβλιοθήκη, οι εφευρέτες διενήργησαν αλληλούχιση νέας γενιάς σε > 0.4 εκατομμύρια πλασμίδια PSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6από τον επιλεγμένο βακτηριακό πληθυσμό μετά από τη διαδικασία διαλογής με FACS (Εικ. In order to determine the set of potentially bioactive cyclic heptapeptides present in the enriched library, the inventors performed next-generation sequencing on > 0.4 million PSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6 plasmids from the selected bacterial population after the FACS screening process (Fig.
2Β). Η ανάλυση αυτή αποκάλυψε την ύπαρξη 416 διακεκριμένων αλληλουχιών κυκλικών επταπεπτιδίων που εμφανίζονται τουλάχιστον 20 φορές εντός του επιλεγμένου πληθυσμού, υποδηλώνοντας έτσι ότι η παρουσία τους στον εμπλουτισμένο πληθυσμό δεν είναι τυχαία. Κλωνοποίηση τριών τυχαία επιλεγμένων αλληλουχιών κυκλικών επταπεπτιδίων που εμφανίζονται με χαμηλές συχνότητες στον επιλεγμένο κυτταρικό πληθυσμό αποκάλυψε ότι είναι επίσης αποτελεσματικές στην αύξηση του φθορισμού της βακτηριακά εκφραζόμενης Αβ42- GFP χίμαιρας (Εικ. 3Α). 2B). This analysis revealed the existence of 416 distinct cyclic heptapeptide sequences that occur at least 20 times within the selected population, thus suggesting that their presence in the enriched population is not random. Cloning of three randomly selected cyclic heptapeptide sequences occurring at low frequencies in the selected cell population revealed that they are also effective in increasing the fluorescence of the bacterially expressed Aβ42-GFP chimera (Fig. 3A).
Η ανάλυση της αλληλουχίας των επιλεγμένων κυκλικών επταπεπτιδίων αποκάλυψε ότι το κατάλοιπο Cys ήταν παρόν στη θέση 1 στην μεγάλη πλειοψηφία των επιλεγμένων κυκλικών επταπεπτιδίων (99,6% των επιλεγμένων αλληλουχιών) (Εικ. 3Β). Επίσης, οι εφευρέτες παρατήρησαν ότι οι υπόλοιπες θέσεις ήταν εμπλουτισμένες από έναν μικρό αριθμό συγκεκριμένων αμινοξέων: Arg και Lys στη θέση 2, Val στη θέση 3, Tip και Thr στη θέση 4, Ile, Gin, Cys, Met, Ser, Thr και Pro στη θέση 5, Ala, Leu, Val, Glu, Lys και Pro στη θέση 6, και lie, Leu και Pro στη θέση 7 (Εικ. 3Γ-3Δ). Αντίθετα, η πλειοψηφία των αμινοξέων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που υπήρχαν σε υψηλότερη αφθονία στην αρχική βιβλιοθήκη, ήταν έντονα απο-εμπλουτισμένη (Εικ. 3Γ-3Δ)., υποδεικνύοντας έτσι μια εξαιρετικά αποτελεσματική διαδικασία επιλογής. Sequence analysis of the selected cyclic heptapeptides revealed that the Cys residue was present at position 1 in the large majority of the selected cyclic heptapeptides (99.6% of the selected sequences) (Fig. 3B). Also, the inventors observed that the remaining positions were enriched by a small number of specific amino acids: Arg and Lys at position 2, Val at position 3, Tip and Thr at position 4, Ile, Gin, Cys, Met, Ser, Thr and Pro at position 5, Ala, Leu, Val, Glu, Lys, and Pro at position 6, and lie, Leu, and Pro at position 7 (Figs. 3C-3D). In contrast, the majority of amino acids, including those present in higher abundance in the original library, were strongly de-enriched (Figs. 3C-3D), thus indicating a highly efficient selection process.
Με σκοπό τον εντοπισμό πιθανών σχέσεων μεταξύ των επιλεγμένων κυκλικών επταπεπτιδίων, οι εφευρέτες διεξήγαγαν ανάλυση ομοιότητας των αλληλουχιών και ιεραρχική ανάλυση κατά συστάδες. Καθώς η ανάλυση ομοιότητας διεξάγεται χρησιμοποιώντας μόνο γραμμικές αλληλουχίες, οι εφευρέτες έλαβαν υπόψιν όλες τις γραμμικές εκδοχές των επιλεγμένων κυκλικών πεπτιδίων (Εικ. 3Ε). Από τα 416 κυκλικά επταπεπτίδια που επιλέχθηκαν, 323 από αυτά σχημάτισαν 1467 μοναδικά ζεύγη με ομολογία στην αλληλουχία τους κατά τουλάχιστον 70% και σχημάτισαν 20 διακεκριμένες συστάδες με παρόμοια χαρακτηριστικά αλληλουχίας (Εικ. 3ΣΤ-3Η). Τα συμπλέγματα I και II ήταν τα πιό κυρίαρχα, και περιείχαν 75,0 % και 4,6% των επιλεγμένων βακτηριακών κλώνων, αντίστοιχα, καθώς επίσης 25,7% και 6% των επιλεγμένων αλληλουχιών των κυκλικών επταπεπτιδίων (Εικ. 3ΣΤ -3Η). Η πλειοψηφία των πεπτιδίων από τα συμπλέγματα I και II φαίνεται να ανήκει σε ένα μοτίβο ακολουθίας cyclo-CxVWxxx και ένα μοτίβο ακολουθίας cyclo-CxxVPSx, αντίστοιχα, σε συμφωνία με τις προηγούμενες παρατηρήσεις (Εικ. 2Θ). In order to identify possible relationships between the selected cyclic heptapeptides, the inventors performed sequence similarity analysis and hierarchical cluster analysis. As the similarity analysis is performed using only linear sequences, the inventors considered all linear versions of the selected cyclic peptides (Fig. 3E). Of the 416 cyclic heptapeptides selected, 323 of them formed 1467 unique pairs with at least 70% sequence homology and formed 20 distinct clusters with similar sequence features (Fig. 3F-3H). Clusters I and II were the most dominant, containing 75.0% and 4.6% of the selected bacterial clones, respectively, as well as 25.7% and 6% of the selected cyclic heptapeptide sequences (Fig. 3F-3H). . The majority of peptides from clusters I and II appear to belong to a cyclo-CxVWxxx sequence motif and a cyclo-CxxVPSx sequence motif, respectively, in agreement with previous observations (Fig. 2T).
Παράδειγμα 3 Example 3
Δύο από τα επιλεγμένα επταπεπτίδια, το cyclo-CKVWQLL και το cyclo-CRIVPSL, ονομαζόμενα ΑβC7-1 και ΑβC7-14 (Αβ-targeting cyclic 7-peptide number 1 και 14), αντιστοίχως (Εικ. 4Α) επιλέχθηκαν για περαιτέρω ανάλυση και που συντέθηκαν χημικά σε mg ποσότητες. Αυτά τα κυκλικά πεπτίδια επιλέχθηκαν επειδή και τα δύο κωδικοποιούνταν από τους επιλεγμένους βακτηριακούς κλώνους που εξετάστηκαν αρχικά (Εικ. 2Θ) , και, το πιο σημαντικό, ήταν τα πιο συχνά συναντώμενα μέλη μεταξύ των δύο κυρίαρχων συμπλεγμάτων (συμπλέγματα I και Π) (Πίνακες 1-2). Two of the selected heptapeptides, cyclo-CKVWQLL and cyclo-CRIVPSL, named AβC7-1 and AβC7-14 (Aβ-targeting cyclic 7-peptide number 1 and 14), respectively (Fig. 4A) were selected for further analysis and which were chemically synthesized in mg quantities. These cyclic peptides were chosen because they were both encoded by the selected bacterial clones initially screened (Fig. 2T), and, more importantly, they were the most frequently encountered members between the two dominant clusters (clusters I and P) (Tables 1 -2).
Η επίδραση των επιλεγμένων επταπεπτιδίων στη διαδικασία συσσωμάτωσης του Αβ42 εκτιμήθηκε αρχικά παρακολουθώντας την κινητική πορεία της συσσωμάτωσης του Αβ42 απουσία και παρουσία των δύο κυκλικών πεπτιδίων μετά από χρώση με θειοφλαβίνη Τ (ThT). Και τα δύο επταπεπτίδια βρέθηκαν να αναστέλλουν την συσσωμάτωση του Αβ42 πολύ αποτελεσματικά σε υπο-στοιχειομετρικές αναλογίες, ξεκινώντας από 0,5 γραμμομοριακά ισοδύναμα για το ΑβC7-1 και 0,1 γραμμομοριακά ισοδύναμα για ΑβC7-14 (Εικ. 4Β-4Γ). Συγκεκριμένα, και τα δύο κυκλικά πεπτίδια βρέθηκαν να αυξάνουν τόσο το χρόνο tlag(χρόνος που απαιτείται για να φθάσει ο φθορισμός της ThT στο 10% του συνολικού εύρους) όσο και το χρόνο tgrowth(χρόνος μετάβασης από το 10% έως το 90% του συνολικού εύρους φθορισμού της ThT) της αντίδρασης συσσωμάτωσης του Αβ42, αν και σε διαφορετική έκταση (Εικ. 4Β-4Γ). Παρόμοια αποτελέσματα παρατηρήθηκαν απουσία της ThT, όταν η πορεία της συσσωμάτωσης παρακολουθήθηκε με εξαγωγή πρωτεΐνικών δειγμάτων σε διαφορετικά χρονικά σημεία και ανίχνευση του σχηματισμού ινιδίων του Αβ με ανοσοαποτύπωμα κηλίδας χρησιμοποιώντας το εξειδικευμένο αντίσωμα OC (Εικ.4Δ). Τέλος, μελέτες με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέλευσης (ΤΕΜ) αποκάλυψαν ότι τα ινίδια του Αβ42 που σχηματίστηκαν μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης συσσωμάτωσης απουσία και παρουσία και των δύο κυκλικών πεπτιδίων ήταν παρόμοια σε μέγεθος και μορφολογία, πράγμα που δείχνει ότι αυτά τα επιλεγμένα κυκλικά πεπτίδια δεν δεσμεύονται μη αναστρέψιμα με το Αβ42, και δεν επαναπροσανατολίζουν τη διαδικασία της συσσωμάτωσης έξω από το κανονικό μοριακό μονοπάτι (Εικ. 4Ε). The effect of the selected heptapeptides on the aggregation process of Aβ42 was first assessed by monitoring the kinetic course of Aβ42 aggregation in the absence and presence of the two cyclic peptides after thioflavin T (ThT) staining. Both heptapeptides were found to inhibit Aβ42 aggregation very efficiently at sub-stoichiometric ratios, starting at 0.5 molar equivalents for AβC7-1 and 0.1 molar equivalents for AβC7-14 (Fig. 4B-4C). Specifically, both cyclic peptides were found to increase both the tlag time (time required for ThT fluorescence to reach 10% of the total range) and the tgrowth time (transition time from 10% to 90% of the total ThT fluorescence range) of the Aβ42 aggregation reaction, although to a different extent (Figs. 4B-4C). Similar results were observed in the absence of ThT, when the course of aggregation was monitored by extracting protein samples at different time points and detecting Aβ fibril formation by blot immunoblotting using the specific OC antibody (Fig. 4D). Finally, transmission electron microscopy (TEM) studies revealed that Aβ42 fibrils formed after completion of the aggregation reaction in the absence and presence of both cyclic peptides were similar in size and morphology, indicating that these selected cyclic peptides do not bind irreversible with Aβ42, and do not reorient the aggregation process outside the normal molecular pathway (Fig. 4E).
Παράδειγμα 4 Example 4
Με σκοπό την in vivo αξιολόγηση των προστατευτικών επιδράσεων των ΑβC7-1 και ΑβC7-14 κατά της συσσωμάτωσης του Αβ και της συσχετιζόμενης τοξικότητας του, οι εφευρέτες χρησιμοποίησαν ένα εδραιωμένο μοντέλο της νόσου AD στον νηματώδη σκώληκα Caenorhabditis elegans (C. elegans). Η συντήρηση των γενετικών και των μεταβολικών οδών μεταξύ των θηλαστικών και του C. elegans, σε συνδυασμό με το πλήρως χαρακτηρισμένο νευρικό και μυϊκό σύστημα του, την εύκολη απεικόνιση και τον απλό χειρισμό του, έχει ορίσει το C. elegans ως ένα εξαιρετικό μοντέλο νευροεκφυλιστικών ασθενειών συμπεριλαμβανομένου της νόσου AD, ενώ αυξάνεται διαρκώς η χρήση του C. elegans στην διαδικασία ανακάλυψης νέων φαρμάκων κατά την AD. Η κινητικότητα και η συνολική φυσική κατάσταση του στελέχους C. elegans GMC101, όπου η ανθρώπινη Αβ42 εκφράζεται στα κύτταρα του μυϊκού τοιχώματος των ζώων υπό τον έλεγχο ενός θερμικά επαγόμενου υποκινητή και όπου ο σχηματισμός συσσωματωμάτων του Αβ συνοδεύεται από την εμφάνιση ενός φαινοτύπου παράλυσης, παρακολουθήθηκε απουσία και παρουσία των ΑβC7-1 και ΑβC7-14 και συγκρίθηκε με C. elegans σκώληκες άγριου τύπου, οι οποίοι δεν εκφράζουν καθόλου Αβ42. Και τα δύο πεπτίδια βρέθηκαν να αυξάνουν την κινητικότητα και την ταχύτητα των σκωλήκων που εκφράζουν Αβ καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής τους και τελικά αποκαθιστώντας την συνολική φυσική κατάσταση τους σε περίπου τα επίπεδα των ζώων άγριου τύπου (Εικ. 5Α-5Γ). Επιπλέον, απεικόνιση των σκωλήκων αποκάλυψε μια σημαντική μείωση των εναποθέσεων του Αβ παρουσία οποιουδήποτε εκ των δύο επιλεγμένων κυκλικών πεπτιδίων (Εικ. 5Δ-5Ε). Συνολικά, τα αποτελέσματα αυτά καταδεικνύουν την προστατευτική επίδραση των δύο κυκλικών πεπτιδίων στο πλαίσιο ενός ζώου, όπως φαίνεται από τη μείωση των εναποθέσεων Αβ42, την αυξημένη κινητικότητα τους και την ανάκτηση της φυσικής τους κατάστασης. In order to evaluate in vivo the protective effects of AβC7-1 and AβC7-14 against Aβ aggregation and its associated toxicity, the inventors used an established AD disease model in the nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans). The conservation of genetic and metabolic pathways between mammals and C. elegans, combined with its fully characterized nervous and muscular system, easy imaging and simple handling, has defined C. elegans as an excellent model of neurodegenerative diseases including AD disease, while the use of C. elegans in the process of drug discovery in AD is increasing. The motility and overall fitness of the C. elegans GMC101 strain, where human Aβ42 is expressed in animal muscle wall cells under the control of a heat-inducible promoter and where Aβ aggregate formation is accompanied by the appearance of a paralysis phenotype, was monitored in the absence and presence of AβC7-1 and AβC7-14 and compared to C. elegans wild-type worms, which do not express any Aβ42. Both peptides were found to increase the motility and speed of Aβ-expressing worms throughout their lifespan and eventually restoring their overall fitness to approximately the levels of wild-type animals (Fig. 5A–5C). Furthermore, imaging of the worms revealed a significant reduction in Aβ deposits in the presence of either of the two selected cyclic peptides (Figs. 5D-5E). Taken together, these results demonstrate the protective effect of the two cyclic peptides in the context of an animal, as shown by the reduction of Aβ42 deposits, their increased mobility and the recovery of their native state.
Παράδειγμα 5 Example 5
Με σκοπό την ταυτοποίηση των λειτουργικά σημαντικών κατάλοιπων των απομονωμένων πεπτιδίων, οι εφευρέτες πραγματοποίησαν υποκατάσταση του κατάλοιπου της θέσης 1 με τα άλλα δύο πυρηνόφιλα αμινοξέα που υπάρχουν στις αρχικές βιβλιοθήκες, καθώς και μεταλλαξιγένεση με αλανίνη των θέσεων 2-7 των επταπεπτιδίων ΑβC7-1 και ΑβC7-14. Όπως κρίθηκε από την ικανότητα των παραγόμενων παραλλαγών να αυξήσουν τον φθορισμό των κυττάρων Ε. coli που υπερεκφράζουν την Αβ42-GFΡ, τόσο στην περίπτωση του ΑβC7-1 όσο και του ΑβC7-14, η υποκατάσταση της Cys στη θέση 1 με Ser είχε ως αποτέλεσμα 50% μείωση του φθορισμού, ενώ η υποκατάσταση με Thr είχε ως αποτέλεσμα παρόμοια επίπεδα φθορισμού και συσσωμάτωσης της Αβ42-GFΡ με αυτά που αντιστοιχούν στην εκάστοτε αρχική αλληλουχία (ΑβC7-1 ή ΑβC7-14) (Εικ. 6Α-6Β). Περαιτέρω, και για τα δύο πεπτίδια, η μεταλλαξιγένεση σε αλανίνη στην πλειονότητα των θέσεων 2-7 είχε ως αποτέλεσμα σημαντική μείωση του φθορισμού Αβ42-ΌΡΡ και ταυτόχρονη αύξηση της συσσωμάτωσης (Εικ. 6Α-6Β). Αυτές οι παρατηρήσεις υποδεικνύουν ότι αρκετά κατάλοιπα και στα δύο επιλεγμένα κυκλικά επταπεπτίδια είναι απαραίτητα για τη βέλτιστη ανασταλτική δραστικότητα κατά της συσσωμάτωσης του Αβ. Πράγματι, η ανάλυση αλληλουχίας όλων των επιλεγμένων αλληλουχιών που ανήκουν είτε στο σύμπλεγμα I είτε στο σύμπλεγμα II αποκάλυψε ότι τα πεπτίδια που εμφανίζονται συχνότερα σε κάθε σύμπλεγμα έχουν ισχυρές προτιμήσεις για συγκεκριμένα αμινοξέα σε κάθε θέση (Πίνακες 1-2). Ειδικότερα, για το σύμπλεγμα I, τα κατάλοιπα Arg και Lys στη θέση 2 εμφανίστηκαν σε >90% των επιλεγμένων πεπτιδίων, ενώ το Val στη θέση 3, Trp στη θέση 4, Gin, Cys, Ser, Met και Thr στη θέση 5 και Ile, Val και Leu στη θέση 7 εμφανίστηκαν σε >99% των επιλεγμένων κλώνων (Εικ. 6Γ-6Ε). Ομοίως, για το σύμπλεγμα II, η συχνότητα εμφάνισης των Arg, Il, Val και Gin στη θέση 2 ήταν ~ 93%, ενώ για τα lie και Val στη θέση 3, το Val στη θέση 4, το Pro στη θέση 5, το Ser και το Ala στη θέση 6 και τα lie, Leu και Val στη θέση 7 ήταν >97% (Εικ. 6ΣΤ-6Η). Συνολικά, τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι τα πιο βιοδραστικά μοτίβα κατά της προβληματικής αναδίπλωσης και της συσσωμάτωσης του Αβ στην εξεταζόμενη βιβλιοθήκη είναι τα cyclo-(C,T)(R,K)VW(n,A,M) και cyclo-(C,T)A(I,V)VP(S,A) Ψ, για τα συμπλέγματα I και II αντίστοιχα, όπου X είναι οποιοδήποτε από τα 20 φυσικά αμινοξέα, Π: οποιοδήποτε από τα πολικά αμινοξέα Q, C, S και Τ, Δ: R, I, V ή Q, και Ψ: οποιοδήποτε από τα αλειφατικά αμινοξέα L, V και I. In order to identify the functionally important residues of the isolated peptides, the inventors performed substitution of the position 1 residue with the other two nucleophilic amino acids present in the original libraries, as well as alanine mutagenesis of positions 2-7 of the heptapeptides AβC7-1 and AβC7 -14. As judged by the ability of the generated variants to increase the fluorescence of E. coli cells overexpressing Aβ42-GFR, in the case of both AβC7-1 and AβC7-14, substitution of Cys at position 1 with Ser resulted in 50% decrease in fluorescence, whereas substitution with Thr resulted in similar levels of fluorescence and aggregation of Aβ42-GFR to those corresponding to the respective parent sequence (AβC7-1 or AβC7-14) (Fig. 6A-6B). Furthermore, for both peptides, mutagenesis to alanine at the majority of positions 2-7 resulted in a significant decrease in Aβ42-PPF fluorescence and a concomitant increase in aggregation (Fig. 6A-6B). These observations indicate that several residues in both selected cyclic heptapeptides are necessary for optimal inhibitory activity against Aβ aggregation. Indeed, sequence analysis of all selected sequences belonging to either cluster I or cluster II revealed that the peptides most frequently occurring in each cluster have strong preferences for specific amino acids at each position (Tables 1–2). In particular, for cluster I, Arg and Lys residues at position 2 appeared in >90% of the selected peptides, while Val at position 3, Trp at position 4, Gin, Cys, Ser, Met and Thr at position 5, and Ile , Val and Leu at position 7 occurred in >99% of selected clones (Figs. 6C-6E). Similarly, for cluster II, the frequency of occurrence of Arg, Il, Val, and Gin at position 2 was ~93%, while for lie and Val at position 3, Val at position 4, Pro at position 5, Ser and Ala at position 6 and lie, Leu, and Val at position 7 were >97% (Fig. 6F-6H). Taken together, these results indicate that the most bioactive motifs against problematic Aβ folding and aggregation in the library examined are cyclo-(C,T)(R,K)VW(n,A,M) and cyclo-(C ,T)A(I,V)VP(S,A) Ψ, for complexes I and II respectively, where X is any of the 20 natural amino acids, Π: any of the polar amino acids Q, C, S and T, D: R, I, V or Q, and Ψ: any of the aliphatic amino acids L, V and I.
Παράδειγμα 6 Example 6
Υλικά Materials
Όλα τα ένζυμα που χρησιμοποιήθηκαν για την κλωνοποίηση DNA αγοράστηκαν από την New England Biolabs με μοναδική εξαίρεση την αλκαλική φωσφατάση FastAP η οποία αγοράστηκε από την ThermoFisher Scientific. Τα ανασυνδυασμένα πλασμίδια απομονώθηκαν χρησιμοποιώντας τα kit απομόνωσης Macherey-Nagel NucleoSpin Plasmid και Qiagen Plasmid Mini και Midi. Τα προϊόντα PCR και το DNA που εξήχθη από τα πηκτώματα αγαρόζης καθαρίστηκαν χρησιμοποιώντας το kit απομόνωσης Macherey-Nagel Nucleospin Gel and PCR Clean-up. Τα συνθετικά παρασκευασμένα AβC7-1 και AβC7-14 αγοράστηκαν από την Proteogenix (France). Πριν από κάθε πείραμα, το AβC7-1 διαλύθηκε σε 50% ακετονιτρίλιο/0,1% Tween-20 και το AβC7-14 διαλύθηκε σε 30% ακετονιτρίλιο/0,025% Tween-20 για να σχηματιστούν διαλύματα 10 mM. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, αμφότερα τα κυκλικά επταπεπτίδια ήταν σταθερά σε μονομερή μορφή για τη διάρκεια των in vitro πειραμάτων, όπως προσδιορίστηκε με τη δυναμική σκέδαση φωτός (DLS). All enzymes used for DNA cloning were purchased from New England Biolabs with the sole exception of FastAP alkaline phosphatase which was purchased from ThermoFisher Scientific. Recombinant plasmids were isolated using Macherey-Nagel NucleoSpin Plasmid and Qiagen Plasmid Mini and Midi isolation kits. PCR products and DNA extracted from agarose gels were purified using the Macherey-Nagel Nucleospin Gel and PCR Clean-up isolation kit. Synthetically prepared AβC7-1 and AβC7-14 were purchased from Proteogenix (France). Before each experiment, AβC7-1 was dissolved in 50% acetonitrile/0.1% Tween-20 and AβC7-14 was dissolved in 30% acetonitrile/0.025% Tween-20 to make 10 mM solutions. Under these conditions, both cyclic heptapeptides were stable in monomeric form for the duration of the in vitro experiments, as determined by dynamic light scattering (DLS).
Κατασκευή της συνδυαστικής Βιβλιοθήκης κυκλικών επταπεπτιδίων Construction of the Combinatorial Library of Cyclic Heptapeptides
Για την κατασκευή των πλασμιδίων των υπο-βιβλιοθηκών pSICLOPPS-Cys Χ1Χ2Χ3Χ4X5X6, pSICLOPPS-Ser Χ1Χ2Χ3Χ4Χ5Χ6και pSICLOPPS-Thr Χ1Χ2Χ3Χ4Χ5Χ6χρησιμοποιήθηκαν εκφυλισμένοι εμπρόσθιοι εκκινητές στους οποίους τα αμινοξέα Cys, Ser και Thr κωδικοποιήθηκαν από τα κωδικόνια TGC, AGC και ACC, αντίστοιχα, ενώ τα τυχαία αμινοξέα (X) κωδικοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας τυχαία κωδικόνια NNS, όπου Ν = A, Τ, G ή C και S = G ή C. Μια δεύτερη αντίδραση PCR εκτελέστηκε σε κάθε περίπτωση για την εξάλειψη των αναντιστοιχιών. Τα προκύπτοντα προϊόντα PCR στη συνέχεια υπέστησαν πέψη με Bgll και Hindlll για 5 ώρες και εισήχθησαν σε έναν όμοια κομμένο και αποφωσφορυλιωμένο πλασμίδιο pSICLOPPSKanR (βλέπε παρακάτω). Οι αντιδράσεις λιγάσης βελτιστοποιήθηκαν με αναλογία ένθεμα: φορέα 12: 1 και τα δείγματα επωάστηκαν στους 16 °C για 4 ώρες. Περίπου 10 μg του φορέα pSICLOPPSKanR χρησιμοποιήθηκε για κάθε υπο-βιβλιοθήκη. Το ανασυνδυασμένο DNA στη συνέχεια καθαρίστηκε χρησιμοποιώντας στήλες φυγοκέντρησης, και χρησιμοποιήθηκε για να μετασχηματιστούν ηλεκτροδεκτικά MC1061 κύτταρα, τα οποία απλώθηκαν σε τρυβλία με άγαρ Luria-Bertani (LB) που περιείχαν 25 pg/ml χλωραμφενικόλη και επωάστηκαν στους 37 °C για 14-16 ώρες. Αυτή η διαδικασία είχε ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη περίπου 1,2 δισεκατομμύριων ανεξάρτητων αποικιών, όπως κρίθηκε μετά από σειριακές αραιώσεις σε τρυβλία. For the construction of the plasmids of the pSICLOPPS-Cys X1X2X3X4X5X6, pSICLOPPS-Ser X1X2X3X4X5X6 and pSICLOPPS-Thr X1X2X3X4X5X6 sub-libraries, degenerate forward primers were used in which the amino acids Cys, Ser and Thr were encoded by the codons TGC, AGC and ACC, respectively, while the random amino acids (X) were coded using random NNS codons, where N = A, T, G or C and S = G or C. A second PCR reaction was performed in each case to eliminate mismatches. The resulting PCR products were then digested with BglII and HindIII for 5 h and inserted into a similarly cut and dephosphorylated plasmid pSICLOPPSKanR (see below). Ligase reactions were optimized with a 12:1 insert:vehicle ratio and samples were incubated at 16 °C for 4 h. Approximately 10 µg of the pSICLOPPSKanR vector was used for each sub-library. The recombinant DNA was then purified using centrifugation columns, and used to transform electroreceptive MC1061 cells, which were plated on Luria-Bertani (LB) agar plates containing 25 pg/ml chloramphenicol and incubated at 37 °C for 14–16 h . This procedure resulted in the growth of approximately 1.2 billion independent colonies as judged after serial dilutions on plates.
Αντίδραση PCR σε 150 τυχαία επιλεγμένους κλώνους χρησιμοποιώντας ειδικούς για την ιντεΐνη εκκινητές αποκάλυψε ότι 82 εξ’ αυτών (~ 55%) περιείχαν το σωστό ένθεμα. Υπερέκφραση της τετραμερούς πρωτεϊνικής σύντηξης IC-πεπτίδιο-ΙΝ-CΒD με 0,002% αραβινόζη σε αυτούς τους τυχαία επιλεγμένους κλώνους και παρακολούθηση της παραγωγής αυτής της πρωτεΐνης σύντηξης με ανοσοαποτύπωση κατά western με χρήση του πρωτεύοντος αντισώματος επιμύος anti-CBD (New England Biolabs, USA, 1: 100,000 αραίωση) και του δευτερογενούς αντισώματος από αντι-ορό αίγας εναντίον μυός (goat antimouse) συζευγμένου με υπεροξειδάση χρένου (HRP) (Bio-Rad, ΗΠΑ, 1: 4000 αραίωση), έδειξε ότι 74 από αυτές (~ 49%) παρήγαγαν υψηλές ποσότητες της τετραμερούς πρωτεϊνικής σύντηξη. Μεταξύ αυτών των 74 κλώνων που παρήγαγαν την πρόδρομη πρωτεϊνική σύντηξη (με μοριακή μάζα ~ 25kDa), 67 κλώνοι (~ 45% των συνολικών κλώνων που ελέγχθηκαν) έδωσαν επίσης μια ζώνη μικρότερου μοριακού βάρους (μοριακή μάζα ~ 20kDa), η οποία αντιστοιχεί σε ένα από τα προϊόντα του πρωτεϊνικού ματίσματος, το IN-CBD, το οποίο απελευθερώνεται μετά την κυκλοποίηση του πεπτιδίου. Συνεπώς, σύμφωνα με αυτά τα αποτελέσματα, οι παραγόμενες βακτηριακές βιβλιοθήκες που κωδικοποιούν τα κυκλικά επταπεπτίδια περιέχουν περίπου 5.400.000.000 κλώνους, οι οποίοι εκφράζουν την τετραμερή πρωτεϊνική σύντηξη σε υψηλά επίπεδα και οι οποίες είναι ικανές να υποστούν πρωτεϊνικό μάτισμα και να παράξουν δυνητικά κυκλικό πεπτίδιο. Αυτή η ποικίλο μορφία καλύπτει πλήρως τη θεωρητική ποικιλομορφία των συνδυασμένων βιβλιοθηκών cyclo-Nu Χ1Χ2Χ3X4X5X6(3 x 20<6>= 192.000.000) κατά σχεδόν τρεις φορές (Εικ. 1Β). A PCR reaction on 150 randomly selected clones using intein-specific primers revealed that 82 of them (~55%) contained the correct insert. Overexpressing the IC-peptide-IN-CBD tetrameric fusion protein with 0.002% arabinose in these randomly selected clones and monitoring the production of this fusion protein by western blotting using the rat anti-CBD primary antibody (New England Biolabs, USA, 1:100,000 dilution) and horseradish peroxidase (HRP)-conjugated goat antimouse secondary antibody (Bio-Rad, USA, 1:4000 dilution), showed that 74 of them (~49%) produced high amounts of the tetrameric protein fusion. Among these 74 clones that produced the fusion protein precursor (with a molecular mass of ~25kDa), 67 clones (~45% of the total clones screened) also gave a lower molecular weight band (molecular mass ~20kDa), which corresponds to a from the protein splicing products, IN-CBD, which is released after peptide cyclization. Therefore, according to these results, the generated bacterial libraries encoding the cyclic heptapeptides contain approximately 5,400,000,000 clones, which express the tetramer protein fusion at high levels and which are capable of undergoing protein splicing and potentially producing a cyclic peptide. This diversity fully covers the theoretical diversity of the combined cyclo-Nu libraries X1X2X3X4X5X6(3 x 20<6>= 192,000,000) by nearly threefold (Fig. 1B).
Κατασκευή φορέων έκφρασης Construction of expression vectors
Για την κατασκευή του βοηθητικού φορέα pSICLOPPSKanR, πραγματοποιήθηκε αντίδραση PCR για την ενίσχυση του γονιδίου που κωδικοποιεί την αμινογλυκοσίδικη 3'-φωσφοτρανσφεράση (aminoglycoside 3 '-phosphotransferase, KanR - το ένζυμο που προσδίδει αντίσταση στο αντιβιοτικό καναμυκίνη) από το pET28a(+) (Novagen, USA) και ακολούθησε πέψη με Bgll και Hindlll και εισαγωγή σε παρόμοια κομμένο πλασμίδιο pSICLOPPS. Για την κατασκευή του βοηθητικού φορέα pSICLOPPS(H24L/F26A)KanR, το γονίδιο που κωδικοποιεί την C-τελική περιοχή της διαιρημένης Ssp DnaE ιντεΐνης (1C) μεταλλάχθηκε χρησιμοποιώντας μεταλλαξιογόνους εκκινητές και το πλασμίδιο pSICLOPPS ως εκμαγείο. Το προϊόν της PCR IC(H24L/F26A) στη συνέχεια υπέστη πέψη με Ncol και Bg1l, το γονίδιο KanR χωνεύθηκε από το pSICLOPPSKanR με τα ένζυμα Bg1l και Hindlll και ο φορέας pSICLOPPS υπέστη πέψη με Ncol και Hindlll. Τα προαναφερθέντα προϊόντα που έχουν υποστεί πέψη (IC(H24L/F26A), KanR και pSICLOPPS) συνδέθηκαν με αντίδραση λιγάσης, οδηγώντας στην παραγωγή του επιθυμητού φορέα pSICLOPPS(H24L/F26A)KanR. To construct the helper vector pSICLOPPSKanR, a PCR reaction was performed to amplify the gene encoding aminoglycoside 3'-phosphotransferase (KanR - the enzyme that confers resistance to the antibiotic kanamycin) from pET28a(+) (Novagen , USA) followed by digestion with Bgll and Hindlll and insertion into similarly cut plasmid pSICLOPPS. To construct the pSICLOPPS(H24L/F26A)KanR helper vector, the gene encoding the C-terminal region of the split Ssp DnaE intein (1C) was mutated using mutagenic primers and the pSICLOPPS plasmid as a template. The IC(H24L/F26A) PCR product was then digested with NcoI and Bg11, the KanR gene was digested from pSICLOPPSKanR with Bg11 and HindIII, and the pSICLOPPS vector was digested with NcoI and HindIII. The aforementioned digests (IC(H24L/F26A), KanR and pSICLOPPS) were ligated by a ligase reaction, leading to the production of the desired vector pSICLOPPS(H24L/F26A)KanR.
Για την κατασκευή του pSICLOPPS (Η24L/F26Α)-ΑβC7-1 , pSICLOPPS (H24L/F26A)-ΑβC7-2, pSICLOPPS (H24L/F26A)-ΑβC7-3, pSICLOPPS (H24L/F26A)-ΑβC7-7 και pSICLOPPS H24L/F26A)-ΑβC7-14, τα πλασμίδια pSICLOPPS-ΑβC7-1, pSICLOPPS-ΑβC7-2 pSICLOPPS- ΑβC7-3, pSICLOPPS-ΑβC7-7 και pSICLOPPS-ΑβC7-14 χωνεύθηκαν με Bgll και Hindlll και τα προκύπτοντα ενθέματα συνδέθηκαν μέσω αντίδρσης λιγάσης με το παρόμοια χωνευμένο pSICLOPPS (H24L/F26A)KanR φορέα. For the construction of pSICLOPPS (H24L/F26A)-AβC7-1, pSICLOPPS (H24L/F26A)-AβC7-2, pSICLOPPS (H24L/F26A)-AβC7-3, pSICLOPPS (H24L/F26A)-AβC7-7 and pSICLOPPS H24L /F26A)-AβC7-14, plasmids pSICLOPPS-AβC7-1, pSICLOPPS-AβC7-2 pSICLOPPS-AβC7-3, pSICLOPPS-AβC7-7 and pSICLOPPS-AβC7-14 were digested with Bgll and HindIII and the resulting inserts were ligated by reaction ligase with the similarly digested pSICLOPPS (H24L/F26A)KanR vector.
Για την κατασκευή των pSICLOPPS-ΑβCλ-1 (C1 S), pSICLOPPS-ΑβCλ-1 (C1T), pSICLOPPS - ΑβC7 - 1 (Κ2 Α) , pSICLOPPS-ΑβC7-1(V3A), pSICLOPPS-ΑβC7-l(W4A), pSICLOPPS - ΑβC7 - 1 (Q5 A) , pSICLOPPS-ΑβC7-1(L6A), pSICLOPPS-ΑβC7-l(L7A), pSICLOPPS -ΑβC7 - 14(C 1 S), pSICLOPPS-ΑβC7- 14(C 1 T), pSICLOPPS-ΑβC7- 14(R2A), pSICLOPPS - ΑβC7 - 14(13 A) , pSICLOPPS-ΑβC7-14(V4A), pSICLOPPS-ΑβC7-14(P5A), pSICLOPPS- ΑβC7-14(S6A) και pSICLOPPS-ΑβC7-14(L7Α), πραγματοποιήθηκε αντίδραση PCR μεταλλαξιγένεσης ξεκινώντας από το pSICLOPPS-AβC7-1 ή το pSICLOPPS-AβC7-14 αντίστοιχα, ακολουθούμενη από πέψη με Bgll και Hindlll και σύνδεση σε ένα παρόμοια χωνευμένο pSICLOPPSKanR φορέα. Με παρόμοιο τρόπο παρασκευάστηκαν και τα pSICLOPPS-ΑβC7-371, pSICLOPPS- ΑβC7-405 και pSICLOPPS-ΑβC7-416. For the construction of pSICLOPPS-AβCλ-1 (C1 S), pSICLOPPS-AβCλ-1 (C1T), pSICLOPPS-AβC7-1 (K2 A), pSICLOPPS-AβC7-1(V3A), pSICLOPPS-AβC7-1(W4A) . , pSICLOPPS-AβC7-14(R2A), pSICLOPPS-AβC7-14(13 A), pSICLOPPS-AβC7-14(V4A), pSICLOPPS-AβC7-14(P5A), pSICLOPPS-AβC7-14(S6A) and pSICLOPPS-AβC7 -14(L7A), a mutagenesis PCR reaction was performed starting from pSICLOPPS-AβC7-1 or pSICLOPPS-AβC7-14 respectively, followed by digestion with BglII and HindIII and ligation into a similarly digested pSICLOPPSKanR vector. pSICLOPPS-AβC7-371, pSICLOPPS-AβC7-405 and pSICLOPPS-AβC7-416 were similarly prepared.
Για την κατασκευή του ρΕΤ-Αβ42, το γονίδιο Αβ42 ενισχύθηκε με PCR από το pΕΤΑβ42-GFΡ. Το προϊόν PCR που προέκυψε υποβλήθηκε σε πέψη με Ncol και Xhol και εισήχθη σε ένα παρόμοια χωνευμένο πλασμίδιο pET28a(+). To construct pET-Aβ42, the Aβ42 gene was amplified by PCR from pETAβ42-GFR. The resulting PCR product was digested with NcoI and XhoI and inserted into a similarly digested pET28a(+) plasmid.
Διαλογή της βιβλιοθήκης των κυκλικών επταπεπτιδίων Screening of the cyclic heptapeptide library
Ηλεκτρο-δεκτικά κύτταρα Ε. coli Tuner (DE3) (Novagen, USA) που φέρουν τον φορέα έκφρασης pΕΤΑβ42-GFΡ, ο οποίος παράγει Αβ42-GFΡ υπό τον έλεγχο του Τ7 υποκινητή, συν-μετασχηματίστηκαν με τη συνδυασμένη βιβλιοθήκη των πλασμιδίων pSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6- Συλλέχθησαν περίπου 10<9>αποικίες που φέρουν και τους δύο φορείς, οι οποίες συνενώθηκαν μαζί και αραιώθηκαν μέχρις ότου η οπτική πυκνότητα στα 600 nm (OD600) ήταν περίπου ίση με 0,1 σε μία υγρή καλλιέργεια LB που περιείχε 0,005% L(+)-αραβινόζη για την επαγωγή της παραγωγής των κυκλικών πεπτιδίων. Η καλλιέργεια επωάστηκε στους 37 °C με ανακίνηση μέχρις ότου το OD600 ήταν 0.4-0. 5, στο οποίο σημείο προστέθηκε στο δείγμα 0.1 mM ισοπροπυλο - β - D - θειογαλακτοσίδιο (IPTG) για επαγωγή της υπερέκφρασης του Αβ42-GFΡ. Μετά από 2 ώρες επαγωγής στους 37 °C καταγράφηκε ο φθορισμός 50.000 κυττάρων χρησιμοποιώντας το σύστημα BD FACSAria II (BD Biosciences, USA) το οποίο περιλάμβανε λέιζερ για διέγερση του GFP στα 488 nm και ζωνοπερατό φίλτρο (band pass filter) 530/30 για ανίχνευση του σήματος. Ακολούθως, ~3xl 0<9>κύτταρα εγκλείστηκαν σε γραφική παράσταση διασκορπισμού της πλάγιας σκέδασης (SSC-H) έναντι της εμπρόσθιας σκέδασης(FSC-Η) προκειμένου να εξαλειφθούν τα μη κυτταρικά συμβάντα και υποβλήθηκαν σε διαλογή με FACS με σκοπό την απομόνωση του βακτηριακού πληθυσμού που εμφάνιζε το ανώτατο 2% του φθορισμού. Τα κύτταρα που απομονώθηκαν καλλιεργήθηκαν εκ νέου και υποβλήθηκαν σε διαλογή για έξι επιπλέον γύρους με τον ίδιο τρόπο, στο οποίο σημείο απομονώθηκε το DNA από τον εμπλουτισμένο πληθυσμό χρησιμοποιώντας το kit απομόνωσης Qiagen Plasmid Mini Kit. E. coli Tuner (DE3) electroreceptive cells (Novagen, USA) carrying the pETAβ42-GFR expression vector, which produces Aβ42-GFR under the control of the T7 promoter, were co-transformed with the pooled library of plasmids pSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6 - Approximately 10<9> colonies carrying both vectors were collected, pooled together and diluted until the optical density at 600 nm (OD600) was approximately equal to 0.1 in a liquid LB culture containing 0.005% L( +)-arabinose to induce the production of cyclic peptides. The culture was incubated at 37 °C with shaking until the OD600 was 0.4-0. 5, at which point 0.1 mM isopropyl-β-D-thiogalactoside (IPTG) was added to the sample to induce Aβ42-GFR overexpression. After 2 h induction at 37 °C the fluorescence of 50,000 cells was recorded using the BD FACSAria II system (BD Biosciences, USA) which included a laser for GFP excitation at 488 nm and a 530/30 band pass filter for detection of the signal. Next, ∼3xl 0<9> cells were gated on a scatter plot of side scatter (SSC-H) versus forward scatter (FSC-H) to eliminate non-cellular events and FACS sorted to isolate bacterial population that exhibited the highest 2% of fluorescence. The isolated cells were recultured and screened for six additional rounds in the same manner, at which point DNA was isolated from the enriched population using the Qiagen Plasmid Mini Kit isolation kit.
Παραγωγή πρωτεΐνης / κυκλικού πεπτιδίου σε υγρές καλλιέργειες Protein / cyclic peptide production in liquid cultures
Κύτταρα Tuner Ε. coli (DE3), πρόσφατα μετασχηματισμένα με τους κατάλληλους φορείς έκφρασης, χρησιμοποιήθηκαν για όλα τα πειράματα παραγωγής πρωτεΐνης. Μοναδιαίες βακτηριακές αποικίες χρησιμοποιήθηκαν για τον εμβολιασμό των υγρών καλλιεργειών LB, οι οποίες περιείχαν 40 pg/mL χλωραμφενικόλης και 50 pg/mL καναμυκίνης. Αυτές οι καλλιέργειες χρησιμοποιήθηκαν με αραίωση 1: 100 για να εμβολιάσουν φρέσκιες καλλιέργειες LB που περιείχαν 0.02% υ(+)-αραβινόζη και οι οποίες επωάστηκαν στους 37 °C με ανάδευση, μέχρις ότου η οπτική τους πυκνότητα στα 600 nm ήταν περίπου ίση με 0,4 (OD600 ~ 0,4). Στο σημείο αυτό, πραγματοποιήθηκε πρόκληση της παραγωγής πρωτεΐνης για 2 ώρες, μετά από προσθήκη 0,1 mM IPTG. Tuner E. coli (DE3) cells, freshly transformed with the appropriate expression vectors, were used for all protein production experiments. Single bacterial colonies were used to inoculate liquid LB cultures, which contained 40 pg/mL chloramphenicol and 50 pg/mL kanamycin. These cultures were used at a 1:100 dilution to inoculate fresh LB cultures containing 0.02% y(+)-arabinose and incubated at 37 °C with agitation until their optical density at 600 nm was approximately equal to 0 .4 (OD600 ~ 0.4). At this point, protein production was challenged for 2 h, after addition of 0.1 mM IPTG.
Φθορισμός βακτηριακών κυττάρων Bacterial cell fluorescence
Μετά την πρωτεϊνική υπερέκφραση, συλλέχθηκαν με φυγοκέντρηση τα βακτηριακά κύτταρα που αντιστοιχούν σε 1 mL καλλιέργειας με OD600 = 1, επαναιωρήθηκαν σε 100 μI αλατούχου φωσφορικού ρυθμιστικού διαλύματος (PBS), μεταφέρθηκαν σε μια μικροπλάκα FLUOTRAC 200 96-πηγαδιών (Greiner Bio One International, Αυστρία ) και μετά από διέγερση στα 488 nm, μετρήθηκε ο φθορισμός τους στα 510 nm χρησιμοποιώντας το φθορισμόμετρο μικροπλάκας TECAN Safire II-Basic (Tecan, Αυστρία). Για τις μετρήσεις φθορισμού ThS, ακολουθήθηκε παρόμοια διαδικασία με την εξαίρεση ότι τα κύτταρα επαναιωρήθηκαν σε 250 μΜ ThS σε PBS, εξισορροπήθηκαν για 15 λεπτά και στη συνέχεια καταγράφηκαν τα φάσματα εκπομπής τους στην περιοχή 460-600 nm. Για τις μετρήσεις κύτταρο μέτριας ροής, μετά από την πρωτεϊνική υπερέκφραση, καταγράφηκε ο φθορισμός 50.000 κυττάρων επαναιωρημένων σε PBS στα 530/30 nm μετά από διέγερση του GFP στα 488 nm, χρησιμοποιώντας το σύστημα BD FACSAria II (BD Biosciences, USA). After protein overexpression, bacterial cells corresponding to 1 mL of culture with OD600 = 1 were collected by centrifugation, resuspended in 100 µL of phosphate-buffered saline (PBS), transferred to a FLUOTRAC 200 96-well microplate (Greiner Bio One International, Austria ) and after excitation at 488 nm, their fluorescence was measured at 510 nm using the TECAN Safire II-Basic microplate fluorometer (Tecan, Austria). For ThS fluorescence measurements, a similar procedure was followed with the exception that cells were resuspended in 250 μM ThS in PBS, equilibrated for 15 min, and then their emission spectra were recorded in the 460–600 nm range. For medium flow cell measurements, after protein overexpression, the fluorescence of 50,000 cells resuspended in PBS was recorded at 530/30 nm after GFP excitation at 488 nm, using the BD FACSAria II system (BD Biosciences, USA).
Αλληλούχιση νεας γενιάς Succession of new generation
Η αλληλούχιση νέας γενιάς πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας μία Ion Torrent πλατφόρμα αλληλούχισης υψηλής απόδοσης. Η συνδυασμένη βιβλιοθήκη των πλασμιδίων PSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6και η εμπλουτισμένη βιβλιοθήκη των πεπτιδίων μετά τον έβδομο γύρο διαλογής υποβλήθηκαν σε πέψη με Ncol και BsrGI και τα προκύπτοντα προϊόντα μεγέθους -250 bp που περιείχαν την περιοχή κωδικοποίησης του εκάστοτε πεπτιδίου, απομονώθηκαν και αναλύθηκαν. Τα αποτελέσματα τις αλληλούχισης ευθυγραμμίστηκαν με μια ακολουθία αναφοράς χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα bowtie2 (ν2.2.8). Οι πληροφορίες ευθυγράμμισης που είναι αποθηκευμένες στη συμβολοσειρά CIGAR του προκύπτοντος αρχείου SAM αναλύθηκαν και χαρτογραφήθηκαν σε ακολουθίες αντιστοίχισης και αναντιστοιχίας χρησιμοποιώντας το εργαλείο biostar59647 των βοηθητικών προγραμμάτων JVarkit. Από το αρχείο XML που προέκυψε, ένα προσαρμοσμένο awk script εξήγαγε τις αλληλουχίες αναντιστοιχίας, οι οποίες στη συνέχεια ομαδοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το εργαλείο CD-HIT (ν4.6.1) μαζί με τις μετρήσεις της ανάγνωσής τους. Από τα ληφθέντα δεδομένα, μόνο οι αλληλουχίες που κωδικοποιούν πεπτίδια μήκους 21 bp με κωδικόνια NNS υποβλήθηκαν σε περαιτέρω ανάλυση. Για την εμπλουτισμένη βιβλιοθήκη των πεπτιδίων, απορρίφθηκαν από την επακόλουθη ανάλυση και όλες οι αλληλουχίες που συμπεριλάμβαναν κωδικόνια λήξης. Next-generation sequencing was performed using an Ion Torrent high-throughput sequencing platform. The combined PSICLOPPS-NuX1X2X3X4X5X6 plasmid library and the enriched peptide library after the seventh round of screening were digested with NcoI and BsrGI, and the resulting products of size -250 bp containing the coding region of each peptide were isolated and analyzed. Sequencing results were aligned to a reference sequence using the bowtie2 program (v2.2.8). The alignment information stored in the CIGAR string of the resulting SAM file was analyzed and mapped to match and mismatch sequences using the JVarkit utilities biostar59647 tool. From the resulting XML file, a custom awk script extracted the mismatch sequences, which were then clustered using the CD-HIT tool (v4.6.1) along with their read counts. From the obtained data, only sequences encoding 21 bp peptides with NNS codons were subjected to further analysis. For the enriched peptide library, all sequences that included stop codons were also discarded from subsequent analysis.
Ανάλυση ομοιότητας της ακολουθίας των πεπτιδίων και ανάλυση κατά συστάδες Peptide sequence similarity analysis and cluster analysis
Η ανάλυση ομοιότητας αλληλουχίας εκτελέστηκε με τη χρήση του εργαλείου ομαδοποίησης Immune Epitope Database (IEDB) (http://tools.iedb.org/cluster2/) και με τη μέθοδο των πλήρως διασυνδεδεμένων συμπλεγμάτων (κλίκες-cliques). Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει σε όλα τα πεπτίδια σε μια κλίκα να μοιράζονται ένα ελάχιστο επίπεδο ομολογίας, ενώ ταυτόχρονα ένα πεπτίδιο μπορεί να είναι μέρος πολλαπλών κλικών. Καθώς η ανάλυση ομοιότητας αλληλουχίας διεξάγεται χρησιμοποιώντας μόνο γραμμικές αλληλουχίες, ταυτοποιήθηκαν και ελήφθησαν υπόψη όλες τις γραμμικές εκδοχές των επιλεγμένων κυκλικών πεπτιδίων τα οποία εμφανίζονται τουλάχιστον 20 φορές μέσα στον εμπλουτισμένο πληθυσμό, καταλήγοντας συνολικά σε 2912 γραμμικές εκδοχές των 416 κυκλικών επταπεπτιδίων. Από την ανάλυση αυτή, ανιχνεύθηκαν 5087 κλίκες που μοιράζονται τουλάχιστον 70% ομολογία αλληλουχίας και μετά την επανένταξη των διαφορετικών γραμμικών εκδοχών στην αρχική αλληλουχία του εκάστοτε κυκλικού πεπτιδίου, παρέμειναν 617 μοναδικές κλίκες. Από τα 416 κυκλικά επταπεπτίδια, τα 323 συμμετείχαν στις κλίκες αυτές σχηματίζοντας συνολικά 1467 μοναδικά ζεύγη με ομολογία στην αλληλουχία τους κατά τουλάχιστον 70%. Τα υπόλοιπα 93 κυκλικά πεπτίδια δεν μοιράζονται το ελάχιστο επίπεδο ομολογίας του 70% με οποιοδήποτε άλλο από τα επιλεγμένα πεπτίδια. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στη συνέχεια σε ένα μη κατευθυνόμενο γράφημα δικτύου χρησιμοποιώντας το λογισμικό γραφικών απεικονίσεων Gephi και ο προσδιορισμός των συμπλεγμάτων πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο Girvan-Newman. Sequence similarity analysis was performed using the Immune Epitope Database (IEDB) clustering tool (http://tools.iedb.org/cluster2/) and the fully connected cliques method. This approach allows all peptides in a clique to share a minimal level of homology, while at the same time a peptide can be part of multiple cliques. As the sequence similarity analysis is performed using only linear sequences, all linear versions of the selected cyclic peptides that occur at least 20 times within the enriched population were identified and considered, resulting in a total of 2912 linear versions of the 416 cyclic heptapeptides. From this analysis, 5087 cliques sharing at least 70% sequence homology were detected, and after rejoining the different linear versions to the original sequence of each cyclic peptide, 617 unique cliques remained. Of the 416 cyclic heptapeptides, 323 participated in these cliques forming a total of 1467 unique pairs with at least 70% sequence homology. The remaining 93 cyclic peptides do not share the minimum homology level of 70% with any other of the selected peptides. Results were then presented in an undirected network graph using Gephi graphical visualization software, and cluster identification was performed using the Girvan-Newman algorithm.
Φθορισμού εντός-πηκτώματος και αναλύσεις ανοσοαποτύπωσης κατά western In-gel fluorescence and western blot analyses
Μετά την πρωτεϊνική υπερέκφραση, συλλέχθησαν με φυγοκέντρηση τα κύτταρα που αντιστοιχούν σε 1 mL καλλιέργεια με OD600 = 1 και επαναιωρήθηκαν σε 100 μΕ PBS. Τα δείγματα υποβλήθηκαν σε λύση με μικρούς κύκλους υπερήχων σε πάγο και τα προκύπτοντα λύματα (ολικό κλάσμα) φυγοκετρήθηκαν σε 13.000 rpm για 25 λεπτά (διαλυτό κλάσμα). Τα δείγματα αναλύθηκαν με ηλεκτροφόρηση σε πηκτή πολυακρυλαμιδίου 10 ή 15% υπό διατακτικές συνθήκες (SDS-PAGE) ή υπό υπό μη-αποδιατακτικες συνθήκες (native-PAGE) αντιστοίχως και χωρίς προηγούμενο βρασμό (για φθορισμό εντός- πηκτώματος) ή μετά από βρασμό των δειγμάτων για 10 λεπτά (για ανο σοαποτύπωση κατά western). Ο φθορισμός εντός- πηκτώματος μετρήθηκε χρησιμοποιώντας το σύστημα απεικόνισης ChemiDoc-It<2>εξοπλισμένο με μια CCD κάμερα και ένα φίλτρο GFP (UVP, UK), μετά από έκθεση για περίπου 3 δευτερόλεπτα. Για την ανοσο αποτύπωση κατά western, οι πρωτεΐνες μεταφέρθηκαν σε PVDF μεμβράνες (Merck, Germany) για 1 ώρα στα 12 V χρησιμοποιώντας σε μία semi-dry συσκευή μεταφοράς (Thermo Fisher, USA). Οι μεμβράνες καλήφθησαν μετά από επώαση για 1 ώρα σε θερμοκρασία δωματίου σε διάλυμα γάλατος 5% σε αλατούχο ρυθμιστικό διάλυμα Tris που περιείχε 0.1% Tween-20 (TBST). Μετά από έκπλυση με TBST τρεις φορές, οι μεμβράνες επωάστηκαν για 1 ώρα σε θερμοκρασία δωματίου με το κατάλληλο αντίσωμα αραιωμένο σε διάλυμα γάλατος 0,5% σε TBST. Τα χρησιμοποιούμενα αντισώματα ήταν το πρωτεύων αντίσωμα επιμύος anti-Αβ (6Ε10) (Covance, USA) σε αραίωση 1: 2000, το πρωτεύων αντίσωμα επιμύος anti-CBD (New England Biolabs, USA) σε αραίωση 1: 100.000 και το δευτερογενές αντίσωμα από αντι-ορό αίγας εναντίον μυός (goat anti-mouse) συζευγμένο με υπεροξειδάση χρένου (ΗRP) (Bio-Rad, ΗΠΑ) σε αραίωση 1: 4000. Οι πρωτεΐνες στη συνέχεια απεικονίστηκαν χρησιμοποιώντας το σύστημα απεικόνισης ChemiDoc-It<2>(UVP, UK). After protein overexpression, cells corresponding to 1 mL culture with OD600 = 1 were harvested by centrifugation and resuspended in 100 µL PBS. Samples were lysed with short cycles of sonication on ice and the resulting lysates (total fraction) were centrifuged at 13,000 rpm for 25 min (soluble fraction). The samples were analyzed by electrophoresis on a 10 or 15% polyacrylamide gel under denaturing conditions (SDS-PAGE) or under non-denaturing conditions (native-PAGE) respectively and without prior boiling (for in-gel fluorescence) or after boiling the samples for 10 minutes (for western immunoblotting). In-gel fluorescence was measured using the ChemiDoc-It<2> imaging system equipped with a CCD camera and a GFP filter (UVP, UK), after exposure for approximately 3 seconds. For western immunoblotting, proteins were transferred to PVDF membranes (Merck, Germany) for 1 h at 12 V using a semi-dry transfer device (Thermo Fisher, USA). Membranes were fixed after incubation for 1 h at room temperature in a 5% milk solution in Tris buffered saline containing 0.1% Tween-20 (TBST). After washing with TBST three times, the membranes were incubated for 1 h at room temperature with the appropriate antibody diluted in 0.5% milk solution in TBST. Antibodies used were rat anti-Aβ (6E10) primary antibody (Covance, USA) at a dilution of 1:2000, rat anti-CBD primary antibody (New England Biolabs, USA) at a dilution of 1:100,000 and secondary antibody from anti -goat anti-mouse serum conjugated with horseradish peroxidase (HRP) (Bio-Rad, USA) at a dilution of 1:4000. Proteins were then visualized using the ChemiDoc-It<2> imaging system (UVP, UK ).
Παρασκευή του μονομερούς πεπτιδίου ΑΒ42 Preparation of the monomeric peptide AB42
Το ανασυνδυασμένο πεπτίδιο Αβ(Μ1-42) (MDAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAED VGSNKGAIIGLMVGGVVIA), που ονομάζεται εδώ Αβ42, εκφράστηκε σε Ε. coli και καθαρίστηκε όπως περιγράφηκε προηγουμένως (Ηabchi J, Arosio Ρ, Pemi Μ, Costa AR, Yagi-Utsumi M, Joshi P, Chia S, Cohen SI, Muller MB, Linse S, Nollen EA, Dobson CM, Knowles TPJ, Vendruscolo M. Sci Adv. 2016, 2: el501244). To λυοφιλιωμένο πεπτίδιο στη συνέχεια διαλύθηκε σε 6Μ GuΗCl, καθαρίστηκε περαιτέρω χρησιμοποιώντας τη στήλη Superdex 75 10/300 GL (GE Ηealthcare) και εκλούστηκε σε ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικού νατρίου 20 mM, pH 8, το οποίο περιείχε 200 μΜ EDTA και 0,02% NaN3. Τέλος, συλλέχθηκε το κέντρο της κορυφής και προσδιορίστηκε η συγκέντρωση του Αβ42 από την απορρόφηση της περιοχής της κορυφής χρησιμοποιώντας τη μοριακή απορρόφηση ε280<=>1,490 Μ<-1>cm<-1>. The recombinant Aβ(M1-42) peptide (MDAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAED VGSNKGAIIGLMVGGVVIA), here named Aβ42, was expressed in E. coli and purified as previously described (Habchi J, Arosio P, Pemi M, Costa AR, Yagi-Utsumi M, Joshi P, Chia S, Cohen SI, Muller MB, Linse S, Nollen EA, Dobson CM, Knowles TPJ, Vendruscolo M. Sci Adv. 2016, 2: el501244). The lyophilized peptide was then dissolved in 6M GuHCl, further purified using a Superdex 75 10/300 GL column (GE Healthcare), and eluted in 20 mM sodium phosphate buffer, pH 8, containing 200 μM EDTA and 0.02% NaN3 . Finally, the center of the peak was collected and the concentration of Aβ42 was determined from the absorbance of the peak area using the molar absorbance ε280<=>1.490 M<-1>cm<-1>.
Πειράματα μελέτης της κινητικής της συσσωμάτωσης του Αβ42 Experiments to study the kinetics of Aβ42 aggregation
Κατάλληλες ποσότητες των συνθετικών κυκλικών πεπτιδίων προστέθηκαν σε 2 μΜ μονομερούς Αβ42 για να ληφθούν οι επιθυμητές μοριακές αναλογίες κυκλικού πεπτιδίου: Αβ42 και τα δείγματα συμπληρώθηκαν με 20 μΜ ThT, 1% ν/ν ακετονιτρίλιο και 0,025% ή 0,1% ν/ν Tween-20 για το ΑβC7-1 και το ΑβC7-14, αντίστοιχα. Υπό αυτές τις συνθήκες, τα ΑβC7-1 και ΑβC7-14 παρέμειναν σταθερά σε μονομερή κατάσταση για τη διάρκεια των in vitro πειραμάτων, όπως προσδιορίστηκε με μετρήσεις δυναμικής σκέδασης φωτός (DLS). Όλα τα δείγματα παρασκευάστηκαν σε σωληνάρια χαμηλής δέσμευσης πρωτεϊνών τύπου Eppendorf, σε πάγο και με μεγάλη προσοχή ώστε να αποφευχθεί η εισαγωγή φυσαλίδων αέρα και μεταφέρθηκαν 80 pL από το κάθε δείγμα σε τρία πηγάδια μιας μικροπλάκας 96 θέσεων, με διαυγές πυθμένα, επίστρωση με πολυαιθυλενικής γλυκόλης (PEG), που παρουσιάζει χαμηλή πρόσδεση πρωτεϊνών και όπου το κάθε πηγάδι έχει το μισό εμβαδό σε σχέση με τις συνήθες μικροπλάκες 96-θέσεων (Coming 3881). Η μικροπλάκα αυτή με τα πρωτεϊνικά δείγματα επωάστηκε στους 37 °C υπό συνθήκες ηρεμίας μέσα σε φθορισμό μέτρο μικροπλάκας (Fluostar Omega, Fluostar Optima ή Fluostar Galaxy, BMG Labtech) και μετά από διέγερση στα 440 nm, μετρήθηκε ο φθορισμός της ThT στα 480 nm, μέσω του πυθμένα του πιάτου. Appropriate amounts of the synthetic cyclic peptides were added to 2 μM Aβ42 monomer to obtain the desired molar ratios of cyclic peptide:Aβ42, and samples were supplemented with 20 μM ThT, 1% v/v acetonitrile, and 0.025% or 0.1% v/v Tween. -20 for AβC7-1 and AβC7-14, respectively. Under these conditions, AβC7-1 and AβC7-14 remained stable in the monomeric state for the duration of the in vitro experiments, as determined by dynamic light scattering (DLS) measurements. All samples were prepared in low protein-binding Eppendorf tubes, on ice and with great care to avoid entrainment of air bubbles, and 80 pL of each sample was transferred to three wells of a 96-well, clear-bottom, polyethylene glycol-coated microplate ( PEG), which exhibits low protein binding and where each well is half the area of conventional 96-well microplates (Coming 3881). This microplate with the protein samples was incubated at 37 °C under resting conditions in a microplate fluorescence meter (Fluostar Omega, Fluostar Optima or Fluostar Galaxy, BMG Labtech) and after excitation at 440 nm, ThT fluorescence was measured at 480 nm, through the bottom of the plate.
Ανοσοαποτυπωμα κηλίδας Blot immunoprint
Τα δείγματα για αυτή τη δοκιμασία παρασκευάστηκαν όπως για τα παραπάνω πειράματα κινητικής με μοναδική διαφορά την απουσία της χρωστικής ThT. 2 μl από το κάθε δείγμα απομακρύνθηκαν σε διαφορετικά χρονικά σημεία και κηλιδώθηκαν επί μεμβράνης νιτροκυτταρίνης (0,2 μm, Whatman). Οι μεμβράνες κατόπιν ξηράνθηκαν, επωάστηκαν με διάλυμα γάλατος 5% σε PBST (0,1%) και μετά επωάστηκαν με ένα πρωτογενές αντίσωμα ειδικό για τα ινίδια του Αβ42 (OC, Millipore) και με ένα δευτερογενές αντίσωμα συζευγμένο με Alexa-Fluor 488 (Life Technologies) σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Η ανίχνευση φθορισμού διεξήχθη με τη χρήση του συστήματος Typhoon Trio Imager (GE Healthcare) και η ποσοτικοποίηση του φθορισμού πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το λογισμικό ImageJ (National Institutes of Health). The samples for this assay were prepared as for the kinetic experiments above with the only difference being the absence of the ThT dye. 2 µl of each sample was removed at different time points and blotted onto a nitrocellulose membrane (0.2 µm, Whatman). Membranes were then dried, incubated with a 5% milk solution in PBST (0.1%), and then incubated with an Aβ42 fibril-specific primary antibody (OC, Millipore) and an Alexa-Fluor 488-conjugated secondary antibody (Life Technologies) according to the manufacturer's instructions. Fluorescence detection was performed using the Typhoon Trio Imager system (GE Healthcare), and fluorescence quantification was performed using ImageJ software (National Institutes of Health).
Ηλεκτρονική μικροσκοπία διέλευσης (ΤΕΜ) Transmission Electron Microscopy (TEM)
5 μl από το κάθε δείγμα αφαιρέθηκαν στο πέρας της αντίδρασης συσσωμάτωσης του Αβ και τοποθετήθηκαν σε μια μεμβράνη άνθρακα πάνω σε πλέγμα χαλκού 400 (carbon support film on 400-mesh copper grid (EM Resolutions Ltd.). Μετά την προσρόφηση, τα πλέγματα χρωματίστηκαν αρνητικά με 2% w/v οξικό ουρανυλεστέρα, καταγράφηκαν οι εικόνες ΤΕΜ χρησιμοποιώντας το μικροσκόπιο ηλεκτρονικής διέλευσης FEI Tecnai G2(Cambridge Advanced Imaging Center) και τέλος οι εικόνες αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το σύστημα SIS Megaview II Image Capture (Olympus). 5 μl of each sample was removed at the end of the Aβ aggregation reaction and placed on a carbon support film on 400-mesh copper grid (EM Resolutions Ltd.). After adsorption, the grids were stained negatively with 2% w/v uranyl acetate, TEM images were captured using the FEI Tecnai G2 transmission electron microscope (Cambridge Advanced Imaging Center) and finally the images were analyzed using the SIS Megaview II Image Capture system (Olympus).
Μελέτη της κινητικότητας των νηματώδη σκώληκων C. elegans Study of the motility of the nematode C. elegans
Στελέγη. Τα ακόλουθα στελέχη χρησιμοποιήθηκαν για αυτό το πείραμα: (1) GMC101, που στο παρόν αναφέρεται ως Αβ σκουλήκια, με γονότυπο [unc-54p::A-beta-1-42::unc-54 3'- UTR mtl-2p::GFP], To mt1-2p::GFP εκφράζει ιδιοσυστατικά την πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη (GFP) στα εντερικά κύτταρα. To unc-54p::A-beta-1-42 εκφράζει το Αβ42 στα μυϊκά κύτταρα του τοιχώματος του σώματος, με αποτέλεσμα την συσσωμάτωση του Αβ42 και την παράλυση του σκουληκιού μετά από τη μεταβολή της θερμοκρασίας από τους 20 στους 25 °C. (2) Ν2, αγρίου τύπου C. elegans var Bristol, που στο παρόν αναφέρονται ως άγριου τύπου σκώληκες. Stelegi. The following strains were used for this experiment: (1) GMC101, herein referred to as Aβ worms, genotyped [unc-54p::A-beta-1-42::unc-54 3'- UTR mtl-2p: :GFP], mt1-2p::GFP constitutively expresses green fluorescent protein (GFP) in intestinal cells. unc-54p::A-beta-1-42 expresses Aβ42 in body wall muscle cells, resulting in Aβ42 aggregation and paralysis of the worm after the temperature shift from 20 to 25 °C. (2) N2, wild-type C. elegans var Bristol, referred to herein as wild-type worms.
Διαδικασίες πολλαπλασιασ ιιού . Οι σκώληκες C. elegans πολλαπλασιάστηκαν χρησιμοποιώντας τις σύνηθες συνθήκες. Εν συντομία, τα σκουλήκια υποβλήθηκαν σε κατεργασία με υποχλωριώδες νάτριο, τα αυγά εκκολάφθηκαν κατά τη διάρκεια της νύκτας σε ρυθμιστικό διάλυμα Μ9 (3 g/L ΚΗ2ΡO4, 6 g/L Na2HPO4, 5 g/L NaCl and 1 mM MgSO4) και στη συνέχεια κατανεμήθηκαν σε τρυβλία θρεπτικού μέσου ανάπτυξης νηματωδών NGM [1 mM CaCl2, 1 mM MgSO4, 5 mg/ml cholesterol, 250 mM KH2P04(pH 6), 17 g/L agar, 3 g/L NaCl και 7.5 g/L casein] τα οποία είχαν επιμολυνθεί με κύτταρα Ε. cob ΟΡ50 και επωάστηκαν στους 20 °C. Αφού έφτασαν στο στάδιο ανάπτυξης L4, -700 σκώληκες τοποθετήθηκαν σε τρυβλία NGM που περιείχαν την επιθυμητή συγκέντρωση των κυκλικών πεπτιδίων σε διάλυμα 1% ν/ν ακετονιτρίλιο. Τα συνθετικά κυκλικά πεπτίδια παρεσχέθησαν στους σκώληκες χωρίς πρόσθετα βήματα που να ενισχύουν τη διαπερατότητά τους. Σε εκείνο το σημείο, προστέθηκε επίσης στα τριβλία 75 μΜ 5-φθορο-2’-δεοξυουριδίνης (5-fluoro-2'deoxyuridine, FUDR) με σκοπό την αναστολή της ανάπτυξης των απογόνων των σκώληκων. Τα τριβλία στη συνέχεια μεταφέρθηκαν στους 24 °C για να προωθηθεί η έκφραση και η συσσωμάτωση του Αβ42. Virus propagation processes. C. elegans worms were propagated using standard conditions. Briefly, worms were treated with sodium hypochlorite, eggs hatched overnight in M9 buffer (3 g/L KH2PO4, 6 g/L Na2HPO4, 5 g/L NaCl and 1 mM MgSO4) and then were distributed in plates of NGM nematode growth medium [1 mM CaCl2, 1 mM MgSO4, 5 mg/ml cholesterol, 250 mM KH2PO4(pH 6), 17 g/L agar, 3 g/L NaCl and 7.5 g/L casein] the which were infected with E. cob OP50 cells and incubated at 20 °C. After reaching the L4 developmental stage, ∼700 worms were placed in NGM plates containing the desired concentration of the cyclic peptides in a 1% v/v acetonitrile solution. The synthetic cyclic peptides were provided to the worms without additional steps to enhance their permeability. At that point, 75 µM 5-fluoro-2'-deoxyuridine (FUDR) was also added to the plates to inhibit the growth of the progeny worms. The plates were then transferred to 24 °C to promote Aβ42 expression and aggregation.
Δοκιμασία κινητικότητας. Στις ημέρες 5 έως 10 της ενηλικίωσης τους, οι σκώληκες συλλέχθηκαν χρησιμοποιώντας το ρυθμιστικό διάλυμα Μ9 και διανεμήθηκαν σε τριβλία NGM μήκους 9 cm. Οι κινήσεις των σκουληκιών καταγράφηκαν σε 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο για 1 λεπτό χρησιμοποιώντας μια ιδιοκατασκευή που περιλαμβάνει μία διάταξη μικροσκοπίου και οι κάμψεις του σώματος των σκώληκων ποσοτικοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας έναν προσαρμοσμένο αλγόριθμο παρακολούθησης. Συνολικά, ~ 2300 σκουλήκια αναλύθηκαν για το κάθε πεπτίδιο με μέσο όρο ~ 200 σκουλήκια ανά πείραμα. Η συνολική φυσική κατάσταση αναφέρεται στο άθροισμα της κινητικότητας και της ταχύτητας των σκώληκων. Mobility test. On days 5 to 10 of adulthood, worms were harvested using M9 buffer and plated on 9 cm NGM plates. The movements of the worms were recorded at 30 frames per second for 1 minute using a proprietary construction including a microscope setup, and the body bends of the worms were quantified using a custom tracking algorithm. In total, ~2300 worms were analyzed for each peptide with an average of ~200 worms per experiment. Overall fitness refers to the sum of worms' mobility and speed.
Ποσοτικοποίηση των συσσωματωμάτων. Ζωντανοί σκώληκες χρωματίστηκαν μετά από επώαση με 1 μΜ NIAD-4 (0.1% ν/ν DMSO σε ρυθμιστικό διάλυμα Μ9) για 6 ώρες σε θερμοκρασία δωματίου και στη συνέχεια μεταφέρθηκαν σε τριβλία NGM για να αποχρωματιστούν για περίπου 16 ώρες. Οι χρωματισμένοι σκώληκες στη συνέχεια αναισθητοποιήθηκαν με προσθήκη 40 mM NaN3και τοποθετήθηκαν σε επιθέματα αγαρόζης 2% σε αντικείμενο φόρες πλάκες μικροσκοπίου. Οι εικόνες συλλέχθηκαν χρησιμοποιώντας το μικροσκόπιο φθορισμού Zeiss Axio Observer D1 (Carl Zeiss Microscopy GmbH) με 20 x αντικειμενικό φακό και το φίλτρο 49004 ET-CY3/TRITC filter (Chroma Technology Corp) και η ένταση του φθορισμού υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας το λογισμικό ImageJ (National Institutes of Health). Στην ανάλυση υπολογίστηκε μόνο η επικεφαλής περιοχή των σκωληκών λόγω του υψηλού μη ειδικού σήματος στο έντερο. Quantification of aggregates. Live worms were stained after incubation with 1 μM NIAD-4 (0.1% v/v DMSO in M9 buffer) for 6 h at room temperature and then transferred to NGM plates to be destained for approximately 16 h. Stained worms were then anesthetized by adding 40 mM NaN 3 and mounted on 2% agarose slides on microscope slides. Images were collected using a Zeiss Axio Observer D1 fluorescence microscope (Carl Zeiss Microscopy GmbH) with a 20 x objective and the 49004 ET-CY3/TRITC filter (Chroma Technology Corp), and fluorescence intensity was calculated using ImageJ software (National Institutes of of Health). Only the head region of the worms was calculated in the analysis due to the high non-specific signal in the gut.
Στατιστικές αναλύσεις Statistical analyses
Οι στατιστικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Prism (GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, USA) και οι μέσες τιμές συγκρίθηκαν χρησιμοποιώντας τη δοκιμασία unpaired two-tailed t-test. Για τα ζωικά πειράματα , τα μεγέθη των ομάδων επιλέχθηκαν με βάση προηγούμενες εμπειρίες και τη βιβλιογραφία, έτσι ώστε να παραμείνουν επαρκείς αριθμοί στο τέλος του πειράματος. Δεν εξαιρέθηκε κανένα δείγμα, σκουλήκι ή πειραματικό δεδομένο από τις αναφερόμενες αναλύσεις. Statistical analyzes were performed using the Prism program (GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, USA) and mean values were compared using the unpaired two-tailed t-test. For animal experiments, group sizes were selected based on previous experience and the literature, so that sufficient numbers remained at the end of the experiment. No samples, worms, or experimental data were excluded from the reported analyses.
Ενώ η εφεύρεση έχει περιγράφει σε σχέση με συγκεκριμένες ενσωματώσεις, είναι προφανές ότι είναι δυνατές τροποποιήσεις χωρίς απομάκρυνση από το πεδίο της εφεύρεσης. While the invention has been described with respect to specific embodiments, it is apparent that modifications are possible without departing from the scope of the invention.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GR20190100453A GR20190100453A (en) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Cyclic peptide inhibitors of amyloid-b aggregation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GR20190100453A GR20190100453A (en) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Cyclic peptide inhibitors of amyloid-b aggregation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
GR20190100453A true GR20190100453A (en) | 2021-05-19 |
Family
ID=71575479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
GR20190100453A GR20190100453A (en) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Cyclic peptide inhibitors of amyloid-b aggregation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
GR (1) | GR20190100453A (en) |
-
2019
- 2019-10-11 GR GR20190100453A patent/GR20190100453A/en unknown
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
DAVID MORGENSTERN, BETTINA H. ROHDE, GLENN F. KING, TZACHY TAL, DANIEL SHER, ELIAHU ZLOTKIN: "The tale of a resting gland: Transcriptome of a replete venom gland from the scorpion Hottentotta judaicus", TOXICON, ELMSFORD, NY, US, vol. 57, no. 5, 1 April 2011 (2011-04-01), US, pages 695 - 703, XP055725161, ISSN: 0041-0101, DOI: 10.1016/j.toxicon.2011.02.001 * |
MA SHUAI; ZHANG HUAN; DONG XIAOYAN; YU LINLING; ZHENG JIE; SUN YAN: "Head-to-tail cyclization of a heptapeptide eliminates its cytotoxicity and significantly increases its inhibition effect on amyloidβ-protein fibrillation and cytotoxicity", FRONTIERS OF CHEMICAL SCIENCE AND ENGINEERING, HIGHER EDUCATION PRESS, HEIDELBERG, vol. 12, no. 2, 11 January 2018 (2018-01-11), Heidelberg, pages 283 - 295, XP036506893, ISSN: 2095-0179, DOI: 10.1007/s11705-017-1687-2 * |
XP055724796 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Haeusser et al. | Splitsville: structural and functional insights into the dynamic bacterial Z ring | |
Lechtreck et al. | The Chlamydomonas reinhardtii BBSome is an IFT cargo required for export of specific signaling proteins from flagella | |
Zhang et al. | Identification of CSPα clients reveals a role in dynamin 1 regulation | |
Postema et al. | IRTKS (BAIAP2L1) elongates epithelial microvilli using EPS8-dependent and independent mechanisms | |
Risser et al. | Genetic characterization of the hmp locus, a chemotaxis‐like gene cluster that regulates hormogonium development and motility in N ostoc punctiforme | |
Li et al. | Analysis of the Rab GTPase interactome in dendritic cells reveals anti-microbial functions of the Rab32 complex in bacterial containment | |
Skowyra et al. | PEX5 translocation into and out of peroxisomes drives matrix protein import | |
Pflüger-Grau et al. | The interplay of the EIIANtr component of the nitrogen-related phosphotransferase system (PTSNtr) of Pseudomonas putida with pyruvate dehydrogenase | |
ITMI20071975A1 (en) | PRODUCTS AND THEIR USE FOR DIAGNOSIS PREVENTION AND-OR TREATMENT OF HUMAN PATHOLOGIES E-O ANIMALS CHARACTERIZED BY THE ANOMALA DEPOSITION OF B-AMYLOID E-O SIMILAMYLOID SUBSTANCE IN HUMAN ORGANS AND TESSTUI E-O ANIMALS AND SCREENING METHOD FOR DETERMINATION | |
Gan et al. | The Salmonella Effector SseK3 Targets Small Rab GTPases | |
Patil et al. | A disordered region controls cBAF activity via condensation and partner recruitment | |
Pigazzini et al. | An expanded polyproline domain maintains mutant huntingtin soluble in vivo and during aging | |
GR20190100453A (en) | Cyclic peptide inhibitors of amyloid-b aggregation | |
US11858974B2 (en) | Macrocyclic modulators of disease associated protein misfolding and aggregation | |
Hwang et al. | Assembly of FAP93 at the proximal axoneme in Chlamydomonas cilia | |
JP2007209227A (en) | Method for screening substance for treatment of neurodegenerative disease | |
Loukil et al. | Identification of new ciliary signaling pathways in the brain and insights into neurological disorders | |
Pawlikowski et al. | Formation of complex AChR aggregates in vitro requires α‐dystrobrevin | |
Verleyen et al. | Cloning of neuropeptide-like precursor 1 in the gray flesh fly and peptide identification and expression | |
Mangan | Cingulin is a Component of the Apical Membrane Initiation Site that Induces Epithelial Cell Polarization and Lumen Formation | |
Chiki | Development of novel methods and tools to decipher the huntingtin post-translation modifications code | |
Betancourt-Solis | Biochemical Analysis of Atlastin’s Membrane Anchor: Morphology, Dynamics, and Function | |
Armbrust | The role of meprin β for the pathogenesis of Alzheimer's disease | |
Guo | A bacterial scaffolding protein keeps the cell cycle and differentiation in check by regulating histidine kinase activity | |
Samson | A three-dimensional view of the interface between nuclear envelope and chromatin |