ITMI20072323A1 - PEPTIDES INHIBITORS OF TUBULINE POLYMERIZATION - Google Patents

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ITMI20072323A1
ITMI20072323A1 ITMI20072323A ITMI20072323A1 IT MI20072323 A1 ITMI20072323 A1 IT MI20072323A1 IT MI20072323 A ITMI20072323 A IT MI20072323A IT MI20072323 A1 ITMI20072323 A1 IT MI20072323A1
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Graziella Cappelletti
Pierangelo Francescato
Paolo Mario Manitto
Stefano Pieraccini
Giorgio Saladino
Maurizio Sironi
Giovanna Speranza
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Univ Degli Studi Milano
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals

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Description

“PEPTIDI INIBITORI DELLA POLIMERIZZAZIONE DELLA TUBULINA” "PEPTIDES INHIBITORS OF TUBULIN POLYMERIZATION"

L’invenzione fornisce inibitori della polimerizzazione della tubulina. The invention provides tubulin polymerization inhibitors.

Sfondo dell’invenzione Background of the invention

La tubulina è composta da un eterodimero formato da due proteine (alfa e beta tubulina) che polimerizzano dando luogo a sequenze αβαβαβ... Queste sequenze formano dei filamenti che si assemblano in modo tale da formare dei microtubuli. Tubulin is composed of a heterodimer formed by two proteins (alpha and beta tubulin) which polymerize giving rise to αβαβαβ sequences ... These sequences form filaments that assemble in such a way as to form microtubules.

Nel processo di polimerizzazione una unità αβ si unisce con l’unità αβ successiva tramite una serie di complesse interazioni non covalenti su una superficie di interazione pari a circa 3000 A . In the polymerization process, an αβ unit joins with the subsequent αβ unit through a series of complex non-covalent interactions on an interaction surface equal to about 3000 A.

Attualmente la tubulina è uno dei più interessanti target di farmaci antimitotici capaci di bloccare la crescita di cellule tumorali. Diverse molecole capaci di modificare la sua dinamica di polimerizzazione, principalmente di origine naturale, sono attualmente in uso. Negli ultimi anni si è poi sviluppato un ampio filone di ricerca volto ad individuare piccole molecole in grado di legarsi efficacemente alle regioni proteiche che fungono da interfacce nelle interazioni proteina-proteina per impedire l’aggregazione proteica o la polimerizzazione. Questo obiettivo è di primario interesse per modulare tutti quei processi dove le interazioni tra proteine svolgono un ruolo fondamentale. Tubulin is currently one of the most interesting targets of antimitotic drugs capable of blocking the growth of cancer cells. Several molecules capable of modifying its polymerization dynamics, mainly of natural origin, are currently in use. In recent years, a broad line of research has been developed aimed at identifying small molecules capable of effectively binding to protein regions that act as interfaces in protein-protein interactions to prevent protein aggregation or polymerization. This objective is of primary interest to modulate all those processes where the interactions between proteins play a fundamental role.

La polimerizzazione della tubulina porta alla formazione di microtubuli che sono coinvolti in molteplici funzioni cellulari, fra cui i processi di divisione cellulare. La crescita e la rottura dei microtubuli è un processo caratterizzato da una cinetica assai complessa e l’interazione con tale processo può portare ad una stabilizzazione od ad una destabilizzazione dei microtubuli con pesanti ripercussioni sul ciclo cellulare. Polymerization of tubulin leads to the formation of microtubules which are involved in multiple cell functions, including cell division processes. The growth and rupture of microtubules is a process characterized by a very complex kinetics and the interaction with this process can lead to a stabilization or destabilization of the microtubules with heavy repercussions on the cell cycle.

Diversi farmaci antitumorali utilizzano infatti questo processo per bloccare la crescita di cellule tumorali. In fact, several anticancer drugs use this process to block the growth of cancer cells.

Diversi composti per lo più di origine naturale, quali alcaloidi della Vinca, colchicinoidi e derivati tassanici, interagiscono con la tubulina in siti differenti della sua struttura. Several compounds mostly of natural origin, such as Vinca alkaloids, colchicinoids and taxane derivatives, interact with tubulin in different sites of its structure.

Tali composti presentano severi effetti collaterali, dovuti sia alle caratteristiche intrinseche dei farmaci sia agli additivi che è necessario utilizzare per la loro somministrazione. Inoltre, essendo sostanze di origine naturale, il loro approvvigionamento o la loro sintesi è un processo laborioso. These compounds have severe side effects, due both to the intrinsic characteristics of the drugs and to the additives that must be used for their administration. Furthermore, being substances of natural origin, their supply or synthesis is a laborious process.

L’uso combinato di diversi farmaci ne può permettere un utilizzo a dosi minori, riducendo quindi gli effetti collaterali. Anche da questo punto di vista, pertanto la conoscenza di nuovi inibitori della polimerizzazione della tubulina risulta quindi particolarmente importante e desiderabile. The combined use of different drugs can allow their use in lower doses, thus reducing side effects. Also from this point of view, therefore, the knowledge of new tubulin polymerization inhibitors is therefore particularly important and desirable.

A causa della complessità di ciascun eterodimero della tubulina e del fatto che la regione di interazione fra due unità successive copre un’area di circa 3000 A ’ caratterizzata quindi da un gran numero di complesse interazioni, l’individuazione di opportune sottosequenze amminoacidiche in grado di esplicare un’azione inibitoria presenta notevoli problemi e difficoltà, in quanto il numero di peptidi teoricamente selezionabili è enorme. Si deve inoltre evidenziare che in questo caso il target deH’inibitore è una superficie fra due proteine ed esiste una vasta letteratura sulle difficoltà di sviluppare piccole molecole che “mimando” di fatto una proteina possano bloccare l’interazione fra le superfici proteiche. Ciò è dovuto principalmente a due ragioni: a) la superficie interproteica non si è evoluta per interagire con piccole molecole; b) sebbene si siano iniziate ad evidenziare delle similarità fra superfici di diverse proteine, non esiste ancora una quantità sufficiente di informazioni per stabilire delle analogie di binding e quindi ogni superficie interproteica rappresenta un caso a se stante. Due to the complexity of each tubulin heterodimer and to the fact that the interaction region between two successive units covers an area of about 3000 A 'therefore characterized by a large number of complex interactions, the identification of suitable amino acid sequences capable of carrying out an inhibitory action presents considerable problems and difficulties, as the number of theoretically selectable peptides is enormous. It should also be noted that in this case the target of the inhibitor is a surface between two proteins and there is a vast literature on the difficulties of developing small molecules that "mimicking" a protein can actually block the interaction between protein surfaces. This is mainly due to two reasons: a) the interproteic surface did not evolve to interact with small molecules; b) although similarities between surfaces of different proteins have begun to be highlighted, there is still not a sufficient amount of information to establish binding analogies and therefore each interproteic surface represents a case in itself.

Riassunto dell’invenzione Summary of the invention

La presente invenzione riguarda peptidi con sequenze derivate della tubulina che ne inibiscono il processo di polimerizzazione. The present invention relates to peptides with sequences derived from tubulin which inhibit the polymerization process thereof.

I peptidi dell’ invenzione hanno le seguenti sequenze: The peptides of the invention have the following sequences:

Ser-Pro-Lys-Val-Ser-Asp-Thr-Val-Val (Peptide 1) Ser-Pro-Lys-Val-Ser-Asp-Thr-Val-Val (Peptide 1)

Ala-Trp-Xaa-Pro-Thr-Gly-Phe-Lys-Val-Gly (Peptide 2; Xaa è Cys o Ala); Ala-Trp-Xaa-Pro-Thr-Gly-Phe-Lys-Val-Gly (Peptide 2; Xaa is Cys or Ala);

Phe-Arg-Arg-Lys-Ala-Phe-Leu-His-Trp-Tyr-Thr-Gly (Peptide 3). Phe-Arg-Arg-Lys-Ala-Phe-Leu-His-Trp-Tyr-Thr-Gly (Peptide 3).

Dette sequenze sono sottosequenze delle unità β (peptide 1 e 3) ed a (peptide 2) della tubulina, con la sola eccezione del residuo Alai del peptide 2 (che ha sostituito il residuo Asp presente nella sequenza originaria). I tre peptidi si trovano all’interfaccia fra le due unità a e β come risulta dalla struttura cristallografica depositata nella banca data Protein Data Bank (struttura lTUB.pdb). L’invenzione comprende anche i derivati dei detti peptidi ottenuti per sostituzione degli amminoacidi naturali con i corrispondenti amminoacidi della serie D e/o la derivatizzazione dei gruppi funzionali idrossido, tiolo o dei gruppi funzionali basici di serina, treonina, tirosina, cisteina, arginina, lisina e/o la funzionalizzazione dei gruppi N e C terminali, ad esempio con gruppi acetato a ammidici. L’invenzione comprende anche i derivati ottenuti mediante retroinversione di uno o più legami peptidici, secondo tecniche conosciute che consentono di stabilizzare i peptidi contro gli enzimi idrolitici, migliorando perciò le loro caratteristiche farmacocinetiche. La presente invenzione include anche i derivati o gli analoghi dei detti peptidi ottenuti con mutazione conservativa di ammino acidi, tipicamente da una a tre mutazioni, preferibilmente da una a due e più preferibilmente una mutazione conservativa. Una mutazione conservativa è ad esempio la sostituzione di un residuo basico con un altro residuo basico, di un residuo acido con un altro residuo acido o di un residuo neutro con un altro residuo neutro. La presente invenzione include anche i peptidi che comprendano fino a due amminoacidi aggiuntivi all’ estremità N o C terminale, preferibilmente selezionati tra quelli presenti nelle corrispondenti posizioni nella sequenza della tubulina. Said sequences are subsequences of the β (peptide 1 and 3) and a (peptide 2) units of tubulin, with the sole exception of the Alai residue of peptide 2 (which replaced the Asp residue present in the original sequence). The three peptides are found at the interface between the two units a and β as shown by the crystallographic structure deposited in the Protein Data Bank (structure lTUB.pdb). The invention also includes the derivatives of the said peptides obtained by replacing the natural amino acids with the corresponding amino acids of the D series and / or the derivatization of the hydroxide, thiol functional groups or the basic functional groups of serine, threonine, tyrosine, cysteine, arginine, lysine and / or functionalization of terminal N and C groups, for example with acetate to amide groups. The invention also includes derivatives obtained by retro-inversion of one or more peptide bonds, according to known techniques that allow the peptides to be stabilized against hydrolytic enzymes, thereby improving their pharmacokinetic characteristics. The present invention also includes derivatives or analogs of said peptides obtained with conservative mutation of amino acids, typically from one to three mutations, preferably from one to two and more preferably a conservative mutation. A conservative mutation is for example the replacement of a basic residue with another basic residue, an acid residue with another acid residue or a neutral residue with another neutral residue. The present invention also includes peptides that include up to two additional amino acids at the N or C terminal, preferably selected from those present in the corresponding positions in the tubulin sequence.

Tali sequenze sono localizzate sulla superficie di interazione fra due unità αβ attigue, cioè proprio nella regione spaziale interessata al processo di polimerizzazione. L’interazione avviene in una regione diversa dai domini utilizzati dai farmaci antitumorali precedentemente noti aventi come target la tubulina. These sequences are located on the interaction surface between two adjacent αβ units, that is, precisely in the spatial region involved in the polymerization process. The interaction takes place in a different region from the domains used by previously known anticancer drugs targeting tubulin.

I peptidi oggetto dell’invenzione non interagiscono infatti con uno dei siti già noti per la tubulina ma agiscono piuttosto bloccando la superficie della proteina. In fact, the peptides object of the invention do not interact with one of the sites already known for tubulin but rather act by blocking the surface of the protein.

Inoltre, il sito di interazione degli inibitori dell’invenzione coinvolge amminoacidi altamente conservati nella tubulina in quanto indispensabili alla sua polimerizzazione, e quindi la comparsa di farmacoresistenza dovuta a mutazioni è poco probabile. Furthermore, the site of interaction of the inhibitors of the invention involves highly conserved amino acids in tubulin as they are essential for its polymerization, and therefore the appearance of drug resistance due to mutations is unlikely.

Ne consegue che gli inibitori proposti potranno essere utilizzati in presenza di altri inibitori a dosi ridotte, riducendo così gli effetti collaterali. It follows that the proposed inhibitors can be used in the presence of other inhibitors at reduced doses, thus reducing side effects.

I peptidi dell’ invenzione, che possono essere preparati utilizzando tecniche convenzionali di sintesi peptidica, potranno essere formulati in opportune composizioni farmaceutiche adatte preferibilmente alla somministrazione parenterale, vista la natura peptidica degli ingredienti attivi, anche se non possono essere escluse altre vie di somministrazione quale ad esempio la via orale. The peptides of the invention, which can be prepared using conventional peptide synthesis techniques, can be formulated in suitable pharmaceutical compositions preferably suitable for parenteral administration, given the peptide nature of the active ingredients, even if other routes of administration such as for example for example the oral route.

Le composizioni dell’invenzione potranno essere utilizzate per il trattamento di forme tumorali che rispondano a un trattamento in grado di inibire la polimerizzazione della tubulina. I peptidi dell’invenzione potranno essere eventualmente associati a derivati tassanici (paclitaxel, docetaxel), vincamina, etoposide e derivati o analoghi. The compositions of the invention can be used for the treatment of tumor forms that respond to a treatment capable of inhibiting the polymerization of tubulin. The peptides of the invention may possibly be associated with taxane derivatives (paclitaxel, docetaxel), vincamine, etoposide and derivatives or analogues.

I peptidi dell’invenzione potranno anche essere utili come agenti antiproliferativi, antinfiammatori e per il trattamento di infezioni e malattie dermatologiche o neuro degenerative The peptides of the invention may also be useful as antiproliferative, anti-inflammatory agents and for the treatment of dermatological or neuro degenerative infections and diseases

Le proprietà dei peptidi dell’invenzione sono state evidenziate ricorrendo sia a metodi computazionali sia a metodi sperimentali, come riportato di seguito. The properties of the peptides of the invention have been highlighted using both computational and experimental methods, as shown below.

Metodi computazionali Computational methods

Sono state condotte tre simulazioni di dinamica molecolare “all-atoms” utilizzando il campo di forze AMBER sui sistemi ottenuti “dockando” il Three "all-atoms" molecular dynamics simulations were conducted using the AMBER force field on the systems obtained by "docking" the

peptide 1 ed il peptide 3 suH’unità a ed il peptide 2 sull’unità β della tubulina. peptide 1 and peptide 3 on unit a and peptide 2 on unit β of tubulin.

Quindi sono state calcolate le energie di binding dei peptidi utilizzando la Then the binding energies of the peptides were calculated using the

tecnica denominata MM-GBSA usando le strutture ottenute dalla dinamica technique called MM-GBSA using the structures obtained from the dynamics

molecolare. Il molo di ciascun residuo all’energia di binding è stato valutato molecular. The amount of each residue to the binding energy was evaluated

eseguendo un “computational alanine scanning”. Sono stati inoltre condotti by performing a "computational alanine scanning". They were also conducted

studi di “docking”. docking studies.

Risultati computazionali peptide 1 Computational results peptide 1

L’energia di binding per il peptide 1 ammonta al 47% rispetto al The binding energy for peptide 1 amounts to 47% compared to

binding offerto dalla completa interazione fra due coppie di eterodimeri. binding offered by the complete interaction between two pairs of heterodimers.

Nella Tab. la sono riportate le interazioni più significative del peptide The most significant interactions of the peptide are reported in Table la

1 con i residui dell’unità a della tubulina e nella Tab. 2a i valori ottenuti 1 with the residues of unit a of tubulin and in Tab. 2a the values obtained

dall’ alanine scanning. from alanine scanning.

Decomposizione “ Pairwise ” per il Peptide 1 Pairwise Decomposition for Peptide 1

Res Res Eint(kcal/mol) Res Res Eint (kcal / mol)

SER3THR349-0,67 SER3THR349-0.67

VAL4PRO348-0,87 VAL4PRO348-0.87

VAL4THR349-1,53 VAL4THR349-1.53

VAL4PHE3 5i -0,54 VAL4PHE3 5i -0.54

SER5THRug-3,89 SER5THRug-3.89

SER5PHE3 5i -2,19 SER5PHE3 5i -2.19

ASPèPHE351-1,64 ASPèPHE351-1.64

ASP6LYS352-13,92 ASP6LYS352-13.92

ASP6VAL353-8,07 ASP6VAL353-8.07

THR7THRU9-3,16 THR7THRU9-3.16

THR7GLY350-1,78 THR7GLY350-1.78

TEI Ri PHE3 5i -1,34 TEI Ri PHE3 5i -1.34

THR7LYS352-1,80 THR7LYS352-1.80

VAL9LYS353-1,99 VAL9LYS353 - 1.99

Tabella la: Decomposizione dell’Energia di Associazione per il peptide 1 Alanine Scanning del Peptide 1 Table la: Decomposition of the Association Energy for peptide 1 Alanine Scanning of Peptide 1

residuo ΔΔ Gpeptidei (kcal/mol) residue ΔΔ Gpeptidei (kcal / mol)

SERÌ0,74 SERIES 0.74

PRO20,33 PRO20.33

LYS3-0,2 LYS3-0,2

VAU 3,73 VAU 3.73

SER52,67 SER52.67

ASP618,23 ASP618.23

THR71,76 THR71.76

VAU -0,01 VAU -0.01

VAL9-0,66 VAL9-0.66

Tabella 2a: Alanine Scanning per il peptide 1 I risultati evidenziano che il peptide 1 interagisce principalmente con i residui dell’unità a. Più in particolare il peptide 1 è in grado di instaurare una interazione elettrostatica dovuta ad un ponte salino fra l’Asp6e la Lys352ed una serie di interazioni idrofobiche che coinvolgono la Val4, Thr7e Val9con la Thr349, Phe351e Lys352. L’analisi geometrica delle conformazioni ottenute nel corso della dinamica molecolare mostrano inoltre l’instaurarsi di legami a ponte di idrogeno fra le coppie Asp6-Phe351, Asp6-Val353e Thr7-Thr349. Table 2a: Alanine Scanning for peptide 1 The results show that peptide 1 interacts mainly with the residues of unit a. More specifically, peptide 1 is able to establish an electrostatic interaction due to a salt bridge between Asp6 and Lys352 and a series of hydrophobic interactions involving Val4, Thr7e Val9 with Thr349, Phe351 and Lys352. The geometric analysis of the conformations obtained during the molecular dynamics also show the establishment of hydrogen bridging bonds between the Asp6-Phe351, Asp6-Val353 and Thr7-Thr349 pairs.

Nel corso della simulazione, le suddette interazioni rimangono stabili, confermando quindi che il peptide 1 è in grado di unirsi all’unità β della tubulina, proprio sulla superficie che dovrebbe essere oggetto dell’attacco di altri eterodimeri, influenzando così il processo di polimerizzazione. During the simulation, the aforementioned interactions remain stable, thus confirming that peptide 1 is able to join the β unit of tubulin, right on the surface that should be attacked by other heterodimers, thus influencing the polymerization process.

Le conformazioni ottenute dalla dinamica molecolare sono state sottoposte per ulteriore conferma ad una procedura di “docking” che ha confermato il binding del peptide con una energia di interazione pari a circa 13.0 Kcal/mol. The conformations obtained from the molecular dynamics were subjected for further confirmation to a "docking" procedure which confirmed the binding of the peptide with an interaction energy of approximately 13.0 Kcal / mol.

Risultati computazionali peptide 2 (Xaa=Cys) Computational results peptide 2 (Xaa = Cys)

L’energia di binding per il peptide 2 ammonta al 30% rispetto al The binding energy for peptide 2 amounts to 30% compared to

binding offerto dalla completa interazione fra due coppie di eterodimeri. I binding offered by the complete interaction between two pairs of heterodimers. THE

risultati per il peptide 2 sono come vedremo specularmente simili rispetto a results for peptide 2 are as we will see specularly similar with respect to

quelli del peptide 1, in quanto si trovano in posizioni affacciate sulla those of peptide 1, as they are located in positions facing the

superficie interproteica della tubulina. interproteic surface of tubulin.

Nella Tab. lb sono riportate le interazioni più significative del peptide The most significant interactions of the peptide are reported in Table 1b

2 con i residui delLunità β della tubulina e nella Tab. 2b i valori ottenuti 2 with the residues of the β unit of tubulin and the values obtained in Table 2b

daH’alanine scanning. daH alanine scanning.

Decomposizione “ Pairwise ” per il Peptide 2 Pairwise Decomposition for Peptide 2

Res Res Eint(kcal/mol) Res Res Eint (kcal / mol)

THR5VAL,1485-1,28 THR5VAL, 1485-1.28

THR5SER 1486 -2,58 THR5SER 1486 -2.58

THR5ASP 1487 -1,24 THR5ASP 1487 -1.24

THR5THR,1 488 -3,07 THR5THR, 1 488-3.07

THR5V AL1489 -1,00 THR5V AL1489 -1.00

ΡΗΕη VAL,1485 -0,71 ΡΗΕη VAL, 1485 -0.71

ΡΗΕη SER,1486 -2,95 ΡΗΕη SER, 1486 -2.95

ΡΗΕη ASP1487 -1,46 ΡΗΕη ASP1487 -1.46

ΡΗΕη THR,1488 -0,31 ΡΗΕη THR, 1488 -0.31

LYS9ASP 1489 -7,31 LYS9ASP 1489 -7.31

LYS9THR,1488 -0,71 LYS9THR, 1488 -0.71

VALÌo THR, 484 -0,82 VALID THR, 484 -0.82

VAL, o SER 1486 -0,61 VAL, or SER 1486 -0.61

Tabella lb: Decomposizione dell’Energia di Associazione per il peptide 2 Alanine Scanning del Peptide 2 Table lb: Decomposition of the Association Energy for peptide 2 Alanine Scanning of Peptide 2

residuo ΔΔ Gpeptidel(kcal/mol) residue ΔΔ Gpeptidel (kcal / mol)

TRP20,22 TRP20.22

CYS3-0,10 CYS3-0.10

PRO42,32 PRO42.32

THR53,66 THR53.66

ΡΗΕη 0,67 ΡΗΕη 0.67

LYSs 3,26 LYSs 3.26

VAL95,83 VAL95.83

Tabella 2b: Alanine Scanning per il peptide 2 Table 2b: Alanine Scanning for Peptide 2

I risultati evidenziano che il peptide 2 interagisce principalmente con i residui dell’unità β che costituiscono la sottosequenza dalla quale si è derivato il peptide 1. Più in particolare anche il peptide 2 è in grado di instaurare una interazione elettrostatica dovuta ad un ponte salino fra rAsp1487e la Lys8, e una serie di interazioni idrofobiche che coinvolgono gli stessi amminoacidi già evidenziati per il peptide 1. The results show that peptide 2 mainly interacts with the residues of the β unit which constitute the subsequence from which peptide 1 is derived. More specifically, peptide 2 is also able to establish an electrostatic interaction due to a salt bridge between rAsp1487 and Lys8, and a series of hydrophobic interactions involving the same amino acids already highlighted for peptide 1.

Nel corso della simulazione le suddette interazioni rimangono stabili, confermando quindi che il peptide 2 è in grado di unirsi all’unità β della tubulina, proprio sulla superficie che dovrebbe essere oggetto dell’attacco di altri eterodimeri, inflenzando così il processo di polimerizzazione. During the simulation, the aforementioned interactions remain stable, thus confirming that peptide 2 is able to join the β unit of tubulin, right on the surface that should be attacked by other heterodimers, thus influencing the polymerization process.

Le conformazioni ottenute dalla dinamica molecolare sono state sottoposte per ulteriore conferma ad una procedura di docking che ha confermato il binding del polipeptide con una energia di interazione pari a circa 16.0 Kcal/mol. The conformations obtained from the molecular dynamics were subjected for further confirmation to a docking procedure which confirmed the binding of the polypeptide with an interaction energy equal to about 16.0 Kcal / mol.

Risultati computazionali peptide 3 Computational results peptide 3

L’energia di binding per il peptide 3 ammonta al 40% rispetto al binding offerto dalla completa interazione fra due coppie di eterodimeri. Nella Tab. le sono riportate le interazioni più significative del peptide 3 con i residui dell’unità a e nella tabella 2c sono riportati i risultati dell’alanine scanning. The binding energy for peptide 3 amounts to 40% compared to the binding offered by the complete interaction between two pairs of heterodimers. Table shows the most significant interactions of peptide 3 with the residues of unit a and table 2c shows the results of alanine scanning.

Tabella le: Decomposizione dell’Energia di Associazione per il peptide 3 Table le: Decomposition of the Association Energy for the peptide 3

Tabella 2c: Alanine Scanning per il peptide 3 Table 2c: Alanine Scanning for Peptide 3

I risultati evidenziano che il peptide 3 interagisce con diversi residui della subunità a, ed in particolare instaura una interazione elettrostatica dovuta al contatto tra Lys4e Asp438, legami ad idrogeno tra Trp9e Val26o e tra Arg3e Ser439. Sono inoltre presenti interazioni idrofobiche tra Phe6e Val260, tra His8e Tyr262e tra Trp9, Val260e Tyr262. The results show that peptide 3 interacts with various residues of the a subunit, and in particular it establishes an electrostatic interaction due to the contact between Lys4 and Asp438, hydrogen bonds between Trp9e Val26o and between Arg3e Ser439. There are also hydrophobic interactions between Phe6e Val260, between His8e Tyr262, and between Trp9, Val260, and Tyr262.

Nel corso della simulazione le suddette interazioni rimangono stabili, confermando quindi che il peptide 3 è in grado di unirsi all’unità a della tubulina, proprio sulla superficie che dovrebbe essere oggetto dell’ attacco di altri eterodimeri, inflenzando così il processo di polimerizzazione. During the simulation, the aforementioned interactions remain stable, thus confirming that the peptide 3 is able to join the unit a of the tubulin, right on the surface that should be subject to attack by other heterodimers, thus influencing the polymerization process.

Le conformazioni ottenute dalla dinamica molecolare sono state sottoposte per ulteriore conferma ad una procedura di docking che ha confermato il binding del polipeptide con una energia di interazione pari a circa 16 Kcal/mol. The conformations obtained from the molecular dynamics were subjected for further confirmation to a docking procedure which confirmed the binding of the polypeptide with an interaction energy equal to about 16 Kcal / mol.

Metodi sperimentali Experimental methods

L’efficacia del peptide 1 è stata inoltre valutata in una prova di polimerizzazione della tubulina condotta in presenza ed in assenza del peptide. The efficacy of peptide 1 was also evaluated in a tubulin polymerization test conducted in the presence and absence of the peptide.

La prova consiste nel monitorare l’assorbanza di una soluzione di tubulina nel corso del tempo. La polimerizzazione della tubulina genera dei microtubuli, la presenza dei quali incrementa l’assorbanza nel corso del tempo. L’inibizione della polimerizzazione si manifesta come una riduzione dell’assorbanza rispetto all’analoga prova condotta in assenza del peptide. The test consists in monitoring the absorbance of a tubulin solution over time. The polymerization of tubulin generates microtubules, the presence of which increases the absorbance over time. The inhibition of polymerization manifests itself as a reduction in absorbance compared to the similar test conducted in the absence of the peptide.

L’effetto della presenza del peptide è manifestato non solo da una riduzione dell’assorbanza nel corso del tempo ma anche da una marcata differenza delle velocità iniziali di polimerizzazione, evidenziata dalla diversa pendenza iniziale delle curve riportate in Figura. The effect of the presence of the peptide is manifested not only by a reduction in absorbance over time but also by a marked difference in the initial polymerization rates, highlighted by the different initial slope of the curves shown in the Figure.

Claims (7)

RIVENDICAZIONI 1. Un peptide avente una delle sequenze riportate di seguito: - Ser-Pro-Lys-Val-Ser-Asp-Thr-Val-Val; - Ala-Trp-Xaa-Pro-Thr-Gly-Phe-Lys-Val-Gly (Xaa è Cys o Ala); - Phe-Arg-Arg-Lys-Ala-Phe-Leu-His-Trp-Tyr-Thr-Gly, loro analoghi o derivati. CLAIMS 1. A peptide having one of the following sequences: - Ser-Pro-Lys-Val-Ser-Asp-Thr-Val-Val; - Ala-Trp-Xaa-Pro-Thr-Gly-Phe-Lys-Val-Gly (Xaa is Cys or Ala); - Phe-Arg-Arg-Lys-Ala-Phe-Leu-His-Trp-Tyr-Thr-Gly, their analogs or derivatives. 2. Il peptide della rivendicazione 1 che è Ser-Pro-Lys-Val-Ser-Asp-Thr-Val-Val. 2. The peptide of claim 1 which is Ser-Pro-Lys-Val-Ser-Asp-Thr-Val-Val. 3. Il peptide della rivendicazione 1 che è Ala-Trp-Xaa-Pro-Thr-Gly-Phe-Lys-Val-Gly (Xaa è Cys o Ala). 3. The peptide of claim 1 which is Ala-Trp-Xaa-Pro-Thr-Gly-Phe-Lys-Val-Gly (Xaa is Cys or Ala). 4. Il peptide della rivendicazione 1 che è Phe-Arg-Arg-Lys-Ala-Phe-Leu-His-Trp-Tyr-Thr-Gly. 4. The peptide of claim 1 which is Phe-Arg-Arg-Lys-Ala-Phe-Leu-His-Trp-Tyr-Thr-Gly. 5. Composizioni farmaceutiche comprendenti come ingredienti attivi i peptidi delle rivendicazioni 1-4. 5. Pharmaceutical compositions comprising as active ingredients the peptides of claims 1-4. 6. Uso dei peptidi delle rivendicazioni 1-4 per la preparazione di medicamenti anti-tumorali. 6. Use of the peptides of claims 1-4 for the preparation of anti-tumor medicaments. 7. Uso dei peptidi delle rivendicazioni 1-4 per la preparazione di medicamenti antiproliferativi, antinfiammatori e per il trattamento di infezioni e malattie dermatologiche e neuro degenerative. Milano, 13 dicembre 20077. Use of the peptides of claims 1-4 for the preparation of antiproliferative, anti-inflammatory medicaments and for the treatment of dermatological and neuro degenerative infections and diseases. Milan, 13 December 2007
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