KR20010042373A - Methods and compounds for modulating nuclear receptor activity - Google Patents

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KR20010042373A
KR20010042373A KR1020007010940A KR20007010940A KR20010042373A KR 20010042373 A KR20010042373 A KR 20010042373A KR 1020007010940 A KR1020007010940 A KR 1020007010940A KR 20007010940 A KR20007010940 A KR 20007010940A KR 20010042373 A KR20010042373 A KR 20010042373A
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KR
South Korea
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receptor
nuclear
ligand
nuclear receptor
residues
Prior art date
Application number
KR1020007010940A
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Korean (ko)
Inventor
앤드류 시아우
피터 제이. 쿠쉬너
데이비드 에이. 아가드
제프리 엘. 그린
Original Assignee
린다 에스. 스티븐슨
더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
추후보정
에이알시에이치 디벨러프먼트 코포레이션
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Abstract

본 발명은 핵 수용체 활성 및 핵 수용체 리간드 결합을 조절하기 위한 방법 및 아고니스트/안타고니스트에 관한 것이다. 본 발명은 관심있는 핵 수용체에 대한 리간드 결합 도메인을 포함하는 잔기를 동정하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명에는 핵 수용체, 특히 에스트로겐 수용체의 리간드 결합 도메인에 결합하는 아고니스트 및/또는 안타고니스트를 동정하는 방법이 포함된다. 본 발명은 에스트로겐 수용체의 리간드 결합 도메인 및 이 부위에 결합하는 화합물의 동정 및 조작에 의해 예시된다. 본 발명의 방법은 TR, GR 및 PR을 포함하는 그 밖의 핵 수용체에 적용될 수 있다.The present invention relates to methods and agonists / antagonists for modulating nuclear receptor activity and nuclear receptor ligand binding. The present invention relates to a method for identifying residues comprising a ligand binding domain for a nuclear receptor of interest. The invention also includes methods for identifying agonists and / or antagonists that bind to the ligand binding domain of nuclear receptors, in particular estrogen receptors. The present invention is exemplified by the identification and manipulation of ligand binding domains of estrogen receptors and compounds that bind to these sites. The method of the present invention can be applied to other nuclear receptors including TR, GR and PR.

Description

핵 수용체 활성을 조절하는 방법 및 화합물 {METHODS AND COMPOUNDS FOR MODULATING NUCLEAR RECEPTOR ACTIVITY}METHODS AND COMPOUNDS FOR MODULATING NUCLEAR RECEPTOR ACTIVITY

SEQUENCE LISTINGSEQUENCE LISTING

〈110〉 Shiau, Andrew〈110〉 Shiau, Andrew

Kushner, Peter JKushner, Peter J

Agard, David AAgard, David A

Greene, Geoffrey LGreene, Geoffrey L

〈120〉 Methods and Compounds for Modulating Nuclear Receptor〈120〉 Methods and Compounds for Modulating Nuclear Receptor

ActivityActivity

〈130〉 UCAL 256/01WO<130> UCAL 256 / 01WO

〈140〉〈140〉

〈141〉141

〈150〉 60/079,956〈150〉 60 / 079,956

〈151〉 1998-03-30〈151〉 1998-03-30

〈150〉 60/113,146〈150〉 60 / 113,146

〈151〉 1998-12-16(151) 1998-12-16

〈150〉 60/113,014〈150〉 60 / 113,014

〈151〉 1998-12-16(151) 1998-12-16

〈160〉 26〈160〉 26

〈170〉 PatentIn Ver. 2.0<170> Patent In Ver. 2.0

〈210〉 1〈210〉 1

〈211〉 5<211> 5

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈220〉〈220〉

〈221〉 BINDING〈221〉 BINDING

〈222〉 (1)..(5)222 (1) .. (5)

〈223〉 residues 2 and 3 can be any amino acid〈223〉 residues 2 and 3 can be any amino acid

〈400〉 1<400> 1

Leu Xaa Xaa Leu LeuLeu Xaa Xaa Leu Leu

1 51 5

〈210〉 2〈210〉 2

〈211〉 5<211> 5

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈220〉〈220〉

〈221〉 BINDING〈221〉 BINDING

〈222〉 (1)..(5)222 (1) .. (5)

〈223〉 residues 2 and 3 can be any amino acid〈223〉 residues 2 and 3 can be any amino acid

〈400〉 2<400> 2

Leu Xaa Xaa Met LeuLeu Xaa Xaa Met Leu

1 51 5

〈210〉 3〈210〉 3

〈211〉 5<211> 5

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 3<400> 3

Leu Leu Gln Met LeuLeu Leu Gln Met Leu

1 51 5

〈210〉 4〈210〉 4

〈211〉 13<211> 13

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 4<400> 4

Lys His Lys Ile Leu His Arg Leu Leu Gln Asp Ser SerLys His Lys Ile Leu His Arg Leu Leu Gln Asp Ser Ser

1 5 101 5 10

〈210〉 5〈210〉 5

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 5<400> 5

Thr Pro Ala Ile Thr Arg Val Val Asp Phe Ala Lys Lys Leu Pro MetThr Pro Ala Ile Thr Arg Val Val Asp Phe Ala Lys Lys Leu Pro Met

1 5 10 151 5 10 15

Phe Cys Glu Leu Pro Cys Glu Asp Gln Ile Ile Leu Leu Lys Gly CysPhe Cys Glu Leu Pro Cys Glu Asp Gln Ile Ile Leu Leu Lys Gly Cys

20 25 3020 25 30

CysCys

〈210〉 6〈210〉 6

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 6<400> 6

Leu Phe Pro Pro Leu Phe Leu Glu Val Phe Glu AspLeu Phe Pro Pro Leu Phe Leu Glu Val Phe Glu Asp

1 5 101 5 10

〈210〉 7〈210〉 7

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 7<400> 7

Thr Pro Ala Ile Thr Arg Val Val Asp Phe Ala Lys Lys Leu Pro MetThr Pro Ala Ile Thr Arg Val Val Asp Phe Ala Lys Lys Leu Pro Met

1 5 10 151 5 10 15

Phe Ser Glu Leu Pro Cys Glu Asp Gln Ile Ile Leu Leu Lys Cys CysPhe Ser Glu Leu Pro Cys Glu Asp Gln Ile Ile Leu Leu Lys Cys Cys

20 25 3020 25 30

CysCys

〈210〉 8〈210〉 8

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 8<400> 8

Leu Phe Pro Pro Leu Phe Leu Glu Val Phe Glu AspLeu Phe Pro Pro Leu Phe Leu Glu Val Phe Glu Asp

1 5 101 5 10

〈210〉 9〈210〉 9

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 9〈400〉 9

Thr Lys Cys Ile Ile Lys Ile Val Glu Phe Ala Lys Arg Leu Pro GlyThr Lys Cys Ile Ile Lys Ile Val Glu Phe Ala Lys Arg Leu Pro Gly

1 5 10 151 5 10 15

Phe Thr Gly Leu Ser Ile Ala Asp Gln Ile Thr Leu Leu Lys Ala AlaPhe Thr Gly Leu Ser Ile Ala Asp Gln Ile Thr Leu Leu Lys Ala Ala

20 25 3020 25 30

CysCys

〈210〉 10<210> 10

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 10<400> 10

Pro Met Pro Pro Leu Ile Arg Glu Met Leu Glu AsnPro Met Pro Pro Leu Ile Arg Glu Met Leu Glu Asn

1 5 101 5 10

〈210〉 11<210> 11

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 11<400> 11

Asp Lys Gln Leu Phe Thr Leu Val Glu Trp Ala Lys Arg Ile Pro HisAsp Lys Gln Leu Phe Thr Leu Val Glu Trp Ala Lys Arg Ile Pro His

1 5 10 151 5 10 15

Phe Ser Glu Leu Pro Leu Asp Asp Gln Val Ile Leu Leu Arg Ala GlyPhe Ser Glu Leu Pro Leu Asp Asp Gln Val Ile Leu Leu Arg Ala Gly

20 25 3020 25 30

TrpTrp

〈210〉 12<210> 12

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 12<400> 12

Pro Ile Asp Thr Phe Leu Met Glu Met Leu Glu AlaPro Ile Asp Thr Phe Leu Met Glu Met Leu Glu Ala

1 5 101 5 10

〈210〉 13〈210〉 13

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 13<400> 13

Val Glu Ala Val Gln Glu Ile Thr Glu Tyr Ala Lys Asn Ile Pro GlyVal Glu Ala Val Gln Glu Ile Thr Glu Tyr Ala Lys Asn Ile Pro Gly

1 5 10 151 5 10 15

Phe Ile Asn Leu Asp Leu Asn Asp Gln Val Thr Leu Leu Lys Tyr GlyPhe Ile Asn Leu Asp Leu Asn Asp Gln Val Thr Leu Leu Lys Tyr Gly

20 25 3020 25 30

ValVal

〈210〉 14〈210〉 14

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 14<400> 14

Ser Leu His Pro Leu Leu Gln Glu Ile Tyr Lys AspSer Leu His Pro Leu Leu Gln Glu Ile Tyr Lys Asp

1 5 101 5 10

〈210〉 15<210> 15

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 15<400> 15

Ser Tyr Ser Ile Gln Lys Val Ile Gly Phe Ala Lys Met Ile Pro GlySer Tyr Ser Ile Gln Lys Val Ile Gly Phe Ala Lys Met Ile Pro Gly

1 5 10 151 5 10 15

Phe Arg Asp Leu Thr Ser Glu Asp Gln Ile Val Leu Leu Lys Ser SerPhe Arg Asp Leu Thr Ser Glu Asp Gln Ile Val Leu Leu Lys Ser Ser

20 25 3020 25 30

AlaAla

〈210〉 16<210> 16

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 16<400> 16

Lys Leu Thr Pro Leu Val Leu Glu Val Phe Gly AsnLys Leu Thr Pro Leu Val Leu Glu Val Phe Gly Asn

1 5 101 5 10

〈210〉 17〈210〉 17

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 17〈400〉 17

Asp Arg Glu Leu Val His Met Ile Asn Trp Ala Lys Arg Val Pro GlyAsp Arg Glu Leu Val His Met Ile Asn Trp Ala Lys Arg Val Pro Gly

1 5 10 151 5 10 15

Phe Val Asp Leu Thr Leu His Asp Gln Val His Leu Leu Glu Cys AlaPhe Val Asp Leu Thr Leu His Asp Gln Val His Leu Leu Glu Cys Ala

20 25 3020 25 30

TrpTrp

〈210〉 18〈210〉 18

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 18〈400〉 18

Pro Leu Tyr Asp Leu Leu Leu Glu Met Leu Asp AlaPro Leu Tyr Asp Leu Leu Leu Glu Met Leu Asp Ala

1 5 101 5 10

〈210〉 19〈210〉 19

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 19〈400〉 19

Gly Arg Gln Val Ile Ala Ala Val Lys Trp Ala Lys Ala Ile Pro GlyGly Arg Gln Val Ile Ala Ala Val Lys Trp Ala Lys Ala Ile Pro Gly

1 5 10 151 5 10 15

Phe Arg Asn Leu His Leu Asp Asp Gln Met Thr Leu Leu Gln Tyr SerPhe Arg Asn Leu His Leu Asp Asp Gln Met Thr Leu Leu Gln Tyr Ser

20 25 3020 25 30

TrpTrp

〈210〉 20<210> 20

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 20<400> 20

Glu Phe Pro Glu Met Leu Ala Glu Ile Ile Thr AsnGlu Phe Pro Glu Met Leu Ala Glu Ile Ile Thr Asn

1 5 101 5 10

〈210〉 21〈210〉 21

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 21<400> 21

Glu Arg Gln Leu Leu Ser Val Val Lys Trp Ser Lys Ser Leu Pro GlyGlu Arg Gln Leu Leu Ser Val Val Lys Trp Ser Lys Ser Leu Pro Gly

1 5 10 151 5 10 15

Phe Arg Asn Leu His Ile Asp Asp Gln Ile Thr Leu Ile Gln Tyr SerPhe Arg Asn Leu His Ile Asp Asp Gln Ile Thr Leu Ile Gln Tyr Ser

20 25 3020 25 30

TrpTrp

〈210〉 22<210> 22

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 22<400> 22

Glu Phe Pro Glu Met Met Ser Glu Val Ile Ala AlaGlu Phe Pro Glu Met Met Ser Glu Val Ile Ala Ala

1 5 101 5 10

〈210〉 23<210> 23

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 23<400> 23

Gly Lys Gln Met Ile Gln Val Val Lys Trp Ala Lys Val Leu Pro GlyGly Lys Gln Met Ile Gln Val Val Lys Trp Ala Lys Val Leu Pro Gly

1 5 10 151 5 10 15

Phe Lys Asn Leu Pro Leu Glu Asp Gln Ile Thr Leu Ile Gln Tyr SerPhe Lys Asn Leu Pro Leu Glu Asp Gln Ile Thr Leu Ile Gln Tyr Ser

20 25 3020 25 30

TrpTrp

〈210〉 24<210> 24

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 24<400> 24

Glu Phe Pro Ala Met Leu Val Glu Ile Ile Ser AspGlu Phe Pro Ala Met Leu Val Glu Ile Ile Ser Asp

1 5 101 5 10

〈210〉 25<210> 25

〈211〉 33<211> 33

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 25<400> 25

Glu Arg Gln Leu Val His Val Val Lys Trp Ala Lys Ala Leu Pro GlyGlu Arg Gln Leu Val His Val Val Lys Trp Ala Lys Ala Leu Pro Gly

1 5 10 151 5 10 15

Phe Arg Asn Leu His Val Asp Asp Gln Met Ala Val Ile Gln Tyr SerPhe Arg Asn Leu His Val Asp Asp Gln Met Ala Val Ile Gln Tyr Ser

20 25 3020 25 30

TrpTrp

〈210〉 26〈210〉 26

〈211〉 12<211> 12

〈212〉 PRT<212> PRT

〈213〉 Homo sapiens〈213〉 Homo sapiens

〈400〉 26<400> 26

Asp Phe Pro Glu Met Met Ala Glu Ile Ile Ser ValAsp Phe Pro Glu Met Met Ala Glu Ile Ile Ser Val

1 5 101 5 10

세포는 단백질, 호르몬 및/또는 약제를 포함하는 다양한 분자와 결합하여 생물학적 반응을 제거할 수 있는 수용체를 포함한다. 핵 수용체는 세포형 의존성 방법, 리간드 의존성 방법, 및 프로모터 의존성 방법으로 전사를 강화 또는 억제하는 호르몬/리간드 활성화된 전사 인자인 단백질의 수퍼패밀리를 나타낸다. 종래의 핵 수용체, 에스트로젠 수용체 α(ERα)은 신경, 뼈, 심장 혈관, 및 복제 조직의 분화 및 유지를 조절하는 주요 인자이다(Korach, Science 266:1524-1527 (1994); Smith, et al., New Engl. J. Med. 331:1056-1061 (1994)). 핵 수용체 패밀리는 또한 글루코코르티코이드, 안드로젠, 미네랄코르티코이드, 프로제스틴, 티로이드 호르몬, 비타민 D, 퍼록시좀 프롤리퍼레이터(proliferator) 및 아이코사노이드에 대한 수용체를 포함한다. 핵 수용체 패밀리의 서브세트는 스테로이드계 수용체이며, 이는 에스트로젠, 글루코코르티코이드 및 프로제스틴 수용체를 포함한다.Cells contain receptors that can bind to various molecules, including proteins, hormones and / or agents, to eliminate biological responses. Nuclear receptors represent a superfamily of proteins that are hormone / ligand activated transcription factors that enhance or inhibit transcription by cell type dependent methods, ligand dependent methods, and promoter dependent methods. Conventional nuclear receptors, estrogen receptor α (ERα), are key factors that regulate the differentiation and maintenance of nerves, bones, cardiovascular, and replicating tissue (Korach, Science 266: 1524-1527 (1994); Smith, et al. , New Engl. J. Med. 331: 1056-1061 (1994)). Nuclear receptor families also include receptors for glucocorticoids, androgens, mineral corticoids, progestins, thyroid hormones, vitamin D, peroxysome proliferators and icosanoids. A subset of the nuclear receptor family is steroidal receptors, which include estrogens, glucocorticoids and progestin receptors.

핵 수용체 상의 전체 서열 보존은 수용체 패밀리의 종류에 따라 다르다; 그러나, 수용체의 기능성 영역 사이, 또는 모듈 사이의 서열 보존율이 높다. 예를 들어, 핵 수용체는 N-말단 전사활성 도메인, 중심 DNA 결합 도메인(DBD), 및 C-말단 리간드 결합 도메인(LBD)를 포함하는 기능성 모듈내로 결합될 수 있다. 핵 수용체의 LBD 모듈은 호르몬/리간드 의존성 분자 스위치를 나타내며, 그 크기, 모양, 및 화학적 성질이 다른 많은 화합물을 인식한다. 따라서, 에스트로젠 호르몬은 그의 생리학적 효과를 에스트로젠 수용체에 대한 결합에 의해 나타낸다(BEATRO, et al., Cell83(6):851-857(1995): Tsai. et al., Annu. Rev. Biochem. 63:451-86 (1994)). 핵 수용체의 LBD에 대한 호르몬의 결합은, 비록 하기 변화가 전사 의존성일지라도 또한 DNA 전사를 조절하는 그의 능력을 변화시킨다.Overall sequence conservation on nuclear receptors depends on the type of receptor family; However, sequence conservation rates between functional regions of modules or between modules are high. For example, the nuclear receptor can be bound into a functional module comprising an N-terminal transcriptional activation domain, a central DNA binding domain (DBD), and a C-terminal ligand binding domain (LBD). The LBD module of the nuclear receptor represents a hormone / ligand dependent molecular switch and recognizes many compounds that differ in size, shape, and chemical properties. Thus, estrogen hormones exhibit their physiological effects by binding to estrogen receptors (BEATRO, et al., Cell 83 (6): 851-857 (1995): Tsai. Et al., Annu. Rev. Biochem. 63 451-86 (1994). The binding of the hormone to the LBD of the nuclear receptor also changes its ability to regulate DNA transcription, although the following changes are transcription dependent.

모든 ERα 리간드는 C-말단의 LBD와 배타적으로 결합한다. 이들 리간드중 몇몇은 내인성 에스트로젠, 17-에스트라디올(E2), 및 합성 비스테로이드계 에스트로젠, 디에틸스틸베스트롤(DES)을 포함하고 순수한 작용제로서 작용하는 반면에, 예컨대, ICI-164,384와 같은 다른 것은 순수 길항제로서 작용한다. 합성 리간드 예를 들어, 타목시펜(tamoxifen) 및 랄록시펜(RAL)와 같은 리간드는 선택성 에스트로젠 수용체 모듈레이터(SERMs)로서 알려진 증식 계열 분자에 속하며, 이들은 특정 조직 및 프로모터 콘텍스트에서 길항제로서 작용한다(Grese, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:14105-10 (1997)). 타목시펜의 뛰어난 조직 특이적 성향이 최근 보고된 유방암 예방 시험에서 입증되었으며(참고문헌: Samigel, J. Natl. Cancer Inst, 90:647-8)(1998)), 여기서 6년 동안 타목시펜 치료를 받은 유방암에 걸릴 위험성이 큰 일군의 여성들은 자궁내막 암의 증가된 발병을 보였으나, 특정 골절의 발생 빈도의 감소 및 45%의 현격한 유방암 감소를 보였다. 신규 SERMs의 설계 및 노출원의 최적화는 ERα 전사활성에 대한 다른 리간드 화학 및 구조의 효과에 대한 이해를 요구한다.All ERα ligands bind exclusively with C-terminal LBD. Some of these ligands include endogenous estrogens, 17-estradiol (E 2 ), and synthetic nonsteroidal estrogens, diethylstilbestrol (DES) and act as pure agents, such as, for example, ICI-164,384. Others act as pure antagonists. Synthetic ligands For example, ligands such as tamoxifen and raloxifene (RAL) belong to proliferation-based molecules known as selective estrogen receptor modulators (SERMs), which act as antagonists in certain tissues and promoter contexts (Grese, et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 14105-10 (1997). The excellent tissue specific propensity of tamoxifen has been demonstrated in recently reported breast cancer prevention trials (Samigel, J. Natl. Cancer Inst, 90: 647-8) (1998), where breast cancer has been treated with tamoxifen for 6 years Groups of women at high risk of developing endometrial cancer showed an increased incidence of endometrial cancer, but a reduction in the incidence of certain fractures and a dramatic reduction in breast cancer by 45%. The design of new SERMs and the optimization of the source of exposure require an understanding of the effects of different ligand chemistries and structures on ERα transcriptional activity.

핵 수용체는 또한 수용체 기능에 관련되는 샤페론 복합체, 보조억제제, 또는 보조활성제와 같은 단백질과 결합한다. 특히, 핵 수용체에 의한 전사의 리간드 의존성 활성화는 다른 조활성제와의 상호 작용에 의해 조절된다. 수용체 작용제는 보조활성제 결합 및 길항제 블록 보조활성제 결합을 촉진한다. 핵 수용체에 의한 호르몬 결합은 이들 단백질에 대한 결합 친화성을 감소 또는 증가시킬 수 있으며, 핵 수용체의 전사에 대한 다중 작용에 영향을 주거나 조절할 수 있다.Nuclear receptors also bind to proteins such as chaperone complexes, cosuppressants, or coactivators that are involved in receptor function. In particular, ligand dependent activation of transcription by nuclear receptors is regulated by interaction with other active agents. Receptor agonists promote coactivator binding and antagonist block coactivator binding. Hormonal binding by nuclear receptors may reduce or increase binding affinity for these proteins and may affect or regulate multiple actions on the transcription of nuclear receptors.

ERα에 의한 전사활성은 단백질의 다른 도메인에 위치한 두개 이상의 분리된 활성 기능(AFs)에 의해 조절되며, AF-1은 N-말단에 AF-2는 LBD에 존재한다. 이들 AFs는 세포 유형 및 프로모터 콘텍스트에 따라 독립적으로 또는 협조하여 작용할 수 있다. 상기 AF-1은 MAP 키나제 경로(Kato, et al., Science 270:1491-1494 (1995))에 의해 조절되고, 통상 리간드 의존성 방법에 의해 활성화되는 것으로 믿어지는 반면에, AF-2 활성("전사활성")은 리간드 결합에 대해 반응성이다(Kumar, et al., Cell 51(6):941-951(1987)). 작용제의 결합은 전사활성을 일으키는 반면에 길항제의 결합은 그렇지 않다(Berry, et al., EMBO J. 9:2811-8(1990)). 또한, 보조활성제가 전사활성을 조절한다. 보조활성제가 결합하는 부위의 구조 및 기능적 특성은 최근에서야 밝혀졌다. 1998년 3월 30일자에 출원된 아프릴레티 등 (Apriletti. et al.)의 미국 가출원 제 60/079,956호가 본원에 참고로서 통합된다.Transcriptional activity by ERα is regulated by two or more separate active functions (AFs) located in different domains of the protein, with AF-1 at the N-terminus and AF-2 at the LBD. These AFs can act independently or in concert depending on the cell type and promoter context. The AF-1 is regulated by the MAP kinase pathway (Kato, et al., Science 270: 1491-1494 (1995)) and is generally believed to be activated by ligand dependent methods, whereas AF-2 activity (" Transcriptional activity ") is reactive to ligand binding (Kumar, et al., Cell 51 (6): 941-951 (1987)). Binding of agents causes transcriptional activity, whereas binding of antagonists is not (Berry, et al., EMBO J. 9: 2811-8 (1990)). In addition, coactivators modulate transcriptional activity. The structure and functional properties of the site to which the coactivator binds have only recently been discovered. US Provisional Application No. 60 / 079,956, filed March 30, 1998, filed by Aprili et al., Incorporated herein by reference.

최근의 구조에 대한 연구는, 리간드가 LBD의 구조에 직접적으로 영향을 미침에 의해 전사활성을 조절함을 암시한다. 리간드 결합이 없는 인간 레티노이드 X 수용체 α LBD(Bourguet, et al., Nature 375:377-82(1995))와 인간 레티노인산 수용체 γ (RARγ)(Renaud, et al., Nature 378:681-689(1995) 및 Wurtz, et al., Nat. Struct. Biol. 3:87-94(1996)), 티로이드 호르몬 수용체 α(TRα)(Wagner, et al., Nature 378:690-697(1995)), 프로제스테론 수용체(Williams, et al., Nature 393: 392-395(1998)) 및 ERα(Brzozowski, et al., Nature 389:753-758(1977); Tanenbaum, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:5998-6003(1998))의 리간드 결합된 LBDs의 비교는 LBD의 C-말단 헬릭스인 헬릭스 12의 재배치를 포함하는 작용제에 의해 유도된 구조적 변화가 전사활성에 필수적임을 암시한다. 헬릭스 3, 5, 및 12에서의 어떤 점 변이가 전사활성을제거하나 리간드 또는 DNA 결합에 영향을 미치지 않기 때문에, LBD의 상기 영역은 작용제의 존재하에 생성된 것으로서, 일반적인 전사 기구와 수용체를 연결시켜주는 분자에 대한 인식 표면의 일부를 형성할 것으로 예측되었다(Danielian, et al., EMBO J. 11:1025-33(1992); Feng, et al., Science 280:1747-9(1998); Henttu, et al., Mol. Cell. Biol. 17:1832-9(1997); Wrenn et al., Biol. Chem. 268:24089-24098(1993)). E2및 RAL과 함께 복합체로 형성된 LBD의 구조는, 비록 두개의 리간드 모두가 LBD(상기 Brozozowski, et al.)의 중심내의 동일한 부위와 결합한다고 하더라도, 이들 리간드 각각은 헬릭스 12의 다른 콘포메이션을 유도함을 제시했다. E2-LBD 복합체 내의 헬릭스 12가 다른 작용제 결합의 NR LBD 구조 내의 대응하는 헬릭스에 대해 관찰된 콘포메이션중의 헬릭스 3, 5/6, 및 11에 대해 패킹하는 반면에, RAL-LBD 복합체중의 헬릭스 12는 헬릭스 3 및 5로부터의 잔기로 구성된 소수성 그루브(groove)내로 결합된다. 이러한 헬릭스 12의 선택적인 배향은 전사활성에 필수적인 잔기를 부분적으로 그루브내에 함입시키며, 이는 RAL 및 다른 가능한 길항제가 보조활성제 결합부위 표면의 토포그래피를 손상시킴에 의해 전사활성을 블로킹함을 암시한다.Recent studies suggest that ligands regulate transcriptional activity by directly affecting the structure of LBD. Human retinoid X receptor α LBD without ligand binding (Bourguet, et al., Nature 375: 377-82 (1995)) and human retinoic acid receptor γ (RARγ) (Renaud, et al., Nature 378: 681-689 (1995) ) And Wurtz, et al., Nat. Struct. Biol. 3: 87-94 (1996)), thyroid hormone receptor α (TRα) (Wagner, et al., Nature 378: 690-697 (1995)), Progesterone receptor (Williams, et al., Nature 393: 392-395 (1998)) and ERα (Brzozowski, et al., Nature 389: 753-758 (1977); Tanenbaum, et al., Proc. Natl. Acad. Comparison of ligand-bound LBDs of Sci. USA 95: 5998-6003 (1998) suggests that structural changes induced by agents involving the rearrangement of helix 12, the C-terminal helix of LBD, are essential for transcriptional activity. Since any point mutation in Helix 3, 5, and 12 eliminates transcriptional activity but does not affect ligand or DNA binding, this region of LBD is produced in the presence of an agent, linking a general transcriptional mechanism with a receptor. The state was expected to form part of the recognition surface for the molecule (Danielian, et al., EMBO J. 11: 1025-33 (1992); Feng, et al., Science 280: 1747-9 (1998); Henttu , et al., Mol. Cell. Biol. 17: 1832-9 (1997); Wrenn et al., Biol. Chem. 268: 24089-24098 (1993)). The structure of LBD complexed with E 2 and RAL is that each of these ligands forms a different conformation of helix 12, even though both ligands bind to the same site in the center of the LBD (Brozozowski, et al., Supra). Suggested induction. Helix 12 in the E 2 -LBD complex packs for helix 3, 5/6, and 11 in the observed configuration for the corresponding helix in the NR LBD structure of the other agent bond, whereas in the RAL-LBD complex Helix 12 binds into hydrophobic grooves consisting of residues from Helix 3 and 5. This selective orientation of Helix 12 partially incorporates residues necessary for transcriptional activity into the grooves, suggesting that RAL and other possible antagonists block transcriptional activity by damaging the topography of the coactivator binding site surface.

생화학적 및 유전적 접근이 SRC-1/N-CoA1(Onate, et al., Science 270:1354- 1357(1995)), GRIP1/TIF2/SRC-2(Hong, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (10): 4948-4952(1996) 및 Vogel, et al., EMBO J. 15:3667-3675(1996)), p/CIP/ RAC3/ACTR/AIBI/SRC-3(Anzick, et al.,Science 277:965-968(1997), Chen, et al., Cell 90(3):569-80(1997), Li et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:8479-84 (1997) 및 Torchia et al., Nature 387:677-684(1997) 및 CBP/p300(Hanstein, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:11540-11545(1996))를 포함하는 ERα와 리간드 의존성 방법으로 연관되는 수개의 단백질의 동정을 가져왔다. 이들 단백질은 ERα 및 수개의 다른 NRs(상기 Glass, et al., Curr. Opin. Cell Biol. 9:222-32 (1997): Torchia, et al)에 의한 리간드 의존성 전사활성을 증강시키기 때문에 전사 보조활성제로서 분류되었다. 분열된 SRC-1 유전자(Xu, et al., Science 279: 1922-1925 (1998))를 지닌 마우스에서의 부분적인 호르몬 내성의 관찰은 체내에서NR의 작용에 보조활성제가 필요하다는 것에 대한 강력한 증거이다. 전사활성을 가져오는 AF-2에서의 제안된 역할과 함께, SRC-1은 히스톤 아세틸라제 활성 및 작용제 결합 수용체 뿐만아니라 다른 보조활성제 및 수개의 통상적인 전사인자와 상호작용할 수 있는 능력을 갖는다(Kamei, et al., Cell 85(3):403-14(1996); 상기 Onate, et al.; Spencer, et al., Nature 389:194-8(1977); Takeshita, et al., Endocrinology 137:3594-7(1996)). SRC-1 및 GRIP1는 또한 추정의 보조활성제 결합부위를 이용하여 인간 TRβ 및 ERα 양자 모두의 작용제 결합 LBDs와 결합한다(상기, Feng, et al.).Biochemical and genetic approaches are described in SRC-1 / N-CoA1 (Onate, et al., Science 270: 1354- 1357 (1995)), GRIP1 / TIF2 / SRC-2 (Hong, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (10): 4948-4952 (1996) and Vogel, et al., EMBO J. 15: 3667-3675 (1996)), p / CIP / RAC3 / ACTR / AIBI / SRC-3 ( Anzick, et al., Science 277: 965-968 (1997), Chen, et al., Cell 90 (3): 569-80 (1997), Li et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94 : 8479-84 (1997) and Torchia et al., Nature 387: 677-684 (1997) and CBP / p300 (Hanstein, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 11540-11545 (1996) The identification of several proteins associated with ERα and ligand-dependent methods has resulted in the identification of ERα and several other NRs (Glass et al., Curr. Opin. Cell Biol. 9: 222-32, supra). (1997): It is classified as a transcriptional adjuvant because it enhances ligand dependent transcriptional activity by Torchia, et al .. The cleaved SRC-1 gene (Xu, et al., Science 279: 1922-1925 (1998)) Partial horde in mouse Observation of resistance is strong evidence that co-activators are required for the action of NR in the body, with the proposed role in AF-2 leading to transcriptional activity, SRC-1 is not only a histone acetylase activity and agonist binding receptor. But also has the ability to interact with other co-activators and several conventional transcription factors (Kamei, et al., Cell 85 (3): 403-14 (1996); Onate, et al .; Spencer, et al. , Nature 389: 194-8 (1977); Takeshita, et al., Endocrinology 137: 3594-7 (1996)). SRC-1 and GRIP1 also bind to agonist binding LBDs of both human TRβ and ERα using putative coactivator binding sites (Feng, et al., Supra).

보조활성제의 p160 패밀리의 일원 예를 들어, SRC-1, GRIP1/TIF2/SRC-2, 및 p/CIP/RAC3/ACTR/AIB1/SRC-3 및 다른 보조활성제는 NR 박스로 알려진 짧은 시그너쳐 서열 모티프, LXXLL(서열번호: 1)(여기서, L은 루이신이고, X는 임의의 아미노산이다)을 통해 작용제 결합 NR LBDs를 인식한다(참고문헌: Ding, et al., Mol. Endoocrinol. 12:302-313(1998); Heery, et al., Nature 387:733-736(1997); Le Douarin, et al., EMBO J. 15:6701-15(1996); 상기 Torchia, et al.). 돌연변이의 연구는 보조활성제의 LBDs에 대한 친화력이 주로, 이에 한정된 것은 아니라도, 이들 NR 박스(상기, DING, et al.)에 의해 결정됨을 지시한다. p160 보조활성제의 각각은 수개의 NR 박스를 함유한다. SRC-1, GRIP1, 및 TIF 내의 상기 NR 박스가 다른 NRs를 다른 친화력으로 인식함이 밝혀졌으나(상기, Ding, et al.; Kalkhoven, et al., EMBO J. 17:232-43(1998); Vogel, et al., EMBO J. 17:507-19(1998)), 이들 결합 친화성에 대한 이유는 알려진 바 없다.Members of the p160 family of coactivators, for example SRC-1, GRIP1 / TIF2 / SRC-2, and p / CIP / RAC3 / ACTR / AIB1 / SRC-3 and other coactivators, are short signature sequence motifs known as NR boxes. Recognize agonist binding NR LBDs via LXXLL (SEQ ID NO: 1), where L is leucine and X is any amino acid (Ding, et al., Mol. Endoocrinol. 12: 302). -313 (1998); Heery, et al., Nature 387: 733-736 (1997); Le Douarin, et al., EMBO J. 15: 6701-15 (1996); Torchia, et al.). The study of mutations indicates that the affinity of the coactivator for LBDs is determined primarily by, but not limited to, these NR boxes (DING, et al., Supra). Each of the p160 coactivators contains several NR boxes. It has been found that the NR boxes in SRC-1, GRIP1, and TIF recognize different NRs with different affinity (Ding, et al .; Kalkhoven, et al., EMBO J. 17: 232-43 (1998). Vogel, et al., EMBO J. 17: 507-19 (1998), the reason for these binding affinity is unknown.

문헌(Darimont, et al., "Structure and specificity of nuclear receptor- coactivator interactions" Genes Dev. 12:3343-3356(1998))은 TRβ 및 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드사이의 복합체에 대한 구조적 연구, 및 TRβ 및 GR과 결합하는 GRIP1의 생화학적 연구를 기술한다.Darimont, et al., "Structure and specificity of nuclear receptor-coactivator interactions" Genes Dev. 12: 3343-3356 (1998), provides a structural study of the complex between TRβ and GRIP1 NR Box II peptides, and TRβ and Describe biochemical studies of GRIP1 in combination with GR.

핵 수용체는 의학적으로 매우 중요하다. 이들은 유방암, 전립선암, 심장부정맥질환, 불임, 골다공증, 갑상선항진, 콜레스테롤과잉혈증, 비만, 및 다른 질환에 관여한다. 예를 들어, ERα 전사활성을 조절하는 화합물은 현재 골다공증, 심장혈관질환, 및 유방암의 치료에 사용되고 있다(Gradishar, et al., J. Clin. Oncol. 15:840-52(1997) 및 Jordan. J. Natl. Cancer Inst. 90:967-71(1998)).Nuclear receptors are of great medical importance. They are involved in breast cancer, prostate cancer, arrhythmia diseases, infertility, osteoporosis, hyperthyroidism, hypercholesterolemia, obesity, and other diseases. For example, compounds that modulate ERα transcriptional activity are currently used in the treatment of osteoporosis, cardiovascular disease, and breast cancer (Gradishar, et al., J. Clin. Oncol. 15: 840-52 (1997) and Jordan. J. Natl. Cancer Inst. 90: 967-71 (1998).

핵 수용체의 리간드 결합 도메인 내의 주요 잔기, 및 이들 결합부위에 결함함에 의해 영향을 미치는 분자에 대한 추가적인 동정과 특성화에 대한 필요성이 존재한다. 이러한 상호작용의 이해는 반복적인 약제 설계, 합성, 및 선택에 대한 기초를 제공한다. 이러한 결합부위를 표적화하는 화합물을 발견하는데 소요된는 시간을 줄이기 위한 방법 및 조성물을 설계하고, 핵 수용체, 특히 에스트로젠 수용체에 의해 조절되는 생리적 과정을 조절하기 위해 상기 조성물을 기관에 투여하는 것이 또한 장점이 될 것이다.There is a need for further identification and characterization of key residues in the ligand binding domains of nuclear receptors, and molecules affected by defects in these binding sites. Understanding these interactions provides the basis for iterative drug design, synthesis, and selection. It is also advantageous to design methods and compositions to reduce the time required to find compounds targeting these binding sites, and to administer the compositions to organs to control physiological processes regulated by nuclear receptors, particularly estrogen receptors. Will be.

본 발명은 핵 활성의 조절을 위한 개선된 방법 및 화합물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 에스트로젠 수용체 활성의 조절을 위한 방법 및 화합물에 관한 것이다.The present invention relates to improved methods and compounds for the regulation of nuclear activity. In particular, the present invention relates to methods and compounds for the modulation of estrogen receptor activity.

도 1은 복합체의 전자밀도에 대한 입체도로서, 도 1a는 DES-ERα LBD-GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체의 전자밀도에 대한 입체도이고, 도 1b는 OHT-ERα LBD 복합체의 전자밀도에 대한 입체도이다. 도 1은 BOBSCRIPT(Esnouf, J. Mol. Graph. Model. 15, 132-4. 112-3(1997))에 의해 생성되고, Raster3D(Merritt, et al., Acta Crystallogr. D 50:869-873(1994))를 사용하여 작성된 흑백 그래픽이다.1 is a stereogram of the electron density of the complex, Figure 1a is a stereogram of the electron density of the DES-ERα LBD-GRIP1 NR Box II peptide complex, Figure 1b is a stereogram of the electron density of the OHT-ERα LBD complex It is also. 1 is generated by BOBSCRIPT (Esnouf, J. Mol. Graph. Model. 15, 132-4. 112-3 (1997)), and Raster3D (Merritt, et al., Acta Crystallogr. D 50: 869-873 (1994)) is black and white graphics.

도 2는 상기한 바와 같이 BOBSCRIPT에 의해 생성되고 Raster3D를 사용하여 작성된다. 도 2a는 DES-ERα LBD-GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체의 전체 구조를 두개의 직교도로 제시한다. 도 2b는 OHT-ERα LBD 복합체의 전체 구조를 도 2a의 작용제 복합체에 대한 도면과 유사하게 두개의 직교도로 제시한다.2 is generated by BOBSCRIPT as described above and created using Raster3D. 2A shows the overall structure of the DES-ERα LBD-GRIP1 NR Box II peptide complex in two orthogonal degrees. FIG. 2B shows the overall structure of the OHT-ERα LBD complex in two orthogonal views similar to the diagram for the agent complex of FIG. 2A.

도 3a 및 3b는 BOBSCRIPT에 의해 생성되고 Raster3D를 사용하여 작성된다. 도 3c 및 3d는 GRASP(Nicholls, GRASP Manual(New York: Columbia University, 1992))를 사용하여 생성시켰다. 도 3a는 LBD와 결합된 보조활성제 즉, NR 박스 Ⅱ 펩티드/LBD 경계면(interface)의 확대도이다. 펩티드와 상호작용하지 않는 LBD 영역은 명확성을 위해 제거했다. 헬릭스 3, 4, 및 5를 각각 H3, H4, 및 H5로 표시했다. 펩티드와 상호작용하는 수용체 잔기의 측쇄를 Lys362(청색) 및 Glu542(적색)을 제외하고 나타냈으며, 상기 측쇄를 원자 유형에 따라 색을 달리했다(탄소 및 황 원자는 녹색, 산소 원자는 적색, 및 질소 원자는 청색으로 했다). 헬릭스 12는 자홍색이다. 금색인 펩티드는 Cα 웜(worm)으로 제시된다: 단지 Ile 689의 측쇄 및 3개의 모티프 루이신(Leu 690, Leu 693, 및 Leu 694)만을 도시했다(도 3c). 도 3b는 보조활성제 결합부위의 일부와 결합된 헬릭스 12를 제시하는 OHT-LBD의 확대도로서 헬릭스 12/LBD를 도시한다. 단지 헬릭스 12와 상호작용하는 잔기의 측쇄만을 도시했다(명확성을 위해 H373의 측쇄는 생략했다). Lys362(청색) 및 Glu380(적색)을 제외하고, 측쇄를 도 3a에서 특정한 바와 같이 원자형에 따라 색을 달리하였다. 잔기 530-551은 Cα 웜으로 나타냈고; 잔기 536-544는 자홍색이다. Leu 536, Tyr 537, Leu 540, Met 543, 및 Leu544의 측쇄를 도시했다. 도 3c는 GRASP로 계산된 것으로서, 양성(청색) 및 음성(적색) 영역으로 NR 박스 Ⅱ와 결합된 ERα LBD 분자의 정전(electrostatic) 표면을 도시한 분자 표면을 나타내는 도면이다. 보조활성제 펩티드를 도 3a에 도시했으며, 상기 도면은 도 3a와 균등하다. Leu690 및 Leu694의 측쇄는 소수성 그루브와 결합되고, Ile689 및 Leu693의 측쇄는 상기 그루브의 말단에 놓인다. 도 3d는 OHT와 함께 복합된 ERα LBD의 정전 표면을 도시하며, 도 3c에서와 같은 양성(청색) 및 음성(적색) 영역을 도시한다. 잔기 530-511가 도 3b에서와 같이 도시되고, 상기 도면은 도 3b의 경우와 균등하다. Leu540 및 Leu544의 측쇄가 소수성 그루브에 함입된 반면에, Met543의 측쇄는 상기 그루브의 말단을 따라 놓인다.3A and 3B are generated by BOBSCRIPT and created using Raster3D. 3C and 3D were generated using GRASP (Nicholls, GRASP Manual (New York: Columbia University, 1992)). FIG. 3A is an enlarged view of a coactivator, NR Box II peptide / LBD interface, associated with LBD. FIG. LBD regions that do not interact with the peptide were removed for clarity. Helix 3, 4, and 5 are labeled H3, H4, and H5, respectively. The side chains of the receptor residues interacting with the peptide are shown except Lys362 (blue) and Glu542 (red), and the side chains were colored according to the type of atom (green for carbon and sulfur atoms, red for oxygen atoms, and Nitrogen atom was blue). Helix 12 is fuchsia. Peptides that are gold are presented as Cα worms: only the side chains of Ile 689 and the three motifs leucine (Leu 690, Leu 693, and Leu 694) are shown (FIG. 3C). 3B shows Helix 12 / LBD as an enlarged view of OHT-LBD showing Helix 12 bound to a portion of the coactivator binding site. Only the side chains of residues interacting with helix 12 are shown (side chains of H373 are omitted for clarity). Except for Lys362 (blue) and Glu380 (red), the side chains varied in color depending on the atom as specified in FIG. 3A. Residues 530-551 represented the Cα worm; Residues 536-544 are magenta. Side chains of Leu 536, Tyr 537, Leu 540, Met 543, and Leu544 are shown. FIG. 3C shows a molecular surface showing the electrostatic surface of ERα LBD molecules bound to NR box II in the positive (blue) and negative (red) regions, calculated by GRASP. The coactivator peptide is shown in FIG. 3A, which is equivalent to FIG. 3A. The side chains of Leu690 and Leu694 are combined with hydrophobic grooves, and the side chains of Ile689 and Leu693 lie at the ends of the grooves. FIG. 3D shows the electrostatic surface of ERα LBD complexed with OHT and shows the positive (blue) and negative (red) regions as in FIG. 3C. Residues 530-511 are shown as in FIG. 3B, which is equivalent to that of FIG. 3B. The side chains of Leu540 and Leu544 are incorporated into the hydrophobic grooves, while the side chains of Met543 lie along the ends of the grooves.

도 4는 LIGPLOT(Wallace, et al., Protein Eng, 8:127-34(1995))를 사용하여 생성되고, LBD와 DES의 상호작용(도 4a) 및 리간드 결합 포켓과 OHT 상호작용을 도시하는 개략도이다(도 4b). 리간드와 상호작용하는 잔기가 대략적인 실제 위치에 도시된다. 리간드와 반데르 발스 결합을 형성하는 잔기를, 표면이 상호작용하는 리간드 원자를 향하는 방사상 스포크를 지닌 표지된 원호로 나타냈다. 리간드에 수소 결합된 이러한 잔기를 구와 막대로 나타냈다. 수소결합을 청록색의 점선으로 나타내고, 각 결합의 간격을 표시한다. 리간드 고리 및 독립적인 리간드 원자를 표지하였다.FIG. 4 is generated using LIGPLOT (Wallace, et al., Protein Eng, 8: 127-34 (1995)) and depicts the interaction of LBD with DES (FIG. 4A) and OHT interaction with ligand binding pockets. Schematic diagram (FIG. 4B). Residues that interact with the ligand are shown at approximate actual positions. Residues that form van der Waals bonds with ligands are represented by labeled arcs with radial spokes facing the ligand atoms with which the surface interacts. These residues hydrogenated to the ligand are represented by spheres and rods. Hydrogen bonds are indicated by dashed blue lines and the spacing of each bond is indicated. Ligand rings and independent ligand atoms were labeled.

도 5는 상기와 같이 BOBSC0RIPT를 사용하여 작성하고 Raster3D를 사용하여 생성되고, OHT 복합체로부터의 헬릭스 12와 NR 박스 Ⅱ 펩티드의 비교를 도시한다. 도 5a 및 5b는 입체도이다. OHT-LBD 복합체 및 DES-LBD-NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체의 구조는 LBD의 잔기 306-526의 Cα 좌표를 사용하여 겹치게 하였다. DES-LBD-보조활성제 펩티드 복합체로부터의 헬릭스 12는 명확성을 위해 생략했다. OHT-LBD로부터의 잔기 536-551(헬릭스 12 = 잔기 536-544) 복합체는 자홍색이며, 펩티드는 금색으로 제시된다. Lys362의ε-아미노 기와 헬릭스 12의 잔기 543 및 544의 골격 카르보닐 사이의 수소결합을 자홍색의 점선으로 나타냈다. Lys362의ε-아미노 기와 보조활성제 펩티드의 잔기 693 및 696의 골격 카르보닐 사이의 수소결합을 오렌지색의 점선으로 나타냈다. 헬릭스 12에서 하기의 약어를 사용한다: L540=Leu540, M543= Met543, 및 L544=Leu544. 펩티드에서 하기 약어를 사용한다: L690=Leu690, L693=Leu693 및 L694=Leu694.FIG. 5 shows a comparison of Helix 12 with NR Box II peptides generated using BOBSC0RIPT and generated using Raster3D as above, from the OHT complex. 5A and 5B are three-dimensional views. The structures of the OHT-LBD complex and the DES-LBD-NR Box II peptide complex were overlapped using the Cα coordinates of residues 306-526 of LBD. Helix 12 from the DES-LBD-adjuvant peptide complex is omitted for clarity. The residue 536-551 (helix 12 = residue 536-544) complex from OHT-LBD is magenta and the peptide is shown in gold. Hydrogen bonds between the ε-amino group of Lys362 and the backbone carbonyls of residues 543 and 544 of helix 12 are shown in magenta dotted lines. The hydrogen bond between the ε-amino group of Lys362 and the backbone carbonyl of residues 693 and 696 of the coactivator peptide is indicated by the dotted orange line. The following abbreviations are used in Helix 12: L540 = Leu540, M543 = Met543, and L544 = Leu544. The following abbreviations are used in the peptides: L690 = Leu690, L693 = Leu693 and L694 = Leu694.

도 6a 및 6d는 상기한 바와 같이 BOBSC0RIPT를 사용하여 생성되고 Raster3D를 사용하여 도시된다. 도 6b 및 6c는 MidasPlus(Huang, et al., J. Mol. Graph. 9:230-6,242(1991))를 이용하여 도시된다. 도 6a는 예를 들어, 상기 타넨바움 등(Tanenbaum et. al.)에 기술된 것과 같이 DES 복합체(보조활성제 펩티드 부재), OHT 복합체, 및 E2복합체를 리본(ribbon)으로 도시하므로써, 다른 LBD 콘포메이션을 촉진시키는 작용제와 길항제를 도시한다. 상기 호르몬은 공간-충전 상태로 도시된다. 각각의 복합체에서, 헬릭스 12는 자홍색이며, 잔기 339-341, 421-423, 및 527-530의 주요 사슬은 적색이다. 헬릭스 3, 8, 및 11(각각 H3, 8, 및 11)을 DES 복합체중에 표지했다. 도 6b는 리간드 결합 공동내에 결합된 DES를 도시한다. DES(녹색)와 결합된 LBD의 공간 충전 모델의 단면은 상기 리간드가 리간드 결합 공동내에 완전히 함입됨을 보여준다. 상기 DES의 A' 고리(A'), Phe404(404), Met421 (421), 및 Phe425(425)를 표지했다. Met421의 측쇄의 탄소원자는 자홍색이며, 황원자는 노란색이다. 도 6c는 리간드 결합 포켓내에 결합된 OHT(적색)의 공간 충진 모델의 단면도이다. 상기 도는 도 6b와 균등하다. 상기 OHT의 B 고리(B), Phe404 (404), Met421(421), 및 Phe425 (425)를 표지했다. Met421의 측쇄는 상기 도 6b와 같다. 상기 B고리의 콘포메이션은 Met421이 DES복합체내에서 취하는 것과는 다른 콘포메이션을 갖도록 한다(도 6b와 비교). 도 6d는 DES(녹색) 및 OHT(적색)과 결합한 리간드 결합 포켓의 비교를 제공한다. 상기 OHT 복합체 및 DES 복합체의 구조를 도 5에서와 같이 겹치도록했다. 양 리간드의 A고리는 지면의 밖의 지점이며, OHT의 B고리 및 DES의 A'고리는 지면내의 지점이다. 상기 OHT와 결합된 LBD는 청색이며, DES와 결합된 LBD는 옅은 청회색이다. 상기 두 개의 복합체의 콘포메이션이 현저히 상이한 몇몇 잔기의 측쇄를 도시했다: Met342 (342), Met343(343), Phe404(404), Met421(421), Ile424(424), Phe425 (425), His 524(524), Leu525(525), Met528(528). 상기 Met421의 황원자는 두 개의 구조 모두에서 노란색으로 나타낸다.6A and 6D are generated using BOBSC0RIPT and described using Raster3D as described above. 6B and 6C are shown using MidasPlus (Huang, et al., J. Mol. Graph. 9: 230-6,242 (1991)). FIG. 6A shows another LBD by depicting a DES complex (with no adjuvant peptide), an OHT complex, and an E 2 complex as a ribbon, as described, for example, in Tanenbaum et al., Supra. Agents and antagonists that promote conformation are shown. The hormone is shown in space-filled state. In each complex, helix 12 is magenta and the main chains of residues 339-341, 421-423, and 527-530 are red. Helix 3, 8, and 11 (H3, 8, and 11, respectively) were labeled in the DES complex. 6B shows DES bound in a ligand binding cavity. The cross section of the space filled model of LBD coupled with DES (green) shows that the ligand is fully incorporated into the ligand binding cavity. The DES A 'ring (A'), Phe404 (404), Met421 (421), and Phe425 (425) were labeled. The carbon atoms in the side chain of Met421 are magenta and the sulfur atoms are yellow. 6C is a cross-sectional view of a space filled model of OHT (red) bound within a ligand binding pocket. This figure is equivalent to FIG. 6B. The B ring (B), Phe404 (404), Met421 (421), and Phe425 (425) of the OHT were labeled. The side chain of Met421 is as shown in FIG. 6B. The B ring configuration allows Met421 to have a different composition than that taken in the DES complex (compare FIG. 6B). 6D provides a comparison of ligand binding pockets that bind DES (green) and OHT (red). The structures of the OHT complex and the DES complex were overlapped as shown in FIG. 5. The A ring of both ligands is a point outside the ground, and the B ring of OHT and the A 'ring of DES are points in the ground. The LBD combined with the OHT is blue, and the LBD coupled with DES is pale blue gray. The side chains of several residues where the composition of these two complexes differed significantly: Met342 (342), Met343 (343), Phe404 (404), Met421 (421), Ile424 (424), Phe425 (425), His 524 (524), Leu525 (525), Met528 (528). The sulfur atom of Met421 is shown in yellow in both structures.

도 7은 길항제 작용의 모델을 예시한다. 작용제(흰색의 3각형) 결합이 보조활성제(노란색) 결합을 촉진하는 LBD의 콘포메이션을 안정화시킨다. 잔기 527-530 (적색)은 헬릭스 11(청색)의 일부이며 헬리칼 사이의 루프의 길이는 헬릭스 12(자홍색)가 전사활성에 포함되는 표면의 정전(stactic) 영역과 결합하는 것을 방해한다. 길항제(흰색 크로스) 측쇄는 헬릭스 12가 리간드 결합 포켓상에 위치하지 못하게 한다. 잔기 527-530(적색)은 리간드 결합 포켓내 또는 주변의 길항제에 의해 유도된 구조적 방해의 결과로서 연장된 콘포메이션을 갖는다. 헬릭스 11과 헬릭스 12 사이의 루프의 길이는 헬릭스 12가 상기 표면의 정전 영역과 결합하도록하고, 보조활성제 인식을 저해한다.7 illustrates a model of antagonist action. Agonist (white triangle) binding stabilizes the formation of LBD that promotes coactivator (yellow) binding. Residues 527-530 (red) are part of helix 11 (blue) and the length of the loop between the helicals prevents helix 12 (magenta) from binding to the stactic region of the surface involved in transcriptional activity. Antagonist (white cross) side chains prevent helix 12 from being located on ligand binding pockets. Residues 527-530 (red) have an extended conformation as a result of structural interference induced by antagonists in or around the ligand binding pocket. The length of the loop between helix 11 and helix 12 causes helix 12 to bind to the electrostatic region of the surface and inhibits coactivator recognition.

도 8은 수개의 핵 수용체의 보조활성제 결합부위를 형성하는 잔기를 함유하는 아미노산 서열(단일문자 지정 아미노산 서열)의 배열을 도시한다: 인간 및 재조합 티로이드 호르몬(hTRβ 및 rTRα)(서열번호:5 및 6 및 서열번호:7 및 8), 레티노이드(hPARγ 및 hRXRα)(서열번호:9 및 10 및 서열번호: 11 및 12) 퍼록시좀(hPPARγ)(서열번호: 13 및 14), 비타민 D(hVDR)(서열번호: 15 및 16), 에스트로젠(hERα)(서열번호: 17 및 18), 글루코코르티코이드(hGR)(서열번호: 19 및 20), 프로제스틴(hPR)(서열번호: 21 및 22), 미네랄코르티코이드(hMR)(서열번호: 23 및 24), 및 안드로젠(hAR)(서열번호: 25 및 26). 상기 박스는 알파 헬릭스의 잔기를 나타내며(H3, H4, H5, H6, 및 H12); 소문자 "h" 및 "q"는 각각 소수성 및 극성 잔기를 나타낸다. 표의 상부의 숫자, 280, 281 등은 hTRβ 잔기에 대응한다.FIG. 8 shows an arrangement of amino acid sequences (single letter designated amino acid sequences) containing residues that form coactivator binding sites of several nuclear receptors: human and recombinant thyroid hormones (hTRβ and rTRα) (SEQ ID NO: 5 And 6 and SEQ ID NOs: 7 and 8), retinoids (hPARγ and hRXRα) (SEQ ID NOs: 9 and 10 and SEQ ID NOs: 11 and 12) peroxysomes (hPPARγ) (SEQ ID NOs: 13 and 14), vitamin D ( hVDR) (SEQ ID NOs: 15 and 16), Estrogen (hERα) (SEQ ID NOs: 17 and 18), Glucocorticoid (hGR) (SEQ ID NOs: 19 and 20), Progestin (hPR) (SEQ ID NOs: 21 and 22) Mineral corticoids (hMR) (SEQ ID NOs: 23 and 24), and androgens (hAR) (SEQ ID NOs: 25 and 26). The boxes represent residues of alpha helix (H3, H4, H5, H6, and H12); Lowercase letters "h" and "q" represent hydrophobic and polar residues, respectively. The numbers at the top of the table, 280, 281, and the like correspond to hTRβ residues.

발명의 상세한 설명Detailed description of the invention

본 발명은 핵 수용체 활성, 특히 스테로이드 수용체 활성, 보다 더 특별하게는 에스트로젠 수용체 활성을 조절하는 방법 및 조성물을 제공한다. 상기 화합물은 리간드 결합 도메인과 결합하는 핵 수용체 작용제 또는 길항제이다. LBD와 결합하는 화합물이 또한 제공된다. 상기 화합물은 천연물이거나 합성물이다. 바람직한 화합물은 작은 유기 분자, 펩티드 및 펩티도미메틱스(예를 들어, 시클릭 펩티드, 펩티드 유사체, 또는 속박된 펩티드).The present invention provides methods and compositions for modulating nuclear receptor activity, in particular steroid receptor activity, and more particularly estrogen receptor activity. The compound is a nuclear receptor agonist or antagonist that binds to a ligand binding domain. There is also provided a compound that binds to LBD. The compound is natural or synthetic. Preferred compounds are small organic molecules, peptides and peptidomimetics (eg, cyclic peptides, peptide analogs, or constrained peptides).

특히, 중요한 ERα LBD내의 특정 잔기가 동정되었다: Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528(도 4a참조). 이들 중 몇몇이 직접 또는 간접적으로 헬릭스 12의 위치에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다: Met 343, Met421, His524, Leu525 및 Met528. 예를 들어, DES가 수용체와 결합하는 경우에 발생하는 이들 특정 잔기와의 상호작용은 보조활성제의 결합을 촉진하는 LBSD의 콘포메이션을 안정화시킨다. 이들 잔기와 결합 또는 상호작용을 증진시키는 리간드에 대한 변형이 개선된 수용체 활성을 제공한다. 유사하게, 이들 잔기와의 결합 또는 상호작용에 역효과를 미치는 리간드의 변형이 개선된 길항제를 위해 제공된다.In particular, certain residues in important ERα LBDs have been identified: Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, and Met528 (see FIG. 4A). Some of these have been found to affect the position of helix 12 directly or indirectly: Met 343, Met421, His524, Leu525 and Met528. For example, the interaction with these specific residues that occur when DES binds to the receptor stabilizes the formation of LBSD which promotes binding of the coactivator. Modifications to ligands that enhance binding or interaction with these residues provide improved receptor activity. Similarly, modifications of ligands that adversely affect binding or interaction with these residues are provided for improved antagonists.

또한, ERα Tyr537 잔기가 리간드 결합되지 않은 수용체를 안정화시키는 역할을 하고, 헬릭스 12가 보조활성제 결합부위와 자유롭게 상호작용하는 것으로 믿어진다. 상기 ER은 hTRβ, rTRα, hRARγ, hGR, hPR, hMR, 및 hAR이 모두 프롤린 잔기를 갖고, hRXRα가 아스파르트산 잔기를 가지며, hPPARγ가 히스티딘 잔기를 갖고, hVDR이 트레오닌 잔기를 hERα의 Tyr537잔기와 대응하는 위치에 가짐에 따라, 상기 위치에 티로신을 갖는다는 점에서 매우 독특하다. 따라서, 선택적인 작용제 및 길항제가 Tyr537과 상호작용하는 에스트로젠에 대한 설계를 가능하게할 수 있다.It is also believed that ERα Tyr537 residues serve to stabilize unliganded receptors, and helix 12 freely interacts with coactivator binding sites. The ER has hTRβ, rTRα, hRARγ, hGR, hPR, hMR, and hAR all have proline residues, hRXRα has aspartic acid residues, hPPARγ has histidine residues, and hVDR corresponds to threonine residues with the Tyr537 residue of hERα. It is very unique in that it has a tyrosine in the position as it has a position. Thus, selective agents and antagonists may allow the design of estrogens to interact with Tyr537.

OHT 또는 RAL과 같은 종래의 길항제는 작용제 복합체(DES 또는 E2)중에 존재하므로써 헬릭스 12의 배치를 직접적으로 블로킹하는 측쇄를 갖는다. 또한, 헬릭스 12가 보조활성제 헬릭스 결합부위내로 도달하는 것을 허용하여 보조활성제 결합을 블로킹하고 전사활성을 저해하도록 하기 위해, 리간드 유도 교란이 필요하다. 하나 이상의 LBD 잔기와의 상호작용에 대한 이러한 교란 및 간섭이 수용체를 이완시키고, 수용체의 이차 구조를 해체시키며 그 결과 헬릭스 11을 언와인딩(unwinding)함이 밝혀졌다. 상기 언와인딩된 헬릭스 11은 헬릭스 11과 12 사이의 루프의 길이를 증가시키고, 헬릭스 12를 리간드 결합 포켓으로부터 이격시켜 보조활성제 결합부위로 향하게 하며, 여기서 헬릭스 12는 보조활성제의 작용을 흉내내어 보조활성 인식부위를 차지하므로써 보조활성제 인식을 저해한다(도 7). 지적한 하나 이상의 아미노산 지점과의 결합 또는 상호작용을 방해하는 리간드에 대한 변형은 수용체의 이완을 초래하고, 수용체의 2차 구조에 영향을 주어 헬릭스 12의 언와인딩을 유발한다. 이러한 변형된 리간드에 따른 화합물은 길항제로서 작용할 것이다.Conventional antagonists such as OHT or RAL have side chains that directly block the placement of helix 12 by being present in the agent complex (DES or E 2 ). In addition, ligand-induced perturbation is required to allow helix 12 to reach coactivator helix binding sites, thereby blocking coactivator binding and inhibiting transcriptional activity. It has been found that this disturbance and interference with one or more LBD residues relaxes the receptor, disassembles the receptor's secondary structure and consequently unwinds helix 11. The unwinded helix 11 increases the length of the loop between helix 11 and 12 and directs helix 12 away from the ligand binding pocket to the coactivator binding site, where helix 12 mimics the action of the coactivator By occupying the recognition site it inhibits the coactivator recognition (Fig. 7). Modifications to ligands that interfere with binding or interaction with one or more amino acid points indicated result in relaxation of the receptor and affect the secondary structure of the receptor leading to unwinding of helix 12. Compounds according to these modified ligands will act as antagonists.

따라서, 본 발명의 일면은 핵 활성을 조절(예를 들어, 증가 또는 감소)하는 화합물을 동정하는 방법으로서, 에스트로젠 α 수용체 리간드 결합 도메인 또는 이의 일부의 원자 구조 모델을 사용하여 관심있는 핵 수용체 리간드 결합 도메인과 공간적으로 합치되는 시험 화합물을 모델링하는 단계; 시험 화합물의 리간드 결합 도메인에 대한 결합을 특징으로 하는 검정 예를 들어, 생물학적 검정으로 시험 화합물을 스크리닝 하는 단계; 및 핵 수용체 활성을 조절하는 시험 화합물을 동정하는 단계를 포함하며, 여기서 원자 구조 모델은 인간 에스트로젠 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528의 잔기와 대응하는 아미노산 잔기의 원자 좌표를 포함한다. 바람직한 구체예에서, 핵 수용체는 ER이다. 상기 시험 화합물은 작용제일 수 있으며, 핵산 수용체 활성은 보조활성제 또는 보조활성제를 흉내내는 화합물이 하기 정의된 바와 같이 보조활성의 결합부위와 결합함에 의해 조절된다. 한편, 상기 시험 화합물은 길항제일 수 있으며, 핵 수용체의 활성은 헬릭스 12의 언와인딩 및/또는 보조활성제 결합부위에 대한 보조활성제의 결합의 블로킹에 의해 측정된다. 상기 스크리닝은 시험관내에서의 고처리량(high throughput) 스크리닝이 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 적절한 시험 화합물이 설계되거나, 화합물 라이브러리로부터 수득할 수 있으며, 작은 유기 분자, 펩티드, 및 펩티도미메틱스를 포함하나 이는 예시일 뿐 이에 제한되는 것은 아니다. 상기한 방법은 또한 에스트로젠 수용체 α 리간드 결합 도메인 또는 이의 일부를 상기 모델링 단계에 앞서 컴퓨터화된 모델링 시스템에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.Accordingly, one aspect of the invention is a method of identifying a compound that modulates (eg, increases or decreases) nuclear activity, wherein the nuclear receptor ligand binding of interest using an estrogen α receptor ligand binding domain or an atomic structure model of a portion thereof. Modeling a test compound that spatially matches the domain; Assays characterized by binding of the test compound to the ligand binding domain, eg, screening the test compound in a biological assay; And identifying test compounds that modulate nuclear receptor activity, wherein the atomic structure model is a human estrogen receptor α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, And atomic coordinates of amino acid residues corresponding to residues of His524, Leu525 and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Leu525 and Met528. In a preferred embodiment, the nuclear receptor is ER. The test compound may be an agent and nucleic acid receptor activity is modulated by the binding of the coactivator or compound mimicking the coactivator with the binding site of the coactivation as defined below. On the other hand, the test compound may be an antagonist and the activity of the nuclear receptor is measured by blocking the binding of the coactivator to the unwinding and / or coactivator binding site of helix 12. The screening is preferably high throughput screening in vitro. As discussed below, appropriate test compounds can be designed or obtained from a library of compounds, including, but not limited to, small organic molecules, peptides, and peptidomimetics. The method may also include providing an estrogen receptor α ligand binding domain or portion thereof to the computerized modeling system prior to the modeling step.

본원에서, "이의 일부"이란 용어는 LBD의 부위와 결합할 수 있는 화합물과 상호작용할 수 있는 LBD의 충분한 숫자의 잔기 또는 그의 원자에 대응하는 원자 좌표를 의미하는 것을 의도한다. 이는 결합 화합물 또는 그의 단편의 4.5Å이내의 원자를 가지는 수용체 잔기를 포함한다. 따라서, 예를 들어 모델링 시스템에 제공된 상기 원자 좌표는 핵 수용체 LBD, LBD의 일부 예컨대, LBD와 결합하는 화합물의 모델링 및 설계에 유용한 LBD에 대응하는 원자 또는 원자의 서브세트를 포함할 수 있다.As used herein, the term “part of it” is intended to mean an atomic coordinate corresponding to a sufficient number of residues or atoms thereof of an LBD capable of interacting with a compound capable of binding to a site of the LBD. This includes acceptor residues having atoms within 4.5 kPa of the binding compound or fragment thereof. Thus, for example, the atomic coordinates provided in the modeling system may include a nuclear receptor LBD, a portion of the LBD such as an atom or a subset of atoms corresponding to the LBD useful for modeling and designing a compound that binds to the LBD.

리간드 결합 도메인과 합치되는 화합물의 원자 좌표는 또한 부위와 결합하는 화합물 또는 단편을 동정하기 위한 모델링에 사용될 수 있다. "모델링"은 원자 구조 정보 및 수용체 리간드 작용제/길항제 상호작용 모델에 기초한 분자 구조/기능의 정성적 및 정량적 분석을 의도한다. 이는 종래의 수-기초 분자 동력학(dynamic) 및 에너지 최소화 모델, 상호작용성 컴퓨터 그래픽 모델, 변형된 분자 기구(mechenic) 모델, 간격 지오메트리, 및 구조-기초 속박체(constraint) 모델을 포함한다. 바람직하게는, 모델링은 컴퓨터를 사용하여 수행되고, 공지의 방법을 사용하여 보다 더 최적화 될 수 있다. "공간적으로 합치되는"은 화합물의 3차원 구조가 핵 수용체 LBD의 공동(cavity) 또는 포켓에 의해 기하학적으로 수용됨을 의미한다.The atomic coordinates of the compound that matches the ligand binding domain can also be used in modeling to identify the compound or fragment that binds to the site. "Modeling" is intended for qualitative and quantitative analysis of molecular structure / function based on atomic structure information and receptor ligand agonist / antagonist interaction models. This includes conventional water-based molecular dynamics and energy minimization models, interactive computer graphics models, modified molecular mechanism models, spacing geometry, and structure-based constraint models. Preferably, modeling is performed using a computer and can be further optimized using known methods. "Spatially coincident" means that the three-dimensional structure of the compound is geometrically received by the cavity or pocket of the nuclear receptor LBD.

대응하는 아미노산을 다른 핵 수용체에 표적화시키는 것이 동일한 효과를 가질 것으로 예상된다. 따라서, 본 발명의 하나의 구체예는 핵 수용체의 LBD와는 결합하지만, LBD내의 하나 이상의 잔기와는 상호작용하지 않는 길항제를 설계하는 방법에 관한 것이며, 상기 잔기는 인간 ERα 잔기 Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528에 대응한다(즉, 동일하거나 균등하다). 유사하게, 본 발명의 다른 구체예는 핵 수용체의 LBD와 결합하고 LBD내의 하나 이상의 잔기와 증가된 상호작용을 가지는 작용제를 설계하는 방법에 관한 것이며, 상기 잔기는 인간 ERα 잔기 Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528에 대응한다. 증가된 상호작용의 한 예는 내재성 리간드와 비교하여 하나 이상의 상기 잔기에 대해 보다 더 큰 결합 친화성을 가지는 작용제를 들 수 있다. 핵 수용체 패밀리의 다른 일원에 대해, 이와 같이 대응하는 지점을 표 1에 도시하며, 이는 인간 에스트로젠 수용체(hERα): 재조합 티로이드 호르몬(rTRα), 레티노이드(hPARγ 및 hRXRα), 글루코코르티코이드(hGR), 프로제스틴(hPR), 미네랄코르티코이드(hMR), 및 안드로젠(hAR)상의 지정된 지점과 대응하는 수 개의 핵 수용체의 리간드 결합 도메인으로부터의 잔기를 포함하는 아미노산 서열(단일 문자 지정)의 배열을 제공한다. 하기 표 1은 단지 예시일 뿐이며 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 따라서, 다른 핵 수용체 예를 들어, 다른 에스트로젠 수용체, 티로이드 수용체, 안드로젠 수용체, 퍼록시좀 수용체, 및 비타민 D 수용체가 또한 본 발명의 방법에 사용될 수 있다.Targeting the corresponding amino acid to other nuclear receptors is expected to have the same effect. Thus, one embodiment of the present invention is directed to a method of designing an antagonist that binds to the LBD of a nuclear receptor but does not interact with one or more residues in the LBD, wherein the residues are human ERα residues Met343, Leu346, Ala350, Corresponding to Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Leu525 and Met528 (ie, identical or equivalent). Similarly, another embodiment of the present invention is directed to a method of designing an agent that binds to LBD of a nuclear receptor and has increased interaction with one or more residues in the LBD, wherein the residues are human ERα residues Met343, Leu346, Ala350, Corresponding to Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Leu525 and Met528. One example of increased interaction is an agent that has a greater binding affinity for one or more of these residues compared to an endogenous ligand. For other members of the nuclear receptor family, these corresponding points are shown in Table 1, which shows human estrogen receptor (hERα): recombinant thyroid hormone (rTRα), retinoids (hPARγ and hRXRα), glucocorticoid (hGR), An array of amino acid sequences (single letter designation) comprising residues from the ligand binding domains of several nuclear receptors corresponding to designated points on progestin (hPR), mineralocorticoids (hMR), and androgens (hAR). Table 1 below is merely illustrative and does not limit the invention. Thus, other nuclear receptors such as other estrogen receptors, thyroid receptors, androgen receptors, peroxysome receptors, and vitamin D receptors may also be used in the methods of the present invention.

표 1Table 1

본원에서 "보조활성제 결합부위"는 결합 보조활성제에 대해 적절한 기하구조 및 아미노산 잔기를 제공하도록 폴딩된 핵 수용체 폴리펩티드 사슬의 구조적 분편 또는 분편을 의미한다. 이는 보조활성제 결합부위 포켓 또는 공동을 형성하는 3차원 공간내의 단백질 원자의 물리적 배열이다. 상기 아프릴레티 등(Apriletti, et al.)이 기술한 바와 같이, 핵 수용체상의 보조활성제 결합부위를 형성하는 잔기는 도 8에 제시한 바와 같이, C-말단 헬릭스 3(Ile280, Thr281, Val283, Val284, Ala287, 및 Lys288), 및 헬릭스 4(Phe293), 헬릭스 5(Gln301, Ile302, Leu305, Lys306), 헬릭스 6(Cys309), 및 헬릭스 12(Pro453, Leu454, Glu457, Val458, 및 Phe459)에 대응하는(즉, 동일하거나 균등한) 아미노산 잔기이다. 상기 보조활성제 결합부위는 핵 수용체 수퍼패밀리중에서 고도로 보존성이다. 따라서, 상기 부위는 현저한 소수성 클레프트(cleft)를 형성하는 LBD의 표면상의 놀랍게도 작은 잔기 군(cluster)에 대응한다. 상기 소수성 부분은 C-말단 헬릭스 3(Ile280, Val283, Val284, 및 Ala287), 및 헬릭스 4(Phe293), 헬릭스 5(Ile302 및 Leu305), 헬릭스 6(Cys309), 및 헬릭스 12(Leu454, Val458, 및 Phe459)에 대응하는 소수성 잔기에 의해 형성된다. 이들 보조활성제 결합부위의 소수성 부분은 또한 핵 수용체 수퍼패밀리중에서 고도로 보존성이다.As used herein, "adjuvant binding site" means a structural fragment or fragment of a nuclear receptor polypeptide chain that is folded to provide the appropriate geometry and amino acid residues for the binding aid. It is the physical arrangement of protein atoms in the three-dimensional space that forms the coactivator binding site pocket or cavity. As described by Aprili et al., The residues forming the coactivator binding site on the nuclear receptor are C-terminal helix 3 (Ile280, Thr281, Val283, Val284, Ala287, and Lys288), and Helix 4 (Phe293), Helix 5 (Gln301, Ile302, Leu305, Lys306), Helix 6 (Cys309), and Helix 12 (Pro453, Leu454, Glu457, Val458, and Phe459) (Ie, identical or equivalent) amino acid residues. The coactivator binding site is highly conserved in the nuclear receptor superfamily. Thus, the site corresponds to a surprisingly small cluster of residues on the surface of the LBD that form a significant hydrophobic cleft. The hydrophobic moieties include C-terminal helix 3 (Ile280, Val283, Val284, and Ala287), and helix 4 (Phe293), helix 5 (Ile302 and Leu305), helix 6 (Cys309), and helix 12 (Leu454, Val458, and Formed by the hydrophobic moiety corresponding to Phe459). The hydrophobic portions of these coactivator binding sites are also highly conserved in the nuclear receptor superfamily.

본원의 상기 실시예에 의거하여, 에스트로젠 수용체상의 보조활성제 결합부위를 형성하는 잔기가 상기 인간 TR에 대해 기술한 지점과 대응하는 것이 밝혀졌다. 따라서, ERα상의 보조활성제 결합부위를 형성하는 잔기는 도 8에 제시한 바와 같이, C-말단 헬릭스 3(Leu354, Val355, Met357, Ile358, Ala361, 및 Lys 362), 및 헬릭스 4(Phe367), 헬릭스 5(Gln375, Val376, Leu379, Glu380), 헬릭스 6(Trp383), 및 헬릭스 12(Asp538, Leu539, Glu542, Met543, 및 Leu544)의 인간 ERα 잔기이다. 상기, 핵 수용체 패밀리에 대한 일반적인 기술에서와 같이, 상기 부위는 현저한 소수성 부분을 형성하는 LBD의 표면상의 잔기와 대응하며, C-말단 헬릭스 3(Leu354, Val355, Met357, Ile358, Ala361, 및 Lys 362), 및 헬릭스 4(Phe367), 헬릭스 5(Gln375, Val376, Leu379, Glu380), 헬릭스 6(Trp383), 및 헬릭스 12(Asp538, Leu539, Glu542, Met543, 및 Leu544)의 인간 ERα 잔기에 대응하는 소수성 잔기에 의해 형성된다. 이는 핵 수용체 패밀리 대해 상기 아프릴레티 등이 제시한 데이터를 확증한다.Based on the above examples herein, it was found that the residues forming the coactivator binding sites on the estrogen receptor correspond to the points described for the human TR. Thus, the residues forming the coactivator binding site on ERα are C-terminal helix 3 (Leu354, Val355, Met357, Ile358, Ala361, and Lys 362), and helix 4 (Phe367), helix, as shown in FIG. Human ERα residues of 5 (Gln375, Val376, Leu379, Glu380), Helix 6 (Trp383), and Helix 12 (Asp538, Leu539, Glu542, Met543, and Leu544). As in the general description of the nuclear receptor family, the site corresponds to residues on the surface of the LBD that form significant hydrophobic moieties, and C-terminal helix 3 (Leu354, Val355, Met357, Ile358, Ala361, and Lys 362). ), And hydrophobicity corresponding to human ERα residues of Helix 4 (Phe367), Helix 5 (Gln375, Val376, Leu379, Glu380), Helix 6 (Trp383), and Helix 12 (Asp538, Leu539, Glu542, Met543, and Leu544). Formed by residues. This corroborates the data presented by Aprilree et al. For the nuclear receptor family.

구조적 분석은 타목시펜 및 다른 SERMs이 리간드 결합 도메인과 결합하는 기전, 블록 보조활성제 결합, 그에 따른 전사활성을 밝혔다. 이에 따라, 리간드 및 보조활성제 결합이 이해되었다. 따라서, 상기한 보조활성제 결합부위 잔기는 본 발명의 방법에 광범위한 적용성을 갖는 보조활성제 의사물질(mimics)를 설계하는데 유용하다. 이러한 "보조활성제 의사물질"은 보조활성제 표면상의 보조활성제 결합부위 인식 영역을 흉내내어 "보조활성제 의사물질"이 보조활성제 결합부위에 대한 보조활성제의 경쟁적 저해제로서 작용하도록 하는, 펩티드 또는 폴리펩티드이다. 보조활성제 의사물질은 수용체 활성의 측정하고, 작용제는 보조활성제가 보조활성제 결합부위와 결합하는 것을 허용하는 반면에, 길항제가 이러한 결합을 방해한다는 점에서, 시험 화합물의 작용제 또는 길항제 특성을 검정하는데 사용될 수 있다. 또한, 보조활성제 의사물질은 본 발명의 작용제 화합물과 조합하여 투여되는 경우에 치료적 유용성을 가질 수 있다.Structural analysis revealed the mechanism by which tamoxifen and other SERMs bind ligand binding domains, block coactivator binding, and thus transcriptional activity. Accordingly, ligand and coactivator binding is understood. Thus, the above coactivator binding moiety is useful for designing coactivator mimics with broad applicability to the methods of the present invention. Such "adjuvant pseudomaterials" are peptides or polypeptides that mimic a coactivator binding site recognition region on the surface of a coactivator so that the "coactivator pseudomaterial" acts as a competitive inhibitor of the coactivator to the coactivator binding site. Adjuvant pseudomaterials can be used to assay the agonist or antagonist properties of a test compound in that a measure of receptor activity and the agonist allow the adjuvant to bind to the adjuvant binding site, whereas the antagonist interferes with this binding. Can be. In addition, adjuvant pseudomaterials may have therapeutic utility when administered in combination with an agent compound of the present invention.

본 발명의 다른 실시예는 일반적으로 리간드 결합 도메인과 결합함에 의해 리간드 수용체와 핵 수용체의 결합을 조절하는 화합물을 동정하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 에스트로젠 α 수용체 리간드 결합 도메인 또는 이의 일부의 원자 구조 모델을 사용하여 관심있는 핵 수용체 리간드 결합 도메인과 공간적으로 합치되는 시험 화합물을 모델링하는 단계; 시험 화합물과 상기 결합 도메인의 결합을 특징으로 하는 검정으로 시험 화합물을 스크리닝 하는 단계; 및 핵 수용체와의 리간드 결합을 조절하는 시험 화합물을 동정하는 단계를 포함하며, 상기 원자 구조 모델은 인간 에스트로젠 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528의 잔기와 대응하는 아미노산 잔기의 원자 좌표를 포함한다. 바람직한 방법에서, 상기 핵 수용체는 ER, TR, GR, 및 PR이다. 상기 스크리닝은 통상 시험관내에서 고처리량 스크리닝에 의한다. 적절한 시험 화합물이 설계되거나, 화합물 라이브러리로부터 수득할 수 있으며, 작은 유기 분자, 펩티드, 및 펩티도미메틱스를 포함하나 이는 예시일뿐 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 시험 화합물은 리간드 결합의 작용제 또는 길항제일 수 있다.Another embodiment of the invention relates generally to a method for identifying a compound that modulates the binding of a ligand receptor and a nuclear receptor by binding to a ligand binding domain. The method comprises modeling a test compound that spatially matches a nuclear receptor ligand binding domain of interest using an atomic structure model of the estrogen α receptor ligand binding domain or portion thereof; Screening the test compound in an assay characterized by binding of the test compound to the binding domain; And identifying test compounds that modulate ligand binding to nuclear receptors, wherein the atomic structure model comprises human estrogen receptors α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428 , Atomic coordinates of amino acid residues corresponding to residues of Gly521, His524, Leu525 and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Leu525 and Met528. In a preferred method, the nuclear receptor is ER, TR, GR, and PR. The screening is usually by high throughput screening in vitro. Appropriate test compounds can be designed or obtained from compound libraries, including, but not limited to, small organic molecules, peptides, and peptidomimetics. The test compound may be an agonist or antagonist of ligand binding.

본 발명은 또한 핵 수용체의 리간드 결합 도메인내의 주요 잔기를 동정하기 위한 조성물 및 방법을 포함한다. 상기 방법은 리간드 및/또는 보조활성제 결합을 조절하는 잔기를 동정하기 위해 관심있는 핵 수용체의 표면을 조사하는 것을 포함한다. 상기 잔기는 본원에 기술된 LBD상의 주요 잔기에 대한 상동성에 의해 동정될 수 있다. 바람직한 방법은, Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421, His524, Leu525 및 Met528의 인간 ERα 잔기와 대응하는(즉, 균등한) 임의의 핵 수용체의 잔기와의 배열이다. 핵 수용체 LBD, 또는 상기 잔기 또는 대응하는 잔기를 포함하는 이의 일부의 3차원 모델과의 오버래잉 또는 수퍼포지셔닝이 또한 본 목적에 사용될 수 있다. 예를 들어, TR, GR, PR, 및 LBDs의 3차원 구조가 본 목적에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상동성 배열에 의해 동정할 수 있는 핵 수용체는 정상적인 핵 수용체 또는 인간에서 발견되는 핵 수용체와 구조적으로 연관된 단백질, 인간에서 발견되는 핵 수용체의 천연 돌연변이, 동물 및 포유류를 제외한 동물의 기관 예를 들어, 페스트 또는 감염성 기관, 또는 바이러스에서 발견되는 정상 또는 돌연변이 수용체를 포함한다.The invention also includes compositions and methods for identifying key residues in ligand binding domains of nuclear receptors. The method involves examining the surface of the nuclear receptor of interest to identify residues that regulate ligand and / or coactivator binding. Such residues may be identified by homology to key residues on the LBD described herein. Preferred methods are human ERα residues of Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 and Met528, preferably Met343, Met421, His524, Leu525 and Met528 Is an arrangement with residues of any nuclear receptor that corresponds to (ie, is equivalent to). Overlaying or superpositioning of the nuclear receptor LBD, or a three-dimensional model of the residue or a portion thereof comprising the corresponding residue may also be used for this purpose. For example, three-dimensional structures of TR, GR, PR, and LBDs can be used for this purpose. For example, nuclear receptors that can be identified by homology arrangements are proteins that are structurally associated with normal nuclear receptors or nuclear receptors found in humans, natural mutations of nuclear receptors found in humans, and organs of animals other than animals and mammals. For example, normal or mutant receptors found in plagues or infectious organs, or viruses.

배열 및/또는 모델링은 또한 세포의 콘텍스트내의 부위의 특징을 특성화하기 위한, LBD 표면상의 돌연변이의 배치를 위한 가이드로서 사용될 수 있다. 선택된 수용체는 작용제의 경우 글로벌(global) 수용체 구조, 및 용해성을 보존하기 위해, 또는 그러한 구조를 해체시키기 위해, 및 헬릭스 12가 언와인딩되도록 하기 위해, 길항제의 경우에서 처럼 돌연변이 된다. 돌연변이체는 리간드 결합 및 결합 상호작용의 강도에 있어서의 상대적 변화에 대해 시험될 수 있다. 리간드 의존성 보조활성제 상호작용 검정이 또한 본원에서 기술된 바와 같이 이러한 목적을 위해 시험될 수 있다.Arraying and / or modeling can also be used as a guide for the placement of mutations on the LBD surface to characterize the site in the context of the cell. Selected receptors are mutated as in the case of antagonists, in order to preserve the global receptor structure and solubility in the case of an agonist, or to break up such a structure, and to allow the helix 12 to unwind. Mutants can be tested for relative changes in ligand binding and intensity of binding interactions. Ligand dependent coactivator interaction assays can also be tested for this purpose as described herein.

특히, 본 발명은 두 개의 화학적으로 관련된 화합물의 결합인 에스트로젠 수용체의 LBD, 작용제, 디에틸스텔베스트롤(DES), 및 타목시펜의 활성 대사산물인 선택적 길항제 4-히드록시타목시펜(OHT)에 대한 구조적 및 기능적 효과에 관한 것이다. 실시예서 기술하는 바와 같이, 공결정으로부터 유도된 원자 모델의 검정과 결합된 돌연변이 및 결합의 연구는 보조활성제 결합부위 및 작용제, DES와 결합된 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 서열(서열번호: 4)(즉, p160 보조활성제 GRIP1의 NR 박스 Ⅱ 영역으로부터 유도된 펩티드)을 포함하는 펩티드 분자와 함께 공결정화된 인간 에스트로젠 수용체 리간드 결합 도메인(ERα LBD)의 구조를 제시한다. 또한, 길항제 OHT와 공결정화된 ERα LBD 구조를 보여준다. 실시예는 DES와 결합된 hERα LBD의 2.03Å 간격 결정구조, 보조활성제, 및 OHT와 결합된 hERα LBD의 1.9Å x-선 결정 구조를 제공한다. 즉, 상기 결정은 각각 2.03Å 또는 1.9Å 간격으로 회절한다.In particular, the present invention relates to a structural combination of LBD of the estrogen receptor, a binding of two chemically related compounds, an agonist, diethylstelbestrol (DES), and a selective antagonist 4-hydroxytamoxifen (OHT), which is an active metabolite of tamoxifen. And functional effects. As described in the Examples, studies of mutations and binding coupled with assays of atomic models derived from cocrystals revealed that GRIP1 NR Box II peptide sequences (SEQ ID NO: 4) bound to coactivator binding sites and agents, DES (ie , a peptide molecule comprising a peptide derived from the NR box II region of the p160 co-activator GRIP1) is shown in the structure of a co-crystallized human estrogen receptor ligand binding domain (ERα LBD). Also shown is the ERα LBD structure co-crystallized with the antagonist OHT. The example provides a 2.03 'spacing crystal structure of hERα LBD coupled with DES, a coactivator, and a 1.9' x-ray crystal structure of hERα LBD coupled with OHT. In other words, the crystals are diffracted at 2.03 ms or 1.9 ms intervals, respectively.

본 발명의 다른 면에서, 관심있는 화합물 즉, 리간드 결합의 작용제 및 길항제가, 핵 수용체와의 리간드 결합의 작용제 또는 길항제를 동정하는 방법에 의해 발견되었다. 상기 방법은 ERα LBD 또는 그의 일부의 원자 좌표를 컴퓨터화된 모델링 시스템에 제공하는 단계, LBD와 공간적으로 합치되는 화합물을 모델링하는 단계, 및 핵 수용체 활성에 대한 검정으로 핵 수용체의 LBD와 결합함에 의해 핵 수용체의 활성을 증가시키거나 감소시키는 화합물을 동정하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 원자 좌표는 인간 에스트로젠 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528의 잔기와 대응하는 아미노산 잔기이다. 특히 관심있는 화합물은 리간드 결합 도메인과 공간적 및 우선적으로 합치되는 화합물이다. "그의 공간적 및 우선적으로"는 핵 수용체 LBD와 선택적으로 상호작용하기 위한 3차원의 구조 및 콘포메이션을 갖는 화합물이다. LBD와 공간적 및 우선적으로 합치되는 화합물은 상기 부위의 소수성 부분을 형성하는 아미노산 잔기와 상호작용한다. 본 발명은 또한 핵 수용체의 활성을 선택적으로 조절할 수 있는 화합물을 동정하기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 핵 수용체의 원자 구조 모델을 이용하여 관심있는 핵 수용체의 LBD와 공간적 및 우선적으로 합치되는 시험 화합물을 모델링하는 단계, 핵 수용체의 LBD와 시험 화합물의 우선적 결합을 특징으로 하는 핵 수용체 활성에 대한 검정으로 시험 화합물을 스크리닝 하는 단계, 및 핵 수용체 활성을 선택적으로 조절하는 시험 화합물을 동정하는 단계를 포함한다. 이러한 수용체 특이적 화합물이 선택되어 핵 수용체의 제 1 유형 대 핵 수용체의 제 2 유형의 LBDs 사이의 차이를 이용할 수 있게 한다.In another aspect of the invention, compounds of interest, namely agonists and antagonists of ligand binding, have been found by methods of identifying agonists or antagonists of ligand binding to nuclear receptors. The method comprises providing atomic coordinates of ERα LBD or a portion thereof to a computerized modeling system, modeling a compound that spatially matches the LBD, and binding the LBD of the nuclear receptor in an assay for nuclear receptor activity. Identifying compounds that increase or decrease the activity of nuclear receptors. Preferably, the atomic coordinates are human estrogen receptors α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Amino acid residues corresponding to the residues of Leu525 and Met528. Of particular interest are compounds that are in spatial and preferential matching with a ligand binding domain. "Spatially and preferentially" is a compound having a three-dimensional structure and conformation for selectively interacting with nuclear receptor LBD. Compounds that spatially and preferentially match the LBD interact with amino acid residues that form a hydrophobic portion of the site. The invention also includes methods for identifying compounds that can selectively modulate the activity of nuclear receptors. The method uses the atomic structure model of the nuclear receptor to model a test compound that spatially and preferentially matches the LBD of the nuclear receptor of interest, wherein the nuclear receptor activity is characterized by preferential binding of the LBD of the nuclear receptor to the test compound. Screening test compounds for assays, and identifying test compounds that selectively modulate nuclear receptor activity. Such receptor specific compounds are selected to make use of the difference between LBDs of the first type of nuclear receptor versus the second type of nuclear receptor.

본 발명은 또한 핵 수용체 아이소폼을 구별하는 신규 화합물의 제조에 적용될 수 있다. 이는 조직 특이적이거나 기능 특이적인 화합물의 제조에 사용될 수 있다. 예를 들어, GR 서브패밀리의 일원은 통상, 비록 예외가 있기는 하지만, 하나의 유전자에 의해 엔코딩된 하나의 수용체를 갖는다. 예를 들어, 다른 AUG 코돈으로부터의 선택적 개시에 의해 동일한 mRNA로부터 번역된 PR 아이소폼, A 및 B가 존재한다. 두 개의 GR 형태가 존재하며, 이중 하나는 리간드와 결합하지 않는다. 상기 방법은 특히, 일반적으로 두 개 이상(ER:α,β)의 유전자에 의해 엔코딩된 수개의 수용체를 갖거나, 선택적인 RNA 스플라이싱(splicing)을 가지는 ER 서브패밀리에 적용할 수 있다.The invention can also be applied to the preparation of novel compounds that distinguish nuclear receptor isoforms. It can be used to prepare tissue specific or function specific compounds. For example, members of the GR subfamily typically have one receptor encoded by one gene, with exceptions. For example, there are PR isoforms, A and B, translated from the same mRNA by selective initiation from different AUG codons. There are two GR forms, one of which does not bind to the ligand. The method is particularly applicable to ER subfamilies which generally have several receptors encoded by two or more (ER: α, β) genes or have selective RNA splicing.

본 발명의 상기 수용체 특이적 화합물은 바람직하게는 핵 수용체의 제 2 유형과 비교하여 제 1 유형의 핵 수용체중에 보존된 LBD의 콘포메이션적으로 속박된 잔기와 상호작용한다. "콘포메이션적으로 속박"은 다양한 국소 기하학 및 물리-화학적 속박에 의해 고정된 결합의 주변으로 특정 회전을 가지는 화학물 또는 그의 부분의 3차원 구조를 의미한다. LBD의 콘포메이션적으로 속박된 구조의 특색은 다양한 기하학적 및 물리-화학적 속박 예를 들어, 국소 골격, 국소 측쇄, 및 토폴로지성 속박에 의해 고정된 본래의 유연성 콘포메이션을 가지는 잔기를 포함한다. 이러한 유형의 속박은 수용체-보조활성제 인식 및 결합내에 포함된 원자의 배치를 제한하는데 이용된다.Said receptor specific compound of the invention preferably interacts with the conformally bound moiety of LBD conserved in the nuclear receptor of the first type compared to the second type of nuclear receptor. "Conformatively bound" means a three-dimensional structure of a chemical or portion thereof that has a specific rotation around the bond fixed by various local geometries and physico-chemical bonds. Features of the conformally bound structure of the LBD include residues with inherent flexible conformations fixed by various geometric and physico-chemical bonds, for example, local backbones, local side chains, and topological bonds. This type of bond is used to limit receptor-adjuvant recognition and the placement of atoms involved in binding.

본 발명은 또한 핵 수용체 결정에 기초한 핵 수용체의 3차원 모델을 이용하는 컴퓨터화된 방법을 제공한다. 일반적으로, 핵 수용체 리간드의 컴퓨터화된 설계 방법은 핵 수용체 LBD의 어느 아미노산 또는 아미노산들이 리간드의 화학 성분(하나 이상)과 상호작용하는가를 결합 리간드를 지닌 핵 수용체 LBD를 포함하는 결정화 단백질의 3차원 모델을 사용하고, 상호작용성 아미노산과 화학 성분과의 상호작용을 증가시키거나 감소시키는 구조를 지닌 2차 화학 성분을 생성시키는 화학 성분의 변형(하나 이상)을 선택하여 결정한다. 본 발명에서, DES/펩티드를 지닌 hERα의 구조와 OHT를 지닌 hERα의 결정 구조는 상기 아미노산 잔기가 hERα Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528의 잔기와 대응함을 보여주었다.The present invention also provides a computerized method using a three-dimensional model of nuclear receptors based on nuclear receptor determination. In general, the computerized design method of nuclear receptor ligands involves determining which amino acids or amino acids of nuclear receptor LBD interact with the chemical component (one or more) of the ligand, three-dimensional of the crystallized protein comprising nuclear receptor LBD with binding ligand. The model is used to determine and select one or more modifications of a chemical component that produces a secondary chemical component with a structure that increases or decreases the interaction of the interactive amino acid with the chemical component. In the present invention, the structure of hERα having DES / peptide and the crystal structure of hERα having OHT are represented by the amino acid residues hERα Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, And corresponding residues of His524, Leu525, and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Leu525, and Met528.

따라서, 본 발명의 한 구체예는 핵 수용체 리간드를 설계하는 컴퓨터화된 방법이며, 여기서 인간 수용체 에스트로젠 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528의 잔기와 대응하는 핵 수용체 LBD의 하나 이상의 아미노산 잔기가 리간드의 하나 이상의 제 1 화학 성분과 상호작용하고, 아미노산과 제 1 화학성분 사이의 상호작용과 비교하여, 아미노산과 제 2 화학성분과의 상호작용을 증가시키거나 감소시키는 구조를 지닌 제 2 화학성분을 생성시키기 위한, 제 1 화학 성분의 하나 이상의 화학적 변형을 선택하는 단계를 포함한다.Thus, one embodiment of the present invention is a computerized method of designing nuclear receptor ligands wherein human receptor estrogens α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, One or more amino acid residues of the nuclear receptor LBD corresponding to residues of His524, Leu525, and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Leu525, and Met528, interact with one or more first chemical components of the ligand, Selecting one or more chemical modifications of the first chemical component to produce a second chemical component having a structure that increases or decreases the interaction of the amino acid with the second chemical component as compared to the interaction between the components. It includes.

상기 컴퓨터화된 방법은 제 1 화학 성분의 화학적 변형 후에, 상호작용하는 아미노산과 리간드 사이의 상호작용의 변화를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 화학적 변형은 제 1 화학 성분과 상호작용하는 아미노산과의 상호작용과 비교하여, 제 2 화학 성분과 상호작용하는 아미노산 사이의 수소결합 상호작용, 전하 상호작용, 소수성 상호작용, 반데르 발스 상호작용 또는 양극성 상호작용을 증강시키거나 감소시킬 수 있다.The computerized method may include measuring the change in interaction between the interacting amino acid and the ligand after chemical modification of the first chemical component. The chemical modification is compared to the interaction with amino acids interacting with the first chemical component, such as hydrogen bond interactions, charge interactions, hydrophobic interactions, van der Waals interactions between amino acids interacting with the second chemical component. Or enhance or reduce bipolar interaction.

화학적 변형은 종종 LBD 아미노산의 원자와 LBD 리간드의 원자의 상호작용을 증가시키거나 감소시킨다. 입체적인(steric) 방해가 활성화 도메인을 지닌 LBD 결합 공동의 상호작용을 변화시키는 공통적인 수단이 될 것이다. 화학적인 변형은 바람직하게는 리간드의 C-H, C-, 및 C-OH 지점에서 유도되며, 여기서 탄소 부분은 변형 종결 후에 동일한체로 유지되는 리간드의 구조 부분이다. C-H의 경우에, C는 1, 2, 또는 3개의 수소원자를 가질 수 있으나, 통상 단지 하나의 수소원자가 치환된다. 상기 H 또는 OH는 변형후에 제거되고, 바람직한 성분으로 치환된다.Chemical modifications often increase or decrease the interaction of atoms of LBD amino acids with atoms of LBD ligands. Stereotic interference will be a common means of changing the interaction of LBD binding cavities with activation domains. Chemical modifications are preferably induced at the C-H, C-, and C-OH points of the ligand, where the carbon moiety is the structural moiety of the ligand that remains the same after the modification ends. In the case of C-H, C may have 1, 2, or 3 hydrogen atoms, but usually only one hydrogen atom is substituted. The H or OH is removed after modification and substituted with the desired components.

이러한 화학적인 변형은 바람직하게는 우선적으로 hERα Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528에 대응하는 하나 이상의 잔기와 상충되거나 결합하도록, DES의 A'고리의 유리 탄소중 어느 하나상에 상기 치환체를 배치시키는 치환체의 부가를 포함한다. 일반적인 치환체로는 소수성기, 알킬기 예를 들어, 에틸, 프로필, 이소프로필 등, 및 방향족기 예를 들어, 벤질기 등을 포함하나 이는 예시이며 이에 한정되는 것은 아니다.Such chemical modifications preferably preferentially hERα Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Addition of a substituent which places said substituent on any one of the free carbons of the A 'ring of DES to conflict with or bind to one or more residues corresponding to Leu525 and Met528. Typical substituents include, but are not limited to, hydrophobic groups, alkyl groups such as ethyl, propyl, isopropyl, and the like, and aromatic groups such as benzyl groups.

실질적으로, 당업자는 화학적 골격으로서 관심있는 핵 수용체에 대한 공지의 리간드로부터 시작하여, 이에 기초하여 작용제/길항제를 설계할 수 있다. 공지의 리간드는 상기한 바와 같이 변형될 수 있다. 예를 들어, 17β-에스트라디올은 hERα에 대한 내재성 리간드이다. 에스트라디올의 경우에, 관심있는 지점은 C6α, C7α, C12α, C15α, 및 C17α이다. 17β-에스트라디올 골격상의 하나 이상의 상기 유리 탄소의 변형은 하나 이상의 Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525, 및 Met528 잔기와의 상호작용에 영향을 줄 것이다.Indeed, one skilled in the art can design an agent / antagonist based on a known ligand for a nuclear receptor of interest as a chemical backbone. Known ligands can be modified as described above. For example, 17β-estradiol is an endogenous ligand for hERα. In the case of estradiol, the points of interest are C6α, C7α, C12α, C15α, and C17α. Modifications of one or more of the free carbons on the 17β-estradiol backbone may include one or more of Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, and Met528, preferably Will interact with Met343, Met421 His524, Leu525, and Met528 residues.

다른 공지 리간드의 화학적 골격이 유사한 방법으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 다른 공지의 작용제는 디에틸스틸베스트롤(합성), 모제스트롤(합성), 메소헥세스트롤(합성), 코우메스트롤(클로버), △9-THC(canabis), o.p-DDT(살충제), 지아랄레논(진균류), 및 케톤(살충제)를 포함한다. 공지의 에스트로젠 수용체 길항제는 변형된 스테로이드의 ICI 계열 예를 들어, ICI 164,384, 및 EM800를 포함한다. 공지의 SERM's는 타목시펜, 라프록시펜, 및 GW5638을 포함한다.The chemical backbone of other known ligands can be used in a similar manner. For example, other known agents include diethylstilbestrol (synthesis), magestrol (synthesis), mesohexestrol (synthesis), comethrol (clover), Δ 9 -THC (canabis), op-DDT (Insecticides), giarlenone (fungi), and ketones (insecticides). Known estrogen receptor antagonists include the ICI family of modified steroids such as ICI 164,384, and EM800. Known SERM's include tamoxifen, raproxyfen, and GW5638.

또한, 공지의 작용제는 컴퓨터화되거나 매뉴얼상의 도킹을 통해 리간드 결합 포켓내로 배치될 수 있다. 다음, 치환을 위한 배치는 이들 화합물의 예측되는 결합 배향에 기초하여 선택된다. 또한, 헬릭스 12가 작용제 결합 지점을 차지하는 것을 방지하는 측쇄를 갖는 하이브리드 분자가 생성될 수 있다. 신규한 SERMs가 두 개의 다른 효과 즉, 헬릭스 12의 치환 및 2차 구조의 해제를 변형시킴에 의해 제조될 수 있다.In addition, known agents can be computerized or placed into ligand binding pockets via manual docking. The arrangement for substitution is then selected based on the predicted binding orientation of these compounds. In addition, hybrid molecules may be created having side chains that prevent helix 12 from occupying an agent binding point. Novel SERMs can be produced by modifying two other effects: substitution of helix 12 and release of the secondary structure.

길항제를 제조하기 위한 종래의 노력은 커다란 크기의 치환체를 통상 시행착오를 통해 작용제에 부착시키는 것을 포함하며, 본원에 기술된 상기 약제의 설계는 새로운 강력한 길항제의 개발에 매우 중요할 수 있는, 리간드 설계의 대안적인 전략을 제공한다.Conventional efforts to prepare antagonists include attaching large size substituents to the agent, usually through trial and error, and the design of the medicaments described herein can be very important for the development of new potent antagonists. Provides an alternative strategy.

모델링을 위해, 도킹 알고리즘 및 컴퓨터 프로그램이 리간드 결합 도메인과 합치되는 화합물을 동정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도킹 프로그램이 어떻게 관심있는 분자가 핵 수용체 LBD와 상호작용할 수 있는가를 예측하는데 사용될 수 있다. 단편-기재 도킹이 또한 분자내 상호작용을 최적화시키기 위해, 부위를 보충하는 화학적 단편을 치환시킴에 의해 LBD내의 de novo 분자를 구축하는데 사용될 수 있다. 상기 기술은 결합 상호작용의 기하구조를 최적화시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 설계 접근은 LBD구조의 동정을 가능하게하며, 따라서 분자 인식 원칙이 상기 부위에 상보적인 화합물의 설계에 이용될 수 있다. LBD와 합치되는 화합물은 반복적인 설계, 합성, 및 이에 대한 개시 지점으로서 작용하며, 여기서 신규 화합물이 친화성, 효율, 및 선택성을 포함하는 바람직한 특성에 대해 선택된다. 예를 들어, 상기 화합물은 추가적인 변형 예를 들어, 특정 계열의 결합 화합물에 대해 동정된 중심 구조의 R-기 치환체의 치환 및/또는 첨가, 필요한 경우 모델링 및/또는 활성 스크리닝을 수행시킬 수 있으며, 다음 부가의 시험 단계를 수행시킬 수 있다.For modeling, docking algorithms and computer programs can be used to identify compounds that match the ligand binding domain. For example, a docking program can be used to predict how molecules of interest can interact with nuclear receptor LBD. Fragment-based docking can also be used to construct de novo molecules in LBD by substituting chemical fragments to supplement the site, in order to optimize intramolecular interactions. The technique can be used to optimize the geometry of binding interactions. This design approach allows for the identification of LBD structures, and thus molecular recognition principles can be used in the design of compounds complementary to these sites. Compounds that match LBD serve as a repetitive design, synthesis, and starting point for them, where the new compounds are selected for desirable properties including affinity, efficiency, and selectivity. For example, the compounds may be subjected to additional modifications such as substitution and / or addition of R-group substituents of the central structure identified for a particular class of binding compounds, modeling and / or activity screening if necessary, The following additional test steps can be carried out.

컴퓨터화된 작은 분자의 데이터베이스가 관심있는 핵 수용체 리간드 결합 도메인과 전체 또는 부분적으로 결합할 수 있는 화학물체(chemical entities) 또는 화합물을 스크리닝하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 스크리닝에서, 상기 화학물체 또는 화합물이 결합부위와 꼭 합치되는 자질은 형상 상보성에 의해 판단되거나(DesJalais et al., J. Med. Chem. 31:722-729(1988)), 상호작용 에너지에 의해 판단될 수 있다(Meng, et al., J. Comp. Chem. 13:505-524(1992)). 상기 분자 데이터 베이스는 임의의 시각적 또는 물리적 데이터베이스 예를 들어, 전자적 및 물리적 화합물 라이브러리 데이터베이스를 포함하며, 바람직하게는 보조활성제 결합을 조절하는 화합물의 개발에 사용된다.Computerized small molecule databases can be used to screen chemical entities or compounds capable of binding in whole or in part to the nuclear receptor ligand binding domain of interest. In such screening, the qualities of the chemicals or compounds that closely match the binding sites are determined by shape complementarity (Des Jalais et al., J. Med. Chem. 31: 722-729 (1988)), (Meng, et al., J. Comp. Chem. 13: 505-524 (1992)). The molecular database includes any visual or physical database such as electronic and physical compound library databases, and is preferably used for the development of compounds that modulate coactivator binding.

화합물은 정량적인 구조 활성에 대한 이해에 의한 이용가능한 구조 및 기능 정보를 사용함에 의해 지적으로 설계될 수 있으며, 이러한 이해를 신규 화합물 라이브러리 특히, 하나 이상의 중심구조의 특정 기의 화학적 다양성을 가지는 라이브러리에 포커싱된 라이브러리를 이용하고, 임의의 구조적 데이터를 반복적인 설계과정에 통합시킴에 의한다. 예를 들어, 당업자는 화학물체 또는 단편을 연관시킬 수 있는 이들의 능력을 스크리닝하기 위한 수개의 방법 중 어느 하나를 사용할 수 있을 것이다. 이러한 방법은 예를 들어, 컴퓨터 스크린상의 LBD의 육안관찰로부터 시작할 수 있다. 다음 선택된 단편 및 화학물은 부위의 전부 또는 일부내로 배치될 수 있다. 도킹은 소프트웨어 예를 들어, Quanta and Sybyl을 사용하여 수행되고, 후속하여 표준 분자 역학 역장(force-field) 예를 들어, CHARMM 및 AMBER을 사용하여 에너지 최소화 및 분자 동력학을 수행할 수 있다.Compounds can be intelligently designed by using available structural and functional information by understanding of quantitative structural activity, and this understanding can be extended to new compound libraries, particularly libraries with chemical diversity of specific groups of one or more central structures. By using a focused library and incorporating arbitrary structural data into an iterative design process. For example, those skilled in the art will be able to use any of several methods for screening their ability to associate chemicals or fragments. This method may begin with, for example, visual observation of the LBD on a computer screen. The selected fragments and chemicals can then be placed into all or part of the site. Docking can be performed using software such as Quanta and Sybyl, followed by energy minimization and molecular dynamics using standard molecular dynamics force fields such as CHARMM and AMBER.

전문화된 컴퓨터 프로그램이 화학 물질 단편 또는 전체 화합물의 선택공정을 보조할 수 있다. 이는 하기를 포함한다: GRID(Goodford. J. Med. Chem. 28:849- 857(1985), 옥스포드 대학으로부터 입수가능, Oxford UK); MCSS(Miranker. et. al., "Proteins: Structure, Function and Genetics" 11:29-34(1991), Molecular Simulations로부터 입수가능, Burlington, MA); AUTODOCK(Goodsell, et. al., "Proteins: Structure, Function and Genetics" 8:195-202(1990), Scripps Research Institute로부터 입수가능, La Jolla, CA); 및 DOCK(Kuntz, et al., J. Mol. Biol. 161:269-288(1982), 캘리포니아 대학으로부터 입수가능, San Francisco, CA).Specialized computer programs can assist in the selection of chemical fragments or entire compounds. This includes: GRID (Goodford. J. Med. Chem. 28: 849-857 (1985), available from Oxford University, Oxford UK); Ranker. Et. Al., "Proteins: Structure, Function and Genetics" 11: 29-34 (1991), available from Molecular Simulations, Burlington, Mass .; AUTODOCK (Goodsell, et. Al., "Proteins: Structure, Function and Genetics" 8: 195-202 (1990), available from Scripps Research Institute, La Jolla, CA); And DOCK (Kuntz, et al., J. Mol. Biol. 161: 269-288 (1982), available from the University of California, San Francisco, CA).

작은 분자 화합물을 위한 부가의 시판중인 컴퓨터 데이터 베이스는 Cambridge Structural Database and Fine Chemical Database(Rusinko, Chem. Des. Auto. News8:44-47(1993))을 포함한다.Additional commercially available computer databases for small molecular compounds include the Cambridge Structural Database and Fine Chemical Database (Rusinko, Chem. Des. Auto. News 8: 44-47 (1993)).

일단 적합한 화학물질 또는 단편이 선택되면, 이들은 하나의 화합물로 합체될 수 있다. 합체는 핵 수용체의 구조 좌표와 관련하여 컴퓨터 스크린상에 제시된 3차원 영상위에 단편들 상호간의 관련성에 대한 육안조사가 수행된다.Once suitable chemicals or fragments are selected, they can be incorporated into one compound. The coalescence is visually examined for the interrelationship of the fragments on a three-dimensional image presented on a computer screen in relation to the structural coordinates of the nuclear receptor.

독립적인 화학물체 또는 단편을 연결시키는데 있어, 당업자가 이용할 수 있는 것으로는 하기를 포함한다: CAVEAT(Bartlett, et al., "CAVEAT: A Program to Facilitate the Structure-Derived Design of Biologically Active Molecules", in Molecular Recognition in Chemical and Biological Problems, Special Pub., Royal Chem. Soc. 78:182-196(1989), 캘리포니아 대학으로부터 입수 가능, Berkeley, CA); 3D 데이터 베이스 시스템 예를 들어, MACCS-3D(MDL Informational Systems, San Leandro, CA, reviewed in Martin, J. Med. Chem. 35:2145-2154(1992)); 및 HOOK(분자 시뮬레이션으로부터 입수가능, Burlington, MA).In linking independent chemicals or fragments, those skilled in the art can use: CAVEAT (Bartlett, et al., "CAVEAT: A Program to Facilitate the Structure-Derived Design of Biologically Active Molecules", in Molecular Recognition in Chemical and Biological Problems, Special Pub., Royal Chem. Soc. 78: 182-196 (1989), available from the University of California, Berkeley, CA; 3D database systems, eg, MACCS-3D (MDL Informational Systems, San Leandro, CA, reviewed in Martin, J. Med. Chem. 35: 2145-2154 (1992)); And HOOK (available from molecular simulations, Burlington, MA).

또한, 단계적으로 화합물을 구축시키기 위해, 관심있는 리간드 결합 도메인과 결합하는 화합물, 상기한 화학물질 또는 단편이, 전체로서 또는 de novo 형식으로, 채워지지 않은 LBD 또는 임의의 부위와 결합하는 것으로 알려진 분자의 일부 예컨대, 공지의 리간드를 포함하는 LBD를 이용하여 설계될 수 있다. 이러한 방법은 하기를 포함한다: LUDI(Bohm, J. Comp. Aid. Molec. Design 6:61-78(1992), Biosm Technologyes로부터 입수가능, San Diego, CA); LEGEND(Nishbata, et al., Tetrahedron 47:8985(1991), Molecular Simulations로부터 입수 가능, Burlinton, MA); 및 Leapfrog(Tripos Associations로부터 입수 가능, St. Louis, MO).Further, in order to construct the compound step by step, a compound which binds the ligand binding domain of interest, the chemical or fragment described above, is known to bind to an unfilled LBD or any site, in whole or in de novo format. Can be designed using LBDs comprising, for example, known ligands. Such methods include: LUDI (Bohm, J. Comp. Aid. Molec. Design 6: 61-78 (1992), available from Biosm Technologyes, San Diego, CA); LEGEND (Nishbata, et al., Tetrahedron 47: 8985 (1991), available from Molecular Simulations, Burlinton, Mass.); And Leapfrog (available from Tripos Associations, St. Louis, MO).

다른 분자 모델링 기법이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 예를 들어, 문헌(Cohen et al., J. Med. Chem. 33:883-894(1990) and Navia, et al., Current Opinions in Structural Biology 2:202-210(1991))을 참고할 수 있다. 예를 들어, 시험 화합물의 구조가 알려진 경우에, 시험 화합물 모델은 본 발명의 구조 모델과 포개어질 수 있다. 이러한 과정을 수행하기 위한 다양한 방법 및 기법이 당업계에 알려졌으며, 이중 임의의 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 문헌(Farmer, "Drug Design" 10:119-143, Ariens, ed., Academic Press, New York(1980); 미국 특허 제 5,331,573호; 미국 특허 제 5,500,807호; Verlinde, Structure 2:577-587(1994); 및 Kuntz, et al., Science 257:1078-1082(1992))을 참고할 수 있다. 본원에 기술된 모델 구축 기법 및 컴퓨터 평가 시스템은 본 발명에 제한되는 것은 아니다.Other molecular modeling techniques can be used in accordance with the present invention. See, eg, Cohen et al., J. Med. Chem. 33: 883-894 (1990) and Navia, et al., Current Opinions in Structural Biology 2: 202-210 (1991). . For example, if the structure of the test compound is known, the test compound model can be overlaid with the structural model of the present invention. Various methods and techniques for carrying out this process are known in the art, any of which may be used. See, eg, Farmer, "Drug Design" 10: 119-143, Ariens, ed., Academic Press, New York (1980); US Pat. No. 5,331,573; US Pat. No. 5,500,807; Verlinde, Structure 2: 577 -587 (1994) and Kuntz, et al., Science 257: 1078-1082 (1992). The model building techniques and computer evaluation systems described herein are not limited to the present invention.

이러한 컴퓨터 모델링 시스템을 사용하여, 많은 화합물이 신속하고 용이하게 조사될 수 있으며, 고비용과 장시간의 생화학적 시험을 회피할 수 있다. 또한, 많은 화합물에 대한 실제 합성의 필요성이 실질적으로 감소되고/또는 효과적으로 제거되었다.Using this computer modeling system, many compounds can be investigated quickly and easily, avoiding costly and prolonged biochemical testing. In addition, the need for actual synthesis for many compounds has been substantially reduced and / or effectively eliminated.

모델링을 통해 동정된 화합물은 당업계에 잘 알려진 것과 같은 검정으로 스크리닝될 수 있다. 이러한 검정은 생물학적 검정을 포함하며, 화합물과 리간드 결합 활성에 대해 관심있는 리간드 결합 도메인과의 결합을 특징으로 한다. 스크리닝은 예를 들어, 시험관내에서 및/또는 체내에서, 세포 배양액에서 수행할 수 있다. 바람직하게는, 생물학적 스크리닝은 활성-기제 반응 모델, 결합 검정(이는 화합물이 수용체와 얼마나 잘 결합하는가를 측정한다), 및 세균, 효모, 및 동물 세포주(이는 세포내에서의 화합물의 효과를 측정한다)에 중점을 둔다. 이러한 검정은 고용량-고처리량 스크리닝을 위해 자동화 될 수 있으며, 여기서 많은 수의 화합물이 목적하는 활성을 지닌 화합물의 동정을 위해 시험될 수 있다.Compounds identified through modeling can be screened in assays as are well known in the art. Such assays include biological assays and are characterized by the binding of a compound with a ligand binding domain of interest for ligand binding activity. Screening can be performed in cell culture, for example in vitro and / or in vivo. Preferably, biological screening measures activity-based response models, binding assays (which measure how well the compounds bind to receptors), and bacterial, yeast, and animal cell lines (which measure the effects of compounds in cells). Focus on). Such assays can be automated for high dose-high throughput screening, where a large number of compounds can be tested for the identification of compounds with the desired activity.

예를 들어, 시험관내 결합 검정이 수행되고, 여기서 화합물이 관심있는 리간드 결합 도메인과 리간드, 단편, 융합 또는 그의 펩티드의 결합을 블로킹하는 능력에 대해 시험된다. 세포 및 조직 배양물 검정에서, 화합물이 세포 보조활성제 예를 들어, 보조활성제 단백질의 p160 패밀리 예컨대, SRC-1, AIB1, RAC3, p/CIP, 및 GRIP1 및 이의 상동체 TIF2 및 NcoA-2, 및 수용체 및/또는 아이소폼 특이적 결합 활성을 나타내는 보조활성제의 기능을 블로킹하는 능력에 대한 시험이 수행된다. 바람직한 구체예에서, 본 발명의 화합물은 리간드 결합 화합물과 내재성 리간드 보다 훨씬 더 큰 친화성으로 결합한다. 조직 프로필링 및 적절한 동물 모델이 또한 화합물을 선택하는데 사용될 수 있다. 다른 세포형 또는 조직이 이러한 생물학적 검정을 위해 사용될 수 있다. 이러한 스크리닝을 위한 적절한 검정이 문헌에 기술되어 있으며(Shibata, et al., Recent Prog. Horm. Res. 52:141-164(1997); Tagami, et al., Mol. Cell. Biol. 17(5):2642-2648(1997); Zhu, et al., J. Biol. Chem. 272(14):9048-9054(1997); Lin. et al., Mol. Cell. Biol. 17(10):6131-6138 (1997); Kakizawa, et al., J. Biol. Chem. 272(38):23799-23804(1997); 및 Chang, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94(17):9040-9045(1997)), 이들 문헌은 본원에 참고로서 통합된다.For example, an in vitro binding assay is performed where the compound is tested for its ability to block the binding of ligand, fragment, fusion or peptide thereof with the ligand binding domain of interest. In cell and tissue culture assays, the compound may be a cell adjuvant such as the p160 family of adjuvant proteins such as SRC-1, AIB1, RAC3, p / CIP, and GRIP1 and its homologues TIF2 and NcoA-2, and Tests for the ability to block the function of coactivators exhibiting receptor and / or isoform specific binding activity are performed. In a preferred embodiment, the compounds of the present invention bind with ligand binding compounds with much greater affinity than intrinsic ligands. Tissue profiling and appropriate animal models can also be used to select compounds. Other cell types or tissues can be used for this biological assay. Suitable assays for such screening are described in the literature (Shibata, et al., Recent Prog. Horm. Res. 52: 141-164 (1997); Tagami, et al., Mol. Cell. Biol. 17 (5). ): 2642-2648 (1997); Zhu, et al., J. Biol. Chem. 272 (14): 9048-9054 (1997); Lin. Et al., Mol. Cell. Biol. 17 (10): 6131-6138 (1997); Kakizawa, et al., J. Biol. Chem. 272 (38): 23799-23804 (1997); and Chang, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94 (17 ): 900-9045 (1997)), which are incorporated herein by reference.

상기 선택된 화합물은 작용제 및/또는 길항제로서 특성을 가질 수 있다. 상기 화합물은 또한, 호르몬 의존성이거나 호르몬 의존성이 아닌, 핵 수용체의 다른 활성의 콘텍스트내에서 선택적 리간드 결합의 효과에 따르는, 작용제와 길항제 활성의 다양한 혼합에 따라 신규한 특성을 나타내는 화합물을 포함할 수 있으며, 이들 화합물은 보조활성제 보다는 단백질에 의해 매개되고, 보조활성제 결합부위에서 보다는 로케이션에서 수용체와 상호작용한다. 상기 화합물은 또한 호르몬 결합에 대해 콘포메이션적으로 민감성인 수용체 로케이션과의 결합을 통해 수용체의 호르몬 결합 콘포메이션을 안정화 또는 탈안정화시킴에 의해거나, 또는 호르몬의 결합에 의해 수용체내에 유도되는 동일, 유사, 또는 다른 콘포메이션 변화를 직접 유도함에 의해, 수용체상에 알로스테릭(allosreric) 효과를 가져온다.The selected compound may be characterized as an agent and / or an antagonist. The compound may also include compounds which exhibit novel properties depending on the various mixing of agonist and antagonist activity, depending on the effect of selective ligand binding within the context of other activities of nuclear receptors, which are neither hormone dependent or hormone dependent. These compounds are mediated by proteins rather than coactivators and interact with receptors at locations rather than at coactivator binding sites. The compounds may also be identical, similar to those induced in the receptor by stabilizing or destabilizing the hormone binding conformation of the receptor through binding to a receptor location that is conformally sensitive to hormone binding, or by binding of the hormone. Direct induction of, or other conformational changes results in an allosteric effect on the receptor.

특별한 관심은 공간적 및 우선적으로 관심있는 핵 수용체의 리간드 결합 도메인내에 합치되는 화합물을 이를 필요로하는 포유동물에 충분한 양으로 투여함에 의해 포유동물내에서 핵 수용체 활성을 조절하는 방법에 상기 화합물을 이용하는 용도이다. "조절"은 핵 수용체의 활성을 증가시키거나 감소시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 예비 임상 화합물이 적절한 포유동물 모델내에서 효율, 흡착, 약동학 및 독성을 측정하기 위해 시험될 수 있으며, 후속하여 당업계에 공지인 표준 방법이 사용될 수 있다. 다음, 목적하는 특성을 보이는 화합물이 다양한 핵 수용체 관련 질환의 치료용 용도에 대해 임상 시험될 수 있다. 이는 ER 관련 질환 예를 들어, 에스트로젠 생성의 손실로부터 초래되는 페경기 후의 징후 및 암, 및 종래의 에스트로젠 대체 치료에 의해 기인되는 골다공증 및 심장혈관을 포함한다. 다른 것은 Ⅱ형 당뇨병 및 감염성 질환 예를 들어, 관절염을 포함하는 GR 관련 질환을 포함한다.Of particular interest is the use of such compounds in a method of modulating nuclear receptor activity in a mammal by administering to a mammal in need thereof an amount of a compound conforming to the ligand binding domain of the nuclear receptor of interest spatially and preferentially. to be. "Modulation" means increasing or decreasing the activity of nuclear receptors. For example, preliminary clinical compounds can be tested to determine efficiency, adsorption, pharmacokinetics and toxicity in appropriate mammalian models, followed by standard methods known in the art. Compounds showing the desired properties can then be clinically tested for use in the treatment of various nuclear receptor related diseases. This includes postmenopausal signs and cancer resulting from ER related diseases such as loss of estrogen production, and osteoporosis and cardiovascular disease caused by conventional estrogen replacement therapy. Others include GR-related diseases including type II diabetes and infectious diseases such as arthritis.

비록 많은 핵 수용체에 있어, 그 목적은 신규한 합성 작용제 또는 길항제를 발견하는 것일지라도, 표적 조직에 대한 바람직한 작용제 및 길항제 효과를 갖는 개발중인 화합물의 핵 수용체 특히, 에스트로젠 수용체에 대한 가치를 파악하는 것은 중요하다. 이러한 화합물은 본원에 기슬된 방법에 따라 발견 및/또는 설계될 수 있으며, 당업계의 공지의 방법에 따라 조직 특이성에 대해 스크리닝될 수 있다. 예를 들어, 현재의 치료법 및 심장혈관 및 뇌 조직에서의 에스트로젠 수용체와 같이 작용하는 신규 작용제, 및 자궁 및 유방 조직에서 에스트로젠에 작용하는 신규한 길항제의 개발에 대한 개선의 필요성이 매우 크다. 이상적으로, 하나 이상의 이러한 특성을 가진 화합물 즉, 하나의 조직에서 작용제로서 작용하는 반면에, 다른 조직에서는 길항제로서 작용하는 화합물이 있을 수 있다. SERMs의 상기 조직 특이적 길항제 예를 들어, OHT 및 RAL은 다양한 요인(Grainger, et al., Nature Medicine 2(4):381-385(1996); 상기 Grease, et al.; alc Jordan, J. Natl. Cancer Inst. 90:967-71(1998)), 이들 리간드의 기전의 해체는 이들이 LBD에 어떻게 작용하고, 다른 세포 인자와의 작용을 어떻게 조절하는가에 대한 이해가 요구된다. 본 발명은 놀랍게도, 리간드 매개 구조가 리간드 결합 포켓 내부 및 주변을 교란시키고, 단순한 측쇄 효과만은 아니며, 수용체 길항작용에 기여하는 것을 보여주었다. 따라서, 이들 두가지 효과 사이의 균형을 조절함에 의해 개선된 SERMs의 설계에 대한 신규한 전략을 제공한다.Although for many nuclear receptors, the goal is to find new synthetic or antagonists, it is important to understand the value of nuclear compounds, especially estrogen receptors, of developing compounds with desirable agonist and antagonist effects on target tissues. It is important. Such compounds may be found and / or designed according to the methods listed herein and may be screened for tissue specificity according to methods known in the art. For example, there is a great need for improvements in current therapies and the development of new agents that act like estrogen receptors in cardiovascular and brain tissues, and new antagonists that act on estrogens in uterine and breast tissues. Ideally, there may be compounds with one or more of these properties, ie compounds that act as agonists in one tissue, while acting as antagonists in other tissues. Such tissue-specific antagonists of SERMs, such as OHT and RAL, have various factors (Grainger, et al., Nature Medicine 2 (4): 381-385 (1996); Grease, et al., Alc Jordan, J. Natl. Cancer Inst. 90: 967-71 (1998)), the dissolution of the mechanism of these ligands requires an understanding of how they act on LBD and how they regulate their interaction with other cellular factors. The present invention has surprisingly shown that ligand mediated structures perturb inside and around ligand binding pockets and contribute not only to the side chain effects but also to receptor antagonism. Thus, it provides a novel strategy for the design of SERMs that is improved by adjusting the balance between these two effects.

이러한 지식을 토대로, 인간 에스트로젠 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528의 잔기와 대응하는 하나 이상의 아미노산 잔기를 변형시키는 치료적 화합물을 설계하는 것이 특수한 관심이다. 따라서, 본 발명의 일면은 핵 수용체 활성이 필요한 포유동물에 관심있는 핵 수용체의 리간드 결합 도메인과 공간적 및 우선적으로 합치되는 충분한 양의 리간드를 투여함에 의해 핵 수용체 활성을 조절하는 방법이며, 여기서 상기 리간드는 컴퓨터화된 방법에 의해 설계되고, 여기서 hERα Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394,Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528와 대응하는 하나 이상의 핵 수용체 LBD의 아미노산 잔기가 리간드의 제 1화학 성분과 상호작용한다. 이러한 방법은 상호작용성 아미노산과 제 1 화학 성분의 상호작용과 비교하여, 상호작용성 아미노산과 제 2 화학 성분사이의 상호작용을 증가시키거나 감소시키는 구조를 지닌 제 2 화학 성분을 생성시키기 위해, 제 1 화학 성분의 하나 이상의 변형을 선택하는 것을 포함한다.Based on this knowledge, human estrogen receptors α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Leu525 and Of particular interest is the design of therapeutic compounds that modify one or more amino acid residues corresponding to residues of Met528. Accordingly, one aspect of the invention is a method of modulating nuclear receptor activity by administering a sufficient amount of ligand to be spatially and preferentially matched with a ligand binding domain of a nuclear receptor of interest to a mammal in need thereof. Are designed by computerized methods, wherein hERα Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, and Met528, preferably Met343, Met421 His524 The amino acid residues of at least one nuclear receptor LBD corresponding to Leu525 and Met528 interact with the first chemical component of the ligand. This method produces a second chemical component having a structure that increases or decreases the interaction between the interactive amino acid and the second chemical component as compared to the interaction of the interactive amino acid with the first chemical component. Selecting one or more variations of the first chemical component.

상기 방법에 의해 설계된 화합물은 작용제이거나 길항제이며, 핵 수용체 활성을 조절하는 방법은 작용제 단독 투여, 길항제 단독 투여 또는 보조활성제 또는 보조활성제 결합부위와 결합하여 보조활성제를 모방하는 화합물과 함께 결합시킨 작용제를 투여하는 것을 포함할 수 있다.The compound designed by the above method is an agonist or antagonist, and the method of modulating nuclear receptor activity may include the administration of an agent alone, an antagonist alone, or an agent combined with a compound that mimics an adjuvant by binding to an adjuvant or adjuvant binding site. Administering.

상기 보조활성제는 공지의 보조활성제일 수 있다. 상기 보조활성제는 컴퓨터화된 방법으로 설계될 수 있으며, 여기서 hERα 헬릭스 3 잔기 Leu354, Val355, Met357, Ile358, Ala361, 및 Lys 362, 및 헬릭스 4 잔기 Phe367, 헬릭스 5 잔기 Gln375 Val376, Leu379, 및 Glu380, 헬릭스 6 잔기 Trp383, 및 헬릭스 12 잔기 Asp538, Leu539, Glu542, Met543, 및 Leu544에 대응하는 핵 수용체 보조활성제의 하나 이상의 아미노산 잔기가 보조활성제 유사체의 하나 이상의 제 1 화학 성분과 상호작용한다. 상기 방법은 상호작용성 아미노산과 제 1 화학 성분의 상호작용과 비교하여, 상호작용성 아미노산과 제 2 화학 성분사이의 상호작용을 증가시키거나 감소시키는 구조를 지닌 제 2 화학 성분을 생성시키기 위해, 제 1 화학 성분의 하나 이상의 변형을 선택하는 것을 포함한다.The co-activator may be a known co-activator. Such co-activators can be designed in a computerized manner, wherein hERα helix 3 residues Leu354, Val355, Met357, Ile358, Ala361, and Lys 362, and helix 4 residues Phe367, helix 5 residues Gln375 Val376, Leu379, and Glu380, One or more amino acid residues of the nuclear receptor coactivator corresponding to helix 6 residue Trp383, and helix 12 residue Asp538, Leu539, Glu542, Met543, and Leu544 interact with one or more first chemical components of the coactivator analog. The method compares the interaction of the interactive amino acid with the first chemical component to produce a second chemical component having a structure that increases or decreases the interaction between the interactive amino acid and the second chemical component, Selecting one or more variations of the first chemical component.

보조활성제 또는 보조활성제 의사물질과 결합한 작용제의 용도는 또한 신규한 조직 특이성 효과를 가지는 치료제를 전달하기 위한 독특한 수단을 제공한다. 예를 들어, 보조활성제 의사물질은 헬릭스 12가 그의 작용제 결합부위에 있는 경우에 한하여 전사활성과 관련된 부위로 결합되도록 설계될 수 있다. 만약 이러한 보조활성제 의사물질이 특정 수용체의 상기 부위에 대해 특이적인 경우, 상기 수용체를 단지 작용제가 있을 경우에만 선택적으로 저해할 수 있도록 할 수 있다. 이는 내재 작용제의 수준에 기초한 신규하고, 조직 특이적인 길항제를 유도할 수 있다. 본 발명에 의해 설계된 작용제는 보조활성제 의사물질의 특이성을 측정하기 위한 검정에 사용될 수 있다. 또한, 주어진 조직내의 유효 수준은 본 발명의 방법에 따라 설계된 공지의 작용제 또는 길항제에 의해 조절될 수 있다. 본원에 기술된 상기 LBD/DES/GRIP1 펩티드 복합체의 결정구조는 표적화될 것이 요구되는 결합부위를 정확하게 한정한다.The use of agents in combination with adjuvant or adjuvant pseudomaterials also provides unique means for delivering therapeutic agents with novel tissue specific effects. For example, the coactivator pseudomaterial may be designed to bind to a site associated with transcriptional activity only if helix 12 is at its agent binding site. If such coactivator pseudomaterials are specific for the site of a particular receptor, it may be possible to selectively inhibit the receptor only in the presence of an agent. This can lead to new, tissue specific antagonists based on the level of the endogenous agent. Agents designed by the present invention can be used in assays to determine the specificity of a coactivator pseudomaterial. In addition, the effective level in a given tissue can be controlled by known agents or antagonists designed according to the methods of the present invention. The crystal structure of the LBD / DES / GRIP1 peptide complex described herein precisely defines the binding site required to be targeted.

실시에에 기술한 바와 같이, ER LBDs는 보조활성제 결합부위와 결합된 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 서열(서열번호: 4) 및 2.03Å의 간격으로 정제된 공결정 구조를 지닌 DES를 포함하는 펩티드 분자와 함께 공결정화되고, 1.9Å 간격의 정제된 공결정 구조를 지닌 OHT와 공결정화된다. 따라서, 본 발명은 또한 리간드 결합 도메인과 결합된 리간드 및 보조활성제 결합부위와 결합된 분자를 지닌 핵 수용체 리간드 결합 도메인으로부터 제조된 결정을 제공하기 위한 방법이다. 바람직하게는, 상기 공결정 구조는 3.6Å 초과의 간격으로 정제 즉, 3.6Å 미만의 간격을 갖는다. 보다 더 바람직하기로는, 상기 공결정은 3.4Å, 3.2Å, 3.0Å, 2.8Å, 2.6Å, 2.4Å, 2.2Å 초과로 정제되며, 훨씬 더 바람직하기로는 2.03Å 초과의 간격으로 정제된다. 본 발명은 리간드 결합 도메인과 결합된 리간드를 지닌 핵 수용체 리간드 결합 도메인으로부터 제조된 공결정을 추가로 제공한다. 바람직하게는, 상기 공결정 구조는 3.6Å 초과의 간격으로 정제된 즉 3.6Å 미만의 간격을 갖는다. 보다 더 바람직하기로는, 상기 공결정은 3.4Å, 3.2Å, 3.0Å, 2.8Å, 2.6Å, 2.4Å, 2.2Å 초과로 정제되며, 훨씬 더 바람직하기로는 1.9Å 초과의 간격으로 정제된다.As described in the Examples, ER LBDs comprise a peptide molecule comprising a GRIP1 NR Box II peptide sequence (SEQ ID NO: 4) bound to a coactivator binding site and DES having a co-crystal structure purified at intervals of 2.03 μs; Cocrystallized together and co-crystallized with OHT having a purified co-crystal structure at 1.9 μs intervals. Accordingly, the present invention is also a method for providing a crystal made from a nuclear receptor ligand binding domain having a molecule bound to a ligand binding domain and a ligand bound to a ligand binding domain. Preferably, the co-crystal structure is refined at intervals greater than 3.6 mm 3, ie less than 3.6 mm 3. Even more preferably, the co-crystal is refined to greater than 3.4 kV, 3.2 kV, 3.0 kV, 2.8 kV, 2.6 kV, 2.4 kV, 2.2 kV and even more preferably at intervals greater than 2.03 kV. The present invention further provides cocrystals prepared from nuclear receptor ligand binding domains having ligands bound to ligand binding domains. Preferably, the co-crystal structure is purified at intervals greater than 3.6 mm 3, ie has a gap less than 3.6 mm 3. Even more preferably, the cocrystal is refined to greater than 3.4 kV, 3.2 kV, 3.0 kV, 2.8 kV, 2.6 kV, 2.4 kV, 2.2 kV and even more preferably at intervals greater than 1.9 kV.

결정은 일반적으로 예를 들어, E. coli와 같은 세포 배양물에 의해 발현된 정제 핵 수용체 LBDs로부터 제조된다. E. coli는 종종 바람직한 발현 시스템이다. 상기 티로이드 수용체가 E. coli에서 성공적으로 발현되었다(참고문헌: 상기 Apriletti et al.). 그러나, 인간의 열 쇼크 단백질이 에스트로젠 수용체의 성공적인 재조합 발현에 요구된다는 것이 오랜기간 믿어져왔다. 따라서, 에스트로젠 수용체가 E. coli내의 활성 단백질로서 발현될 수 있을 것이라고는 예상되지 않았다.Crystals are generally prepared from purified nuclear receptor LBDs expressed by cell cultures such as, for example, E. coli. E. coli is often the preferred expression system. The thyroid receptor has been successfully expressed in E. coli (Ref. Apriletti et al.). However, it has long been believed that human heat shock proteins are required for successful recombinant expression of the estrogen receptor. Thus, it was not expected that the estrogen receptor could be expressed as an active protein in E. coli.

바람직하게는, 동일한 핵 수용체에 대한 다른 결정(공결정)이 다른 보조활성제 계열 단백질 예를 들어, 단백질 단편, 융합 또는 작은 펩티드를 사용하여 분리적으로 제조된다. 상기 보조활성제 계열 단백질은 바람직하게는 보조활성제 결합부위, 또는 NR 박스 서열의 유도체와 결합하는데 필요한, NR 박스 서열을 함유한다. 다른 분자 예를 들어, 보조활성제 또는 호르몬 결합부위와 결합하는 작은 기관이 공결정화에 사용될 수 있다. 무거운 원소 치환체가 LBD 및/또는 공결정화 분자중에 사용될 수 있다.Preferably, different crystals (cocrystals) for the same nuclear receptor are prepared separately using different coactivator family proteins such as protein fragments, fusions or small peptides. The coactivator family protein preferably contains an NR box sequence, which is required to bind the coactivator binding site, or a derivative of the NR box sequence. Other molecules such as coactivators or small organs that bind to hormone binding sites can be used for cocrystallization. Heavy element substituents may be used in the LBD and / or cocrystallization molecules.

공결정의 3차원 구조에 대한 측정 후, 상기 구조 정보는 핵 수용체에 대한 합성 화합물을 설계하기 위해 컴퓨터화된 방법 중에 이용될 수 있으며, 구조 활성 관계가 본원 및 공지의 검정을 사용하는 일반적인 시험을 통해 추가로 측정될 수 있다.After the determination of the three-dimensional structure of the co-crystal, the structural information can be used in a computerized method to design synthetic compounds for nuclear receptors, and the structural activity relationship is used in general tests using the assays herein and known. Can be further measured.

부록 1 및 2에 제공한 바와 같이 핵 수용체 LBD가 하나 이상의 결정형 중에 상기한 수용체 또는 그의 일부의 구조 좌표를 결정화시키므로, 핵 수용체의 상기 다른 결정형의 구조를 밝히는 것이 특히 유용하다. 이는 또한 충분한 상동성을 가지는 돌연변이체 또는 공복합체의 구조를 밝히는데 이용될 수 있다.As provided in Appendix 1 and 2, nuclear receptor LBD crystallizes the structural coordinates of said receptor or part thereof in one or more crystalline forms, so it is particularly useful to reveal the structure of said other crystalline forms of nuclear receptor. It can also be used to identify the structure of a mutant or cocomplex with sufficient homology.

DES-ERα LBD-GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체에 대한 부록 1 및 OHT-ERα LBD 복합체에 대한 부록 2가 브룩하벤 국립 라이브러리 단백질 정보 은행(Brookhaven National Laboratory Protein Data Bank)에 기탁되었고, 기탁 번호(Brookhaven Protein Data Bank Accession Numbers 2erd 및 2ert)를 부여 받았다. 상기 방법은 미지의 결정에 대한 정밀한 구조를 예컨대, ab initio와 같은 정보를 측정하기 위해 시도하는 것 보다 더 신속하고 효과적으로 제공할 수 있다.Annex 1 to the DES-ERα LBD-GRIP1 NR Box II peptide complex and Appendix 2 to the OHT-ERα LBD complex have been deposited with the Brookhaven National Laboratory Protein Data Bank and have a deposit number (Brookhaven Protein). Data Bank Accession Numbers 2erd and 2ert). The method can provide a more precise structure for unknown crystals more quickly and effectively than attempting to measure information such as, for example, ab initio.

본 발명의 결정으로부터 수집된 원자 좌표 자료를 축적시킬 수 있다. 바람직한 구체예에서, 장치 해독 데이터 저장 매체 형태로 제공될 수 있다. 상기 매체는 리간드 결합 도메인 또는 그의 일부의 구성 및/또는 조작을 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치 해독성 매체는 hERα Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525, 및 Met528, 또는 상기 부위를 포함하는 분자 또는 분자 복합체의 상동체와 대응하는 아미노산의 구조 좌표를 포함한다. 상기 상동체는 아미노산의 골격 원자로부터 1.5Å이하의 제곱평균루트 편차를 가지는 LBD를 포함한다. 하나의 바람직한 분자 및 복합체는 LBD와 결합된 화합물을 나타낸다.Atomic coordinate data collected from the crystals of the present invention can be accumulated. In a preferred embodiment, it may be provided in the form of a device decrypted data storage medium. The medium may comprise information for the construction and / or manipulation of the ligand binding domain or portion thereof. For example, device detoxifying media include hERα Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Leu525, And structural coordinates of the amino acids corresponding to Met528, or homologues of molecules or molecular complexes comprising the sites. The homologue includes an LBD having a root mean square deviation of 1.5 ms or less from the backbone atom of the amino acid. One preferred molecule and complex represents a compound bound to LBD.

장치 해독성 데이터 저장 매체는 상호작용성 약제의 설계 및 분자 치환 연구에 이용될 수 있다. 예를 들어, 데이터 저장 재료는 제 2 세트의 장치 해독성 데이터와 결합될 수 있는 제 1 세트의 장치 해독성 데이터로 엔코딩될 수 있다. 분자 치환의 경우에, 제 1 세트의 데이터는 관심 있는 핵 수용체 또는 그의 일부의 구조 좌표의 일부 이상의 푸리에르(Furier) 전환을 포함할 수 있으며, 제 2 세트의 데이터는 관심있는 분자 또는 분자 복합체의 X-선 회절 패턴을 포함한다. 제 1 및 제 2 세트의 데이터를 이용하기 위한 지침과 함께 프로그래밍된 장치를 사용하여 제 2 세트의 데이터와 대응하는 일부 또는 전부의 구조 좌표가 측정될 수 있다.Device detox data storage media can be used in the design of interactive agents and in the study of molecular substitution. For example, the data storage material may be encoded into a first set of device readable data that may be combined with a second set of device readable data. In the case of molecular substitution, the first set of data may comprise Fourier conversions of at least a portion of the structural coordinates of the nuclear receptor or portion thereof, and the second set of data may comprise the molecules or molecular complexes of interest. X-ray diffraction pattern. Some or all of the structural coordinates corresponding to the second set of data may be measured using the programmed device with instructions for using the first and second sets of data.

본원에 기술된 결정 및 분석을 위한 단백질은 공지 및 본원에 기술된 발현 및 정제 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 높은 수준의 핵 수용체 LBD의 발현이, 적절한 발현 숙주 예를 들어, E. coli에서 얻어질 수 있다. 예를 들어, E. coli에서의 LBD의 발현은 ERα LBD, 및 GR 및 PR을 포함하는 다른 핵 수용체를 포함한다. 이들 핵 수용체가, ER의 발현을 제외하고는 일반적으로 세균에서 발현되는 것이 보다 더 어려우므로, 효모 및 다른 진핵세포성 발현 시스템이 열 쇼크 단백질과 결합하는 핵 수용체와 함께 사용될 수 있다. 대표적인 핵 수용체 또는 이들의 리간드 결합 도메인이 클로닝되고 서열화되었다: 인간 ER(참고문헌: Seielstad, et al., Molecular Endocrinology 9(6):647-658(1995), 본원에 참고로서 통합됨), 인간 GR, 인간 PR. 이들 수용체 각각에 대한 LBD가 동정되었다.Proteins for the determination and analysis described herein can be prepared using known and expression and purification techniques described herein. For example, expression of high levels of nuclear receptor LBD can be obtained in a suitable expression host such as E. coli. For example, expression of LBD in E. coli includes ERα LBD and other nuclear receptors including GR and PR. Since these nuclear receptors are generally more difficult to express in bacteria except for the expression of ER, yeast and other eukaryotic expression systems can be used with nuclear receptors that bind heat shock proteins. Representative nuclear receptors or their ligand binding domains have been cloned and sequenced: human ER (Seielstad, et al., Molecular Endocrinology 9 (6): 647-658 (1995), incorporated herein by reference), human GR , Human PR. LBD for each of these receptors was identified.

보조활성제 단백질은 당업계의 공지의 방법 특히, 이미 클로닝 및/또는 발현된 보조활성제 단백질의 p160 패밀리의 일원 예를 들어, SRC-1, AIB1, RAC3, p/CIP, 및 GRIP1 및 이의 상동체 TIF2 및 NcoA-2를 사용하여 발현될 수 있다. 보조활성제 단백질의 바람직한 발현 방법은 전사작용 활성을 가지는 단편을 GRIP1 발현에 대한 문헌(Hong, et al., Mol. Cell. Biol. 17:2735-44(1997) and Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93(10):4948-52(1996))상의 "Song and Field" 방법(또한, "효모 2-하이브리드"로 언급됨)을 사용하여 발현시키는 것이다.Coactivator proteins are members of the p160 family of coactivator proteins that have already been cloned and / or expressed, for example SRC-1, AIB1, RAC3, p / CIP, and GRIP1 and homologs thereof. And NcoA-2. Preferred methods of expression of coactivator proteins include fragments having transcriptional activity, as described in Hong, et al., Mol. Cell. Biol. 17: 2735-44 (1997) and Proc. Natl. Acad. Sci. Expression using the "Song and Field" method (also referred to as "yeast 2-hybrid") on USA 93 (10): 4948-52 (1996).

상기 단백질은 성숙한 또는 전장(full-legth) 서열의 단편으로서 단독으로 발현되거나, 이형(heterogous) 서열과 융합함으로서 발현될 수 있다. 예를 들어, ERα는 DBD 또는 아미노 말단 도메인의 어떠한 부분이 없이도 발현될 수 있다. LBD와 인접하는 아미노산과 함께 추가의 구조적 정보가 필요한 경우, DBD 또는 아미노 말단의 일부가 포함될 수 있다. 일반적으로, 결정에 대해 사용된 ERα LBD는 320 아미노산 길이 미만이다. 바람직하게는, 상기 ERα LBD는 220 아미노산 이상의 길이이며 가장 바람직하게는 250 아미노산 길이 이상이다. 예를 들어, 결정화를 위해 사용된 LBD는 ERα의 297 내지 554 아미노산 스패닝을 포함할 수 있다.The protein may be expressed alone as a fragment of a mature or full-legth sequence or by fusion with a heterogous sequence. For example, ERα can be expressed without any portion of the DBD or amino terminal domain. If additional structural information is needed with amino acids adjacent to the LBD, a portion of the DBD or amino terminus may be included. In general, the ERα LBD used for the crystal is less than 320 amino acids in length. Preferably, the ERα LBD is at least 220 amino acids in length and most preferably at least 250 amino acids in length. For example, the LBD used for crystallization may comprise 297 to 554 amino acid spanning of ERα.

통상적으로, 상기 LBDs는 소듐 도데실 설페이트 폴리아크릴아미드 겔 전기영동(SDS-PAGE), 질량 분석계(MS), 및 소수성 고속 액체 크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 측정될 수 있다. 상기 결정화를 위해 정제된 LBD는 97.5% 이상의 순도, 바람직하게는 99.05 이상의 순도, 및 보다 더 바람직하게는 00.5% 이상의 순도여야 한다.Typically, the LBDs can be measured using sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), mass spectrometry (MS), and hydrophobic high performance liquid chromatography (HPLC). The LBD purified for the crystallization should be at least 97.5% pure, preferably at least 99.05 and even more preferably at least 00.5% pure.

초기에, 리간드 결합되지 않은 수용체의 정제는 공지 방법 예를 들어, 소수성 상호작용 크로마토그래피(HPLC), 및 헤파린 친화성 크로마토그래피에 의해 수득될 수 있다. 핵 수용체, 특히 에스트로젠 수용체의 개선된 결정을 위한 보다 더 높은 순도를 달성하기 위해, 상기 수용체는 수용체를 전하에 따라 분리하는 컬럼 예를 들어, 이온교환 또는 소수성 상호작용 컬럼을 사용하여 분리하고, 다음 용출된 수용체를 리간드 특히 작용제와 결합시키는 컬럼을 사용하여 리간드-시프트 정제시킬 수 있다. 상기 리간드는 수용체의 표면전하내에 하전을 유도하여 리간드 결합된 수용체가 리간드가 결합되지 않은 수용체와 다른 위치에서 융출되도록한다. 일반적으로 포화 농도의 리간드가 사용되고, 단백질은 리간드를 컬럼에 통과시키기 전에 예비 인큐베이팅된다. 본원에 기술된 구조적 연구는 결정화를 위한 매우 높은 순도의 핵 수용체를 수득하기 위한, 상기 방법의 일반적인 적용가능성을 지시한다.Initially, purification of non-ligand bound receptors can be obtained by known methods such as hydrophobic interaction chromatography (HPLC), and heparin affinity chromatography. To achieve higher purity for improved determination of nuclear receptors, in particular estrogen receptors, the receptors are separated using a column that separates the receptors by charge, e.g., an ion exchange or hydrophobic interaction column, and then The eluted receptor can be ligand-shift purified using columns that bind ligands, in particular agents. The ligand induces charge within the surface charge of the receptor such that the ligand bound receptor is fused at a different position than the receptor to which the ligand is not bound. Generally, ligands of saturation concentration are used, and proteins are preincubated before passing the ligand through the column. The structural studies described herein dictate the general applicability of the method for obtaining very high purity nuclear receptors for crystallization.

정제는 또한 예를 들어, 단백질의 말단 예를 들어, N 말단에 위치하도록 조작된 히스티딘 아미노산을 지닌 정제 핸들 또는 "태그"를 사용하고, 후속하여 니켈 또는 코발트 컬럼을 사용함에 의해 완성될 수 있다(참고문헌: Janknect, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88:8972-8976(1991)). 일반적으로 정제된 LBD 예를 들어, ERα LBD는 단백질의 통합성을 보존하는 온도하의, 리간드 포화농도에서 평형상태로 존재한다. 상기 수용체가 2-20℃ 범위에서 보다 더 안정적일지라도, 리간드 평형은 2 내지 37℃에서 확립된다. 결정의 안정성과 질을 향상시키기 위해, 조절된 온도제어가 바람직하다. 일반적으로, 4-25℃의 온도가 이용되며, 상기 온도 범위 이상에서 결정화를 시험하는 것이 종종 바람직하다. 다음, 상기 결정은 x-선 회절 패턴을 얻기 위해 표준 방법에 따라 기체 확산되고, x-선으로 포격(bombard)된다. 단독의 리간드 결합 도메인 또는 보조활성제 결합부위와 결합하는 펩티드와 콘주게이션된 리간드 결합 도메인과 결합하는 리간드와 함께 공결정화시키기 위해, 관심있는 핵 수용체의 결합부위와 결합하는 서열을 함유하는 다양한 농도의 리간드 및 펩티드가 미세 결정화 시험, 및 추가의 결정화를 위해 선택된 적절한 화합물중에 사용될 수 있다. 리간드 및 펩티드가 다양한 방법에 의해 리간드 결합 도메인 및 관심있는 핵 수용체의 보조활성제 결합부위와의 결합에 대해 검정될 수 있다. ERα LBD를 사용한 결정화 시험을 위해, 행잉 드롭 증기 확산 방법이 바람직하다. pH, 용매, 용질 성분 및 농도, 및 온도는 예를 들어, 실시예에 기재한 바와 같이 조절될 수 있다. 행잉 드롭 방법에서, x-선 회절 분석을 위한 적절한 결정을 얻기 위해, 복합체의 미세결정과 함께 제조된 드롭의 시딩이 사용될 수 있다. 구조적 정보의 수집이 본원에서 측정된 ERα LBD의 구조를 이용한 분자 치환에 의해 측정될 수 있다. 상기 구조는 공지의 표준 방법에 따라 정제될 수 있다.Purification can also be completed, for example, using a purification handle or “tag” with histidine amino acids engineered to be located at the terminal, eg, the N, terminus of the protein, and subsequently using a nickel or cobalt column ( Reference: Janknect, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88: 8972-8976 (1991). Generally purified LBDs, such as ERα LBD, are in equilibrium at ligand saturation, under temperatures that preserve the integrity of the protein. Although the receptor is more stable in the 2-20 ° C. range, ligand equilibrium is established at 2 to 37 ° C. In order to improve the stability and quality of the crystals, controlled temperature control is desirable. In general, temperatures of 4-25 ° C. are used, and it is often desirable to test crystallization above this temperature range. The crystals are then gas diffused and bombarded with x-rays according to standard methods to obtain an x-ray diffraction pattern. Ligands of varying concentrations containing a sequence that binds to the binding site of the nuclear receptor of interest for cocrystallization with a peptide that binds to the ligand binding domain alone or to a coactivator binding site and a ligand that binds to the conjugated ligand binding domain. And peptides can be used among the appropriate compounds selected for microcrystallization testing, and further crystallization. Ligands and peptides can be assayed for binding to ligand binding domains and coactivator binding sites of the nuclear receptor of interest by a variety of methods. For the crystallization test using ERα LBD, the hanging drop vapor diffusion method is preferred. pH, solvent, solute component and concentration, and temperature can be adjusted, for example, as described in the Examples. In the hanging drop method, seeding of drops prepared with microcrystals of the composite can be used to obtain appropriate crystals for x-ray diffraction analysis. Collection of structural information can be measured by molecular substitution using the structure of ERα LBD as measured herein. The structure can be purified according to known standard methods.

본 발명은 많은 용도 및 장점을 제공한다. 예를 들어, 본원에 기술된 방법 및 장점은 핵 수용체 활성을 조절하는 펩티드, 펩티도미메틱스, 또는 작은 천연 또는 합성 유기 분자의 동정에 유용하다. 상기 화합물은 핵 수용체 관련 질환의 치료에 유용하다. 본 발명의 방법 및 조성물은 천연 및 합성 리간드의 구조/기능을 특성화하는데 유용하다.The present invention provides many uses and advantages. For example, the methods and advantages described herein are useful for the identification of peptides, peptidomimetics, or small natural or synthetic organic molecules that modulate nuclear receptor activity. The compounds are useful for the treatment of nuclear receptor related diseases. The methods and compositions of the present invention are useful for characterizing the structure / function of natural and synthetic ligands.

하기, 실시예에 대한 기초적 이해를 수득된 결과 및/또는 도달된 결론과 함께 제공한다.In the following, a basic understanding of the examples is provided along with the results obtained and / or the conclusions reached.

상기한 바와 같이, 많은 보조활성제가 핵 수용체 LBDs와 서열 LXXLL(서열번호: 1)을 통해 결합된 보조활성제를 인식하며, 여기서 L은 루이신이고 X는 임의의 아미노산(상기 NR 박스)이다. 상기 DES-hERαLBDS-GRIP1 펩티드 복합체 서열의 구조는 LXXLL 모티프(서열번호: 1)가 수용체 표면의 고도의 상보성인 소수성 그루브에 의해 인식되는 짧은 양극성 α헬릭스의 중심을 형성함을 제시했다. 다른 돌연변이 및 구조의 연구에서의 결론과 일치하여(상기 B rozozowski, et al., 및 Feng, et al.), 이 헬릭스 3, 4, 5, 및 12로부터의 잔기, 및 헬릭스 3 및 4사이의 회전(turn)에 의해 형성된 상기 펩티드 결합 그루브가 전사활성에 관여하는 ERα, 즉 보조활성제 결합부위의 표면으로 간주된다. 또한, TRβ 및 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 사이의 복합체의 연구, 및 TRβ 및 GR과 결합된 GRIP1의 연구(상기, Darimont, et al.), 및 PPARγ/SRC-1 펩티드 복합체의 일반적 특성의 연구(상기, Nolte, et al.)는 본원에 기술된 ERα/GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체에 대한 연구와 유사하며, 이는 NR 박스 인식 기전이 핵 수용체 패밀리에 걸쳐 보존됨을 암시한다.As noted above, many coactivators recognize coactivators bound via nuclear receptor LBDs via the sequence LXXLL (SEQ ID NO: 1), where L is leucine and X is any amino acid (the NR box above). The structure of the DES-hERαLBDS-GRIP1 peptide complex sequence suggested that the LXXLL motif (SEQ ID NO: 1) forms the center of a short bipolar α helix recognized by a highly complementary hydrophobic groove on the receptor surface. Consistent with the conclusions in the study of other mutations and structures (B rozozowski, et al., And Feng, et al., Supra), residues from this helix 3, 4, 5, and 12, and between helix 3 and 4 The peptide binding groove formed by the turn is regarded as the surface of the ERα, ie, coactivator binding site, involved in transcriptional activity. In addition, studies of complexes between TRβ and GRIP1 NR Box II peptides, and studies of GRIP1 bound to TRβ and GR (Darimont, et al., Supra), and studies of the general properties of PPARγ / SRC-1 peptide complexes (above) , Nolte, et al.) Are similar to the studies for the ERα / GRIP1 NR Box II peptide complex described herein, suggesting that NR box recognition mechanisms are conserved across the nuclear receptor family.

그의 측쇄가 보조활성제 헬릭스(도 3a)와 상호작용하는 11개의 AF-2 잔기중, 단지 4개(Lys 362, Leu 379, Gln 375, 및 Gln 542)가 핵 수용체 패밀리에 걸쳐 고도로 보존성이다(상기 Wurtz et al.). 상기 Lys 362 및 Leu 379의 측쇄는 GRIP1의 결합이 없는 경우에도 묻히게되며, 전사활성예 관여하는 표면의 구조의 인테그랄 부분을 형성하는 것으로 보인다. 이와 반대로, Gln 375 및 Gln 542 측쇄는 대체로 보조활성제 부재하에 노출된 용매이며, 보조활성제 헬릭스와 비극성 접촉 및 단지 수용체 매개의 상호작용 양자 모두를 형성한다. 상기 두개의 캡핑 상호작용 잔기는 보조활성제의 주쇄 콘포메이션을 안정시키위해서 뿐만아니라 분자 캘리퍼(caliper)로서 작용하기 위해서 보조활성제 결합부위 그루브의 반대점에 위치된다; Lys 362와 Glu542사이의 15Å 간격은 짧은 2회전 보조활성제 α헬릭스, ~11Å의 축길이를 구분하는데 적합하였다(도 3c). 유사한 수용체 매개 캡핑 상호작용이 또한 TRβLBD와 NR 박스 Ⅱ 펩티드 사이의 복합체에서 관찰되었다(상기 Darimont, et al.). 상기 두 잔기중 어느 한쪽의 돌연변이는 ERα 뿐만아니라 TRβ에 의한 보조활성제 결합을 심하게 손상시킨다(참고문헌:상기 Apriletti, et al. 및 상기 Feng, et al. 및 상기 Henttu, et al.). 그러므로, 헬릭스 캡핑 상호작용의 형성은 핵 수용체에 의한 보조활성제 인식의 일반적인 특징일 수 있다.Of the 11 AF-2 residues whose side chains interact with the coactivator helix (FIG. 3A), only four (Lys 362, Leu 379, Gln 375, and Gln 542) are highly conserved across the nuclear receptor family (above) Wurtz et al.). The side chains of Lys 362 and Leu 379 are buried even in the absence of GRIP1 binding, and appear to form integral parts of the surface structure involved in transcriptional activity. In contrast, the Gln 375 and Gln 542 side chains are generally solvents exposed in the absence of a coactivator and form both nonpolar contact and only receptor mediated interactions with the coactivator helix. The two capping interaction moieties are located opposite the coactivator binding groove to not only stabilize the backbone conformation of the coactivator, but also act as a molecular caliper; The 15 mm 3 spacing between Lys 362 and Glu542 was suitable for distinguishing the short 2 rotational co-activator α helix, the axis length of ˜11 mm 3 (FIG. Similar receptor mediated capping interactions were also observed in the complex between TRβLBD and the NR box II peptide (Darimont, et al., Supra). Mutations in either of these two residues severely impair coactivator binding by TRβ as well as ERα (Ref .: Apriletti, et al. And Feng, et al. And Henttu, et al.). Therefore, the formation of helix capping interactions may be a general feature of coactivator recognition by nuclear receptors.

6개의 소수성 AF-2 잔기들(Ile 358, Leu 372, Val 376, Leu 379, Leu 539, 및 Met 543)의 측쇄는 보조활성제 헬릭스의 소수성 측면을 가진 수용체에 의해서 생성된 반데르발스 결합의 고도의 협동적 네트워크의 대부분을 형성한다(도 3a 및 도 3c). Ile358, Val376, 및 Leu539에서의 돌연변이는 GRIP1 결합을 폐기시킨다 (참고문헌:상기 Feng, et al.). 통상, 비록 상기 잔기가 Lys 362 또는 Glu542 보다 더 핵 수용체에 걸쳐 불량하게 보존되지만, 그들의 소수성 특성은 Leu 372를 제외하고 보존된다. 다른 NR LBDs가 동일한 전체 폴드를 채택하므로(Moras, et al,. Curr. Opin. CELL Biol. 10:384-91(1998)), 이는 다른 핵 수용체 보조활성제 결합부위 표면의 소수성 부분이 뚜렷하게 조직화 되었음을 의미한다. 이러한 가설을 지지하여, 결정화에 사용된 상기 NR 박스 Ⅱ 펩티드는 GRIP1의 매우 다른 효율을 가진 ERα, TRβ, 및 글루코코르티코이드 수용체(GR)에 대한 결합을 저해하였다(상기 Ding, et al.).The side chains of the six hydrophobic AF-2 residues (Ile 358, Leu 372, Val 376, Leu 379, Leu 539, and Met 543) show a high degree of van der Waals binding produced by the receptor with the hydrophobic side of the coactivator helix. Form the majority of the cooperative network of (FIGS. 3A and 3C). Mutations in Ile358, Val376, and Leu539 abolish GRIP1 binding (Feng, et al., Supra). Typically, although these residues are poorly conserved across nuclear receptors than Lys 362 or Glu542, their hydrophobic properties are conserved except Leu 372. Since different NR LBDs adopt the same overall fold (Moras, et al., Curr. Opin. CELL Biol. 10: 384-91 (1998)), this indicates that the hydrophobic portion of the surface of other nuclear receptor coactivator binding sites is distinctly organized. it means. In support of this hypothesis, the NR box II peptide used for crystallization inhibited binding to ERα, TRβ, and glucocorticoid receptor (GR) with very different efficiencies of GRIP1 (Ding, et al., Supra).

NR 박스 헬릭스의 소수성 측면은, 3개의 모티프 루이신 및 상기 모티프에 선행하는 이소루이신(Ile 689)의 측쇄에 의해 형성된다. 수용체 결합중에 보존된 루이신의 기능적 중요성이 많은 시험관내 및 체내 연구를 통해 증명되었다. 이와 반대로, 수용체 결합내에 상기 모티프에 선행하는 잔기의 역할에 대한 특성화는 저조하였다. 생화학적 및 구조적 데이터 양자 모두 주요 수용체 결합체의 결정소로서 로서 Ile 689를 결부시킨다. 상기 결정에서, 단지 모티프 루이신과 Ile 689의 측쇄만이 비결정학적 대칭성 관련 펩티드 양자 모두내의 LBD와 광범위하게 결합한다. 알라닌에 대한 Ile 689의 돌연변이는 경쟁적 검정(데이터를 나타내지 않음)에서 GRIP1과 ERα의 결합을 저해시키는 펩티드의 능력을 ~30배까지 감소시킨다. Ile 689의 측쇄는 다소 화학적으로 구분되는 환경에 위치한다; 상기 잔기는 Asp 538 측쇄, Leu 539의 측쇄, 및 Glu 542의 γ-카르복실레이트의 지방성 부분과 반데르 발스 결합을 형성한다(도 1a 및 3a). Ile 689의 소수성 측쇄와 Glu 542의 음으로 하전된 부분의 근접은 카르복실레이트 측쇄의 정전기 전위를 증가시키고, 보조활성제 헬릭스의 N-말단과 상호작용을 안정화시킨다. 수용체 인식에서의 명백하게 결정적인 역할에도 불구하고, 공지의 NR 박스에 바로 선행하는 잔기의 동일성의 보존은 불량하였다. 이러한 서열의 변화성은 ERα과의 패킹 상호작용 뿐만아니라 Glu 542의 화학적인 환경 및 매우 중요한 배향 양자 모두에 효과가 영향을 미친다. 이는 수용체에 대한 친화성의 다양성으로 번갈아 번역될 것이다. 실제로, 각각 LXXLL 모티프(SEQ ID NO:1)를 선행하는 다른 잔기를 각각 포함하는 GRIP1로부터의 3개의 NR 박스는 ERα에 대한 다른 친화성을 가진다(상기 Ding, et al.; Vogel, et al. EMBO J. 17:507-19(1998)).The hydrophobic side of the NR box helix is formed by the side chains of three motifs leucine and isoleucine (Ile 689) preceding the motif. The functional significance of leucine preserved during receptor binding has been demonstrated in many in vitro and in vivo studies. In contrast, the characterization of the role of residues preceding this motif in receptor binding was poor. Both biochemical and structural data associate Ile 689 as a determinant of major receptor conjugates. In this crystal, only the side chains of motif leucine and Ile 689 bind extensively with LBD in both non-crystalline symmetry related peptides. Mutation of Ile 689 to alanine reduces the peptide's ability to inhibit binding of GRIP1 to ERα by -30-fold in competitive assays (data not shown). The side chain of Ile 689 is located in a somewhat chemically distinct environment; This residue forms a van der Waals bond with the Asp 538 side chain, the side chain of Leu 539, and the aliphatic portion of the γ-carboxylate of Glu 542 (FIGS. 1A and 3A). Proximity of the hydrophobic side chain of Ile 689 with the negatively charged portion of Glu 542 increases the electrostatic potential of the carboxylate side chain and stabilizes the interaction with the N-terminus of the coactivator helix. Despite the apparently decisive role in receptor recognition, the conservation of identity of residues immediately preceding known NR boxes was poor. This sequence variability affects not only the packing interaction with ERα but also the chemical environment and very important orientation of Glu 542. This will alternately translate into a variety of affinity for the receptor. Indeed, three NR boxes from GRIP1, each containing a different residue preceded by the LXXLL motif (SEQ ID NO: 1), have different affinity for ERα (see Ding, et al .; Vogel, et al. EMBO J. 17: 507-19 (1998).

GRIP1의 인간 상동체인 TIF2의 NR 박스는 수용체 결합 친화성의 개별적인 차이에도 불구하고 부분적으로 기능적으로 중복됨이 밝혀졌다. TIF2의 NR 박스 3개 모두는 ERα와의 상호작용을 완전히 제거하기 위하여 돌연변이되어야 한다(상기 Ding, et al.; Vogel, et al. EMBO J. 17:507-19(1998)). 본원의 데이터는 단일 NR 박스 펩티드가 단일 ERαLBD와 견고한 복합체를 형성하기에 충분함을 제시한다. 그러나, p160 보조활성제가 다중 NR 박스를 차지한다. 다중 NR 박스의 존재에 대한 가능한 설명은 그들이 광범위한 특이성을 가진 보조활성제를 제공한다는 것이다. 수용체 결합이 다중 반데르 발스 상호작용의 복잡한 형성에 의존하지만, 많은 핵 수용체는 다른 보조활성제 결합 부위 표면을 가진 것처럼 보인다. LXXLL 모티프(SEQ ID NO:1)에 바로 선행하는 위치의 다른 아미노산이 이들 구분되는 표면에 대한 소정의 적응성을 허용하나; 모든 핵 수용체와 결합하는 효용성을 가질 수 있는 NR 박스는 없을 수 있다. 따라서, 다중 NR 박스는 많은 표적을 인식하데 필요한 다양한 경계면을 보조활성제에 제공할 수 있다.The NR box of TIF2, the human homologue of GRIP1, was found to be partially functionally overlapping despite individual differences in receptor binding affinity. All three NR boxes of TIF2 must be mutated to completely eliminate the interaction with ERα (Ding, et al .; Vogel, et al. EMBO J. 17: 507-19 (1998), supra). The data herein suggest that a single NR box peptide is sufficient to form a robust complex with a single ERαLBD. However, the p160 coactivator occupies multiple NR boxes. A possible explanation for the presence of multiple NR boxes is that they provide coactivators with broad specificity. Although receptor binding relies on the complex formation of multiple van der Waals interactions, many nuclear receptors appear to have different coactivator binding site surfaces. Other amino acids at positions immediately preceding the LXXLL motif (SEQ ID NO: 1) allow certain adaptability to these distinct surfaces; There may be no NR boxes that may have utility to bind all nuclear receptors. Thus, multiple NR boxes can provide the co-activator with the various interfaces needed to recognize many targets.

ERα 전사 활성은 OHT 및 RAL 같은 길항제에 의해 블로킹된다. OHT 및 RAL 리간드 결합된 ERαLBDs 구조의 가장 놀라운 특징은 헬릭스 12가 보조활성제 인식 그루브의 정전 영역과 결합된다는 것이다(도 3b 및 상기 Brzozowski, et al.). 이들 2개의 구조와 보조활성제/LBD 복합체의 구조의 비교는 작용제 복합체내에서, NR 박스류의 서열(LXXML 대 LXXLL)(SEQ ID NO:2 대 SEQ ID NO:1)을 지닌 헬릭스 12의 영역이 보조활성제 헬릭스의 분자내 의사물질로서 작용함을 나타낸다(도 5 및 상기 Brzozowski, et al.).ERα transcriptional activity is blocked by antagonists such as OHT and RAL. The most surprising feature of the OHT and RAL ligand bound ERαLBDs structure is that helix 12 binds to the electrostatic region of the coactivator recognition groove (FIG. 3B and Brzozowski, et al.). Comparison of these two structures with the structure of the coactivator / LBD complex shows that within the agent complex, the region of Helix 12 with the NR box-like sequence (LXXML vs. LXXLL) (SEQ ID NO: 2 vs. SEQ ID NO: 1) It acts as an intramolecular pseudomaterial of the coactivator helix (FIG. 5 and Brzozowski, et al.).

다른 제안(상기 Brzozowski, et al. 및 상기 Darmont, et al.)과 일치하여, 상기 헬릭스 12의 배치가 전사활성에 관여하는 표면의 구조 및 기능에 2가지 경로로 직접적으로 영향을 미친다. 첫째, 헬릭스 12 잔기가 보조활성제 결합 부위 표면의 인테그랄 부분을 형성하기 때문에, 상기 표면은 헬릭스 12가 길항제 결합된 콘포메이션인 경우에 불완전하다. 특히, Leu 539, Glu 542, 및 Met 543은 보조활성제 인식에 대하여 부정확하게 배향된다. 둘째, 상기 표면의 정전 영역으로부터의 잔기가 헬릭스 12와 결합되고, 보조활성제와의 상호작용이 방해된다(도 3a 및 3b).In line with other proposals (Brzozowski, et al. And Darmont, et al.), The placement of Helix 12 directly affects the structure and function of the surface involved in transcriptional activity in two pathways. First, because the helix 12 residue forms an integral portion of the surface of the coactivator binding site, the surface is incomplete when helix 12 is an antagonist bound conformation. In particular, Leu 539, Glu 542, and Met 543 are incorrectly oriented for coactivator recognition. Second, residues from the electrostatic region of the surface bind to helix 12 and interfere with interaction with the coactivator (FIGS. 3A and 3B).

ERαLBD의 헬릭스 12의 LXXLL 모티프(SEQ ID NO:1)에 대한 서열 유사성은 핵 수용체중에서 유니크한 것으로 보인다. 비록 일반적으로는 소수성이지만, 다른 핵 수용체내의 헬릭스 12의 상기 영역중의 잔기의 동일성은, ERα에서의 경우와 같이NR 박스의 서열과 밀접하게 유사하지는 않다(상기 Wurtz, et al.). 그러나, 차선의 인식 서열을 지닌 분자내 저해제가 높은 국소 농도로 주어질 경우에 보조활성제 결합에 대해 경쟁할 수 있다. 그러나, 차선(suboptimal)의 인식 서열을 지닌 내분자 저해제가 매우 높은 국소 농도로 주어진 경우에, 조활성제 결합에 대해 경쟁할 수 있다.Sequence similarity to the LXXLL motif (SEQ ID NO: 1) of Helix 12 of ERαLBD appears to be unique in nuclear receptors. Although generally hydrophobic, the identity of the residues in this region of Helix 12 in other nuclear receptors is not as closely as the sequence of the NR box as in ERα (Wurtz, et al., Supra). However, intramolecular inhibitors with suboptimal recognition sequences can compete for coactivator binding when given at high local concentrations. However, if an endogenous inhibitor with a suboptimal recognition sequence is given at a very high local concentration, it may compete for the binding of the active agent.

ERα에 대한 OHT의 결합은 보조활성제의 결합을 저해하는 헬릭스 12 콘포메이션을 촉진시킨다. OHT는 어떤 헬릭스 12 잔기(도 4b)와도 직접적으로 상호작용 하지 않는다. 또한, OHT 복합체에서 헬릭스 12와 상호작용하는 보조활성제 결합 부위 그루브의 영역내의 LBD의 구조는, DES 및 E2복합체(도 3a, 3b, 및 5)경우와 동일하다.Binding of OHT to ERα promotes Helix 12 formation, which inhibits binding of coactivators. OHT does not interact directly with any Helix 12 residues (FIG. 4B). In addition, the structure of LBD in the region of the coactivator binding site groove that interacts with helix 12 in the OHT complex is the same as in the DES and E 2 complexes (FIGS. 3A, 3B and 5).

수 많은 연구들이 수용체 길항작용에서 OHT 측쇄의 중요성을 증명하였다(상기 Jordan, et al. 및 Robertson, et al., J. Med. Chem. 25:167-71(1982)). OHT및 DES 복합체 구조의 비교는 OHT 측쇄의 결합 모드가 헬릭스 12의 작용제 유도 콘포메이션을 배제함을 제시한다. OHT 측쇄는 헬릭스 3 내지 11(도 2b, 6b, 및 6c) 사이의 리간드 결합 포켓의 밖으로 돌출한다. 그 결과, 작용제 결합 콘포메이션에서와 같이, 리간드 결합 포켓에 걸친 헬릭스 12의 배치는 소수성 공동내의 OHT 측쇄의 양으로 하전된 미메틸아미노기를 함입시키고, 측쇄의 디메틸아미노기 영역과 Leu540의 측쇄 사이에 입체적 상충을 유발시킨다.Numerous studies have demonstrated the importance of OHT side chains in receptor antagonism (Jordan, et al. And Robertson, et al., J. Med. Chem. 25: 167-71 (1982)). Comparison of the OHT and DES complex structures suggest that the binding mode of the OHT side chain excludes the agent induced formation of Helix 12. The OHT side chain protrudes out of the ligand binding pocket between helix 3 to 11 (FIGS. 2B, 6B, and 6C). As a result, the placement of Helix 12 across the ligand binding pocket, as in the agent binding configuration, incorporates the charged dimethylamino group in the amount of the OHT side chain in the hydrophobic cavity, and is steric between the dimethylamino group region of the side chain and the side chain of Leu540. Cause a conflict.

작용면에서, OHT는 단순히“측쇄를 가진 작용제"가 아니다. OHT 결합은 DES나 E2결합에 의해서 안정화된 것과 뚜렷이 구분되는, LBD의 콘포메이션을 촉진시킨다. 상기 다른 콘포메이션은 헬릭스 12의 배치에 다른 제한을 부과한다.In terms of action, OHT is not simply a “side chain agonist.” OHT binding promotes the formation of LBD, which is distinct from that stabilized by DES or E 2 binding. Imposes another restriction on

DES 및 E2복합체에서 헬릭스 3, 8, 및 11은, 이들이 OHT 복합체에 있는 것 보다 1 내지 2회전 더 길다(상기 Brzozowski, et al). 헬릭스 11은 DES와 E2복합체내의 Cys 530에서 종결하고, OHT 복합체내의 Tyr 526에서 종결한다. 헬릭스 12는 OHT 복합체내의 Leu 536에서 시작한다. 길항제 복합체에서, Leu 536이 비극성 결합의 협조적인 네트워크를 형성하고, 헬릭스 12(도 1b)의 N-말단을 안정화시키는 Glu 380 및 Tyr 537과 수소결합을 형성하는 것은 필수적인 것으로 보인다. 따라서, 헬릭스 12가 작용제의 존재하에서 보조활성제 결합부위의 정전 영역과 결합하는 경우, 루프 연결 헬릭스 11 및 12는 다섯 개의 잔기에 걸쳐 ~17Å가지 스패닝되어야 할 것이다. 비록 이론상으로 가능하여도, 이러한 콘포메이션은 매우 긴축성이며 존재하기 어렵다. 대조적으로 OHT 복합체내의 긴 루프 연결 헬릭스 11 및 12는 헬릭스 12가 보조활성제 결합 그루브의 정전 영역가지 연장하는 것을 허용한다.Helix 3, 8, and 11 in the DES and E 2 complexes are 1 to 2 turns longer than they are in the OHT complex (Brzozowski, et al., Supra). Helix 11 terminates at Cys 530 in the DES and E 2 complexes and at Tyr 526 in the OHT complex. Helix 12 starts at Leu 536 in the OHT complex. In the antagonist complex, it appears that Leu 536 forms a cooperative network of nonpolar bonds and hydrogen bonds with Glu 380 and Tyr 537, which stabilize the N-terminus of helix 12 (FIG. 1B). Thus, if helix 12 binds to the electrostatic region of the coactivator binding site in the presence of an agent, loop linking helixes 11 and 12 will have to span ˜17Å spanning five residues. Although theoretically possible, such a configuration is very tight and difficult to exist. In contrast, the long loop-linked helixes 11 and 12 in the OHT complex allow helix 12 to extend to the electrostatic region of the coactivator binding groove.

DES 및 E2복합체에서, 헬릭스 12 및 루프 연결 헬릭스 11 및 12가 헬릭스 3 및 11에 대하여 패킹하는 반면에, OHT 복합체에서는 패킹하지 않는다(도 2a 및 2b 및 상기 Brzozowski, et al). 최근에 묘사된 E2-LBD 복합체의 구조는 DES 및 E2복합체에서의 보다 더 긴 헬릭스가 작용제-결합 콘포메이션내네 헬릭스 12가 향성하는 상호작용에 의존하지 않음을 는다는 것을 나타낸다(상기 Tanenbaum, et al). 상기 구조에서, 결정 패킹 합성체는 헬릭스 12가 대칭-관련성 분자와 결합하게 한다. 헬릭스 12가 상기 구조에서 리간드 결합 포켓에 걸쳐 위치하지 않음은 명백하다. 그럼에도 불구하고, 헬릭스 3, 8 및 11은 이들이 OHT 복합체에 있는 경우에서 보다 더 길다(도 6a). 그러므로, 작용제 복합체의 긴 헬릭스는 리간드 결합 포켓에 걸친 헬릭스 12의 배치에 독립적으로 발생하고, 대신에 작용제 결합의 직접적 결과이다.In DES and E 2 complexes, helix 12 and loop linked helix 11 and 12 pack for helix 3 and 11, whereas in the OHT complex they do not pack (FIGS. 2A and 2B and Brzozowski, et al). The structure of the recently described E 2 -LBD complex indicates that longer helixes in the DES and E 2 complexes do not depend on the directed interaction of helix 12 in the agent-binding composition (Tanenbaum, et al. al). In this structure, the crystal packing composite causes helix 12 to bind with the symmetry-related molecule. It is clear that helix 12 is not located across the ligand binding pocket in this structure. Nevertheless, helix 3, 8 and 11 are longer than when they are in the OHT complex (FIG. 6A). Therefore, the long helix of the agonist complex occurs independently of the placement of helix 12 across the ligand binding pocket and instead is a direct result of the agonist binding.

작용제 복합체 및 OHT 복합체 사이의 2차 구조의 차이는 다른 리간드에 의해 유도된 패킹 상호작용의 구분되는 배열로부터 발생한다. DES 또는 E2주위에서 생성된 헬릭스 3, 7, 8, 및 11로부터의 많은 소수성 잔기사이의 반데르 발스 결합과β헤어핀의 협조적인 네트워크가 작용제 복합체에서 보다 더 긴 헬릭스를 안정화시키는 것으로 보인다(도 4a 및 도6d). OHT B 고리의 배치는 이를 둘러싼 리간드 결합 포켓 잔기중 다수가 DES나 E2구조에서 그들이 채택한 것과 현저히 상이한 콘포메이션을 채택하게 한다. 결과적으로, DES 및 E2구조에 존재하는 잔기사이의 패킹 상호작용의 대부분은 OHT 구조내에서 없어지거나 변경된다(도 6d). 상기 구조적인 변형은 잔기 339 내지 341, 421 내지 423, 및 527 내지 530(작용제 구조에서 각각 헬릭스 3, 8 및 11의 부분을 형성하는)의 주쇄가 OHT 구조내에 연장된 콘포메이션을 채택하게 한다(도 6a-d).The difference in secondary structure between the agent complex and the OHT complex results from a distinct arrangement of packing interactions induced by other ligands. A cooperative network of van der Waals bonds and βhairpins between many hydrophobic residues from helix 3, 7, 8, and 11 generated around DES or E 2 appears to stabilize longer helix than in the agent complex (FIG. 4a and 6d). The placement of the OHT B ring allows many of the ligand binding pocket residues surrounding it to adopt a composition that is significantly different from those adopted in the DES or E 2 structures. As a result, most of the packing interactions between residues present in the DES and E 2 structures are lost or altered in the OHT structure (FIG. 6D). This structural modification causes the backbone of residues 339-341, 421-423, and 527-530 (which form part of the helix 3, 8, and 11 in the agonist structure, respectively) to adopt an extended conformation in the OHT structure ( 6a-d).

따라서, OHT의 결합은 헬릭스 12의 배치의 길항작용에 기여하는 각각 2개의 뚜렷한 효과를 가진다(도 7). 헬릭스 12는 OHT 측쇄에 의해 리간드 결합 포켓에 걸쳐 위치하는 것이 방해된다. 또한, OHT 주위의 리간드 결합 포켓 잔기의 선택적 패킹 배열은 헬릭스 12가 보조활성제 결합부위 및 의사물질 결합 보조활성제의 정전 영역에 이르도록 허용하는 LBD의 콘포메이션을 안정화시킨다.Thus, binding of OHT has two distinct effects, each contributing to the antagonism of the batch of helix 12 (FIG. 7). Helix 12 is prevented from locating across the ligand binding pocket by the OHT side chain. In addition, the selective packing arrangement of ligand binding pocket residues around OHT stabilizes the conformation of LBD allowing Helix 12 to reach the coactivator binding site and the electrostatic region of the pseudomaterial binding coactivator.

상기 기전은 OHT에 특이적인 것으로 보이지는 않는다. OHT의 경우와 같이 RAL의 측쇄는 헬릭스 12의 작용제 결합 콘포메이션을 입체적으로 방해한다(상기 Brzozowski, et al). 또한, 헬릭스 11은 RAL 복합체중의 Met 528에서 종결되는 것으로 보인다. 이는 RAL 결합에 의한 His 542 부근의 결합 포켓내의 비틀림으로부터 기인할 수 있다(상기 Brzozowski, et al).The mechanism does not appear to be specific for OHT. As in the case of OHT, the side chains of RAL stericly interfere with the agonist binding conformation of helix 12 (Brzozowski, et al., Supra). Helix 11 also appears to terminate at Met 528 in the RAL complex. This may be due to torsion in the binding pocket near His 542 by RAL binding (Brzozowski, et al., Supra).

상기 결과는 본 발명의 다양한 측면을 예시하기 위한 하기 제공되는 실시예에 의해 됫받침된다. 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.The results are supported by the examples provided below to illustrate various aspects of the invention. The following examples do not limit the scope of the invention.

실시예Example

실시예 1Example 1

실험 방법Experiment method

단백질 발현 및 정제Protein Expression and Purification

인간 ERα-LBD 297-554fmf hERα의 554(Yale University의 Paul Sigler에 의해서 제공됨)를 통한 잔기 297에 융합시킨 Met-Asp-Pro 서열을 함유하는 변형된 pET-23d-ERG 벡터로 형질변환시킨 BL21(DE3)pLysS 세포에서 상기한 바와 같이 (Seielstad, et al., Mol. Endocrinol. 9:647-658(1995)) 과발현시켰다. 정제한 세균용해물을 우레아에 3 M, NaCL에 0.7 M씩 조절한 다음, 에스트라디올-세파로즈10㎖ 컬럼에 적용시켰다(Greene, et al., Proc. natl. Acad. Sci. USA 77:5115- 5119(1980); Landel, et al., Mol. Endocrinol.8: 1407-1419(1994);Landel, et al., J. Steroid Biochem. Molec. Biol. 63:59-73(1997)).BL21 (transformed with a modified pET-23d-ERG vector containing a Met-Asp-Pro sequence fused to residue 297 via 554 of human ERα-LBD 297-554fmf hERα (provided by Paul Sigler of Yale University) DE3) overexpressed in pLysS cells (Seielstad, et al., Mol. Endocrinol. 9: 647-658 (1995)). Purified bacterial lysate was adjusted to 3 M in urea and 0.7 M in NaCL, and then applied to an estradiol-sepharose 10 ml column (Greene, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 5115). 5119 (1980); Landel, et al., Mol. Endocrinol. 8: 1407-1419 (1994); Landel, et al., J. Steroid Biochem. Molec. Biol. 63: 59-73 (1997).

용매-접근성 시스테인을 카르복시메틸화시키기 위해, 상기 결합된 hERαLBD를 pH 8.1, 10mM 트리스, 250mM NaSCN에서 5mM 요오드아세트산으로 처리했다(Hegy, et al., Steroids 61:367-373(1996)). 단백질을 pH8.2, 50mM 트리스, 1 mM EDTA, 1 mM DTT 및 250 mM NaSCN의 30-100ml중에 3×10-5M 리간드(DES 또는 OHT)를 사용하여 용출시켰다. hERαLBD의 수율은 통상 100%에 가까웠다(Seielstad, et al., Biochemistry 34: 12605-12615(1995)). 친화성-정제시킨 물질을 한외여과하여 농축하고, pH 8.1의 20 mM 트리스, 1 mM EDTA, 4 mM DTT로 교체시켰다. 상기 단백질을 Resource Q 칼럼(pharmacia)과 결합시킨 다음, pH 8.1의 20 mM 트리스, 1 mM DTT내에서 25-350mM NaCl의 선상 구배하에 용출시켰다. hERαLBD 리간드 복합체는 150-200mM NaCl에서 용출시켰다. 분획을 한외여과시켜 농축하고 SDS-PAGE, PAGE, 및 전기분무 이온화 질량분석계로 분석했다.To carboxymethylate the solvent-accessible cysteine, the bound hERαLBD was treated with 5 mM iodiacetic acid at pH 8.1, 10 mM Tris, 250 mM NaSCN (Hegy, et al., Steroids 61: 367-373 (1996)). Proteins were eluted using 3 × 10 −5 M ligands (DES or OHT) in 30-100 ml of pH8.2, 50 mM Tris, 1 mM EDTA, 1 mM DTT and 250 mM NaSCN. The yield of hERαLBD was typically close to 100% (Seielstad, et al., Biochemistry 34: 12605-12615 (1995)). Affinity-purified material was concentrated by ultrafiltration and replaced with 20 mM Tris, 1 mM EDTA, 4 mM DTT at pH 8.1. The protein was combined with a Resource Q column (pharmacia) and then eluted under a linear gradient of 25-350 mM NaCl in 20 mM Tris, 1 mM DTT, pH 8.1. hERαLBD ligand complex was eluted at 150-200 mM NaCl. Fractions were concentrated by ultrafiltration and analyzed by SDS-PAGE, PAGE, and electrospray ionization mass spectrometry.

GST-풀다운 분석GST-Pulldown Analysis

글루타티온-S-트랜스퍼라제(GST)과 hERα의 아미노산 282-595 사이의 융합은 pSG5ERα-LBD(Lopez et al.)로부터 pGEX-3X(pharmacia)까지 EcoRI 단편을 서브클로닝하여 제조했다. Ile 358-〉Arg, Lys 362-〉Ala, 및 Leu 539-〉Arg 돌연변이를 제조자 지침에 따라 퀵 체인지 키트(Stratagne)를 사용하여 GST-LBD 구성체내로 도입시켰다. Val 376-〉Arg, 및 Glu 54-〉Lys 돌연변이를 pSG5-ER-HEGO의 Bsm1/HinⅢ 단편 을 상기 돌연변이가 이미 도입된 곳으로 서브클로닝(Tora, et al., EMBO J, 8:1981-6(1989)) 시킴에 의해, GST-LBD 구성내에 생성시켰다. 모든 구성체를 자동화된 서열화(시카고대학 암 연구 센터 DNA Sequencing Facility)에 의해 확인했디.Fusion between glutathione-S-transferase (GST) and amino acids 282-595 of hERα was prepared by subcloning EcoRI fragments from pSG5ERα-LBD (Lopez et al.) To pGEX-3X (pharmacia). Ile 358-> Arg, Lys 362-> Ala, and Leu 539-> Arg mutations were introduced into the GST-LBD construct using the Quick Change Kit (Stratagne) according to manufacturer's instructions. Subcloning the Val 376-> Arg, and Glu 54-> Lys mutations to the Bsm1 / HinIII fragment of pSG5-ER-HEGO to where the mutation was already introduced (Tora, et al., EMBO J, 8: 1981-6 (1989)) to produce within the GST-LBD construct. All constructs were identified by automated sequencing (University of Chicago Cancer Research Center DNA Sequencing Facility).

야생형 및 돌연변이 GST-LBDs를 BL21(DE3) 세포중에 발현시켰다. 총 리간드 결합활성을 제어된 다공성 유리 비드 분석(Greene, et al., Mol. Endocrinol.2: 714- 726 (1988))으로 결정되고 단백질 수준을 hERα(H222)에 대한 모노클로날 항체와 함께 웨스턴 브롯팅하여 모니터링했다. GST-LBDs를 함유한 정제된 추출물을 단일 완충액(50 mM 트리스,pH 7.4, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 1 mM DTT, 0.5% NP-40 및 프로테아제 제해제 칵테일), 또는 DES 또는 OHT 1μM을 가한 완충액중 4℃하에서 1시간 동안 인큐베이팅시켰다. GST-LBD의 30pmol을 함유하는 추출 샘플을 10μl 글루타치온-세파로스-4B 비드(팔마시아)와 4℃하에서 1시간 동안 인큐베이팅시켰다. 비드를 20mM HEPES, pH7.4, 400mM NaCl, 0.05% NP-40를 사용하여 5회 세척시켰다.35S-표지한 GRIP1을 TNT Coupled Reticulocyte Lysate System(Promega)을 제조자 지침에 따라 사용하고, 주형으로서 pSG5-GRIP1(남 캘리포니아 대학의 Michal Stallcup에 의해서 제시된)를 사용하여 시험관내 전사와 번역시켜 합성했다. 고정화시킨 GST-LBDs를 트리스-완충 염수(TBS) 300μl에 희석시킨 미정제의 전사 반응 혼합물의 할당량 2.5㎕와 2.5시간 동안 인큐베이팅시켰다. 0.05% NP-40를 함유한 TBS중에 5회 세척시킨 후, 단백질을 샘플 완충액에서 10분 동안 비드를 보일링시켜용출시켰다. 결합35S-GRIP1를 SDS-PAGE 따른 플루오로그래피로 정량했다.Wild-type and mutant GST-LBDs were expressed in BL21 (DE3) cells. Total ligand binding activity was determined by a controlled porous glass bead assay (Greene, et al., Mol. Endocrinol. 2: 714-726 (1988)) and the protein level was measured with a monoclonal antibody against hERα (H222). Monitor by blotting. Purified extracts containing GST-LBDs were added to a single buffer (50 mM Tris, pH 7.4, 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 1 mM DTT, 0.5% NP-40 and protease inhibitor cocktail), or 1 μM of DES or OHT. Incubate at 4 ° C. in buffer for 1 hour. Extracted samples containing 30 pmol of GST-LBD were incubated with 10 μl glutathione-sepharose-4B beads (Falmacia) at 4 ° C. for 1 hour. Beads were washed five times with 20 mM HEPES, pH 7.4, 400 mM NaCl, 0.05% NP-40. 35 S-labeled GRIP1 was synthesized by in vitro transcription and translation using the TNT Coupled Reticulocyte Lysate System (Promega) according to manufacturer's instructions and using pSG5-GRIP1 (presented by Michal Stallcup of the University of Southern California) as a template. . Immobilized GST-LBDs were incubated with 2.5 μl of a crude transcription reaction mixture diluted in 300 μl of Tris-buffered saline (TBS) for 2.5 h. After washing five times in TBS containing 0.05% NP-40, the protein was eluted by boiling the beads in sample buffer for 10 minutes. Binding 35 S-GRIP1 was quantified by fluorography according to SDS-PAGE.

결정화 및 데이터 수집Crystallization and Data Collection

DES-hERα LBD-GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체의 결정을 헹잉 드롭 증기 확산으로 수득했다. 결정화 이전에, DES-hERα LBD(잔기 297-554) 복합체를 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드(서열번호: 4)의 2-4배 몰과량과 함께 7-16시간 동안 인큐베이팅시켰다. 상기 용액의 샘플 2μL를 25-27%(w/v)PEG 4000, 90mM 트리스(pH 8.75- 9.0) 및 180mM Na 아세테이트로 구성시킨 동일 부피의 저장 완충액과 혼합시키고, 저장 완충액 800μL를 포함하는 웰에 현탁시켰다. 19-21℃에서 4-7일 경과후에, 막대형 결정을 수득했다. 보조활성제 복합체 결정이 셀 규격 a=54.09, b=82.22, c=58.04, 및 β=111.34를 지닌 스페이스그룹 P21에 놓여있다. DES-LBD 및 보조활성제 펩티드의 각각 두 분자는 비대칭 유니트를 형성했다. A 200㎛×40㎛×40㎛ 결정을 25%(w/v) PEG 4000, 10%(w/v) 에틸렌글리콜, 100mM 트리스(pH 8.5), 200mM Na 아세테이트, 및 10㎛ 펩티드를 포함하는 크리요용매(cryosolvent) 용액으로 옮기고, 레이온 루프내 -170℃하의 질소환경에서 동결시켰다. 상기 결정으로부터의 데이터를 Stanford Synchrotron Rsdiation Laboratory(SSRL)에서 300mm MAR 영상 플레이트를 1.08Å의 파장길이와 빔라인(beamline) 7-1에서 사용하여 170℃에서 측정했다.Crystals of the DES-hERα LBD-GRIP1 NR Box II peptide complex were obtained by rinsing drop vapor diffusion. Prior to crystallization, the DES-hERα LBD (residue 297-554) complex was incubated for 7-16 hours with a 2-4 fold molar excess of GRIP1 NR Box II peptide (SEQ ID NO: 4). 2 μL of a sample of this solution is mixed with an equal volume of storage buffer consisting of 25-27% (w / v) PEG 4000, 90 mM Tris (pH 8.75-9.0) and 180 mM Na acetate, and added to a well containing 800 μL of storage buffer. Suspended. After 4-7 days at 19-21 ° C., rod-shaped crystals were obtained. Coactivator complex crystals lie in space group P2 1 with cell specifications a = 54.09, b = 82.22, c = 58.04, and β = 111.34. Two molecules each of the DES-LBD and the coactivator peptide formed an asymmetric unit. A 200 μm × 40 μm × 40 μm crystals containing 25% (w / v) PEG 4000, 10% (w / v) ethylene glycol, 100 mM Tris (pH 8.5), 200 mM Na acetate, and 10 μm peptide Transfer to cryosolvent solution and freeze in nitrogen environment at -170 ° C in a rayon loop. Data from the crystals were measured at 170 ° C. in a Stanford Synchrotron Rsdiation Laboratory (SSRL) using a 300 mm MAR image plate at a wavelength of 1.08 GHz and beamline 7-1.

OHT에 대한 hERα LBD 복합체의 결정을 헹잉 드롭 증기 확산으로 수득했다. 3.9 mg/mL 단백질 리간드 복합체를 포함하는 용액, 및 9%(w/v) PEG 8000, 6%(w/v) 에틸렌 글리콜, 50mM HEPES(pH 6.7)과 200mM NaCl을 포함하는 저장 용액의 동일 부피 할당량(2μL)을 저장 용액 800μL에 대해 혼합 및 현탁시켰다. 육각 플레이트류 결정을 21-23℃에서 4-7일 경과 후 수득했다. 결정의 크기와 질은 모두 마이크로시딩 기술을 통해 개선시켰다. 상기 결정은 셀 변수 a=b=58.24Å 및 c=277.47Å을 가진 스페이스 그룹 P6522에 속한다. 상기 비대칭 유닛은 단일 LBD 단량체로 구성되며; 이량체 축은 결정학상의 2 폴드를 따라 놓인다. 단일 결정(400㎛×250㎛×40㎛)를 10%(w/v) PEG 8000, 25%(w/v) 에틸렌글리콜 50mM HEPES(pH 7.0), 및 200mM NaCl로 구성된 냉각 보호 용액중에 간단히 인큐베이팅시킨 후, 레이온 루프내에 현탁시킨 액상 N2중에 동결시켰다. 회절 데이터는 SSRL에서 345mm MAR 이미지 플레이트를 빔라인 9-1 및 0.98Å의 파장으로 사용하여 -170℃에서 측정했다.Crystals of the hERα LBD complex against OHT were obtained by rinsing drop vapor diffusion. Equivalent volume of a solution comprising a 3.9 mg / mL protein ligand complex and a stock solution containing 9% (w / v) PEG 8000, 6% (w / v) ethylene glycol, 50 mM HEPES (pH 6.7) and 200 mM NaCl Quotas (2 μL) were mixed and suspended for 800 μL of stock solution. Hexagonal plate crystals were obtained after 4-7 days at 21-23 ° C. The size and quality of the crystals were all improved by micro seeding technology. The decision belongs to space group P6 5 22 with cell variables a = b = 58.24 ms and c = 277.47 ms. The asymmetric unit consists of a single LBD monomer; The dimer axis lies along two folds of crystallography. Single incubation (400 μm × 250 μm × 40 μm) is simply incubated in a cold protective solution consisting of 10% (w / v) PEG 8000, 25% (w / v) ethylene glycol 50 mM HEPES (pH 7.0), and 200 mM NaCl It was then frozen in liquid N 2 suspended in a rayon loop. Diffraction data were measured at −170 ° C. using 345 mm MAR image plates at SSRL at wavelengths of beamlines 9-1 and 0.98 Hz.

양자의 데이터 세트의 이미지 모두를 DENZO로 가공하고 디펄트 값 -3 컷오프를 사용하여 SCALEPACK(Otwinowski, et al, Methods Enzymol. 276:307-326(1997))으로 스케일링시켰다.Both images of both data sets were processed with DENZO and scaled with SCALEPACK (Otwinowski, et al, Methods Enzymol. 276: 307-326 (1997)) using a default value -3 cutoff.

구조 결정 및 정제Structure Determination and Purification

DES-LBD-GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체의 구조결정을 위한 초기의 노력은 낮은 간격(3.1Å) 데이터 세트(데이터를 제시하지 않음)를 사용하였다. 자기 회전 검색은 비결정학상의 2분 염색체(dyad)의 존재를 지시하는 POLARRFN("CCP4 suite:단백질 결정학을 위한 프로그램", Acta Crystallogr. D 50:760-763(1994))를 사용하여 수행했다. 비대칭의 2개의 LBDs를 검색 프로브로서 인간 RARγLBD(상기 Renaud, et al)의 일부 폴리알라닌 모델을 사용하는 AMoRe(CCP4, 1994)에서 분자 재배치에 의해서 위치시켰다. 모델이 상기 지점에 주어진 경우에, 모델은 부정확하고(상기 모델과 Cα위치에 근거한 마지막 모델간의 r.m.s.d. 17Å), 불완전하였으며(비대칭의 유니트내의 총 스캐터링된 물질의 단지 ∼45%), 적극적 밀도 수정 지침을 수행시켰다. MOLOC내의 모델과 함께 산재된 DM(CCp4, 1994) 2 폴드 NCS 평균화를 반복 수행시키고(Muller, et al., Bull. Soc. Chim. Belg. 97:655-667 (1988)), LBD 단독의 모델을 신속하에 구축하기 위해 REFMAC(Murshudov, et al., Acta Crystallor. D 53:240-225(1997))중의 모델 정제를 사용했다. 이 과정을 위해, MAMA(Kleywert, et al., "Halloween... mask and bones. In form First Map to Final Model", Bailey, et al., eds, Warington, England, SERC Daresbury Laboratory, 1994)를 모든 마스크 조작에 사용하였고, PHASES(Furey, et al., PA33 Am. Cryst. Assoc. Mtg. Abstr. 18:73(1990)) 및 CCP4 슈트(CCP4)를 구조인자의 생성 및 중량 계산에 사용했다.Early efforts to structure the DES-LBD-GRIP1 NR Box II peptide complex used a low interval (3.1 ms) data set (data not shown). Autorotation search was performed using POLARRFN (“CCP4 suite: Program for Protein Crystallography”, Acta Crystallogr. D 50: 760-763 (1994)), indicating the presence of an amorphous two minute chromosome (dyad). Two asymmetric LBDs were placed by molecular rearrangement in AMoRe (CCP4, 1994) using some polyalanine models of human RARγLBD (Renaud, et al.) As a search probe. If a model is given at this point, the model is inaccurate (rmsd 17 ms between the model and the last model based on the Cα position), incomplete (only 45% of the total scattered material in the asymmetric unit), and active density correction Instructions were followed. Repeated DM (CCp4, 1994) 2-fold NCS averaging interspersed with models in MOLOC (Muller, et al., Bull. Soc. Chim. Belg. 97: 655-667 (1988)), and models of LBD alone Model purification in REFMAC (Murshudov, et al., Acta Crystallor. D 53: 240-225 (1997)) was used to quickly build the system. For this process, MAMA (Kleywert, et al., "Halloween ... mask and bones.In form First Map to Final Model", Bailey, et al., Eds, Warington, England, SERC Daresbury Laboratory, 1994) All mask manipulations were used and PHASES (Furey, et al., PA33 Am. Cryst. Assoc. Mtg. Abstr. 18:73 (1990)) and CCP4 chute (CCP4) were used for the generation and weight calculation of the structural factors. .

그러나, 비록 DES-LBD-GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체 모델이 비대칭 유니트중의 스캐터링 물질의 ~90%이지만, 정제가 심각한 모델 바이어스(bias)에 의해 방해된다. 다음, 상기 OHT 복합체 데이터 세트를 수집했다. 검색 프로브로서 예비 DES-LBD 모델의 단량체를 사용하여, AMoRe내의 분자 재배치를 P6122 및 P6522 양자 모두 중의 상기 결정형내의 LBD 위치를 검색하는데 사용했다. P6122내의 번역 검색은 정확한 결과(R=55.3%, CC=38.2%)를 산출했다. 모델 바이어스를 감소시키기 위해, DMMULTI(CCP4, 1994)를 사용하여 DES 복합체 세포로부터 OHT 복합체 세포내로의 평균화된 밀도를 산출했다. 상기 모델을 REFMAC에서 최초 정제시키고, 후속하여 X-PLOR(Bruger, X-PlLOR Version 3.843, New Havenm Connecticut: Yale University, 1996)에서 최대 유사성 표적을 사용하여 어닐링, 배치 및 B-인자 정제 지침을 시뮬레이션시켰다(Adams et ai., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:5018-23(1997)). 비등방성 스캐일링 및 벌크 용매 정정을 수행하고, B-인자를 등방적으로 정제했다. Rfree세트(데이터 세트중 8%의 무작위 샘플링)를 제외하고, 41 내지 1.9Å(σ 컷오프 부재) 사이의 모든 데이터를 포함시켰다. 상기 최종 모델은 잔기 306-551, 리간드 및 79 워터스(waters)를 구성한다. PROCHEK에 따르면(CCP4), 모델중의 모든 잔기의 91.6%가 Ramachandran 플롯의 중심영역내에 존재했으며, 허락되지 않은 영역에는 어떠한 잔기도 없었다.However, although the DES-LBD-GRIP1 NR Box II peptide complex model is ˜90% of the scattering material in the asymmetric unit, purification is hindered by severe model bias. Next, the OHT complex data set was collected. Using monomers of the preliminary DES-LBD model as search probes, molecular rearrangements in AMoRe were used to search for LBD positions in these crystal forms in both P6 1 22 and P6 5 22. The translation search within P6 1 22 yielded the correct result (R = 55.3%, CC = 38.2%). To reduce model bias, DMMULTI (CCP4, 1994) was used to calculate the averaged density from DES complex cells into OHT complex cells. The model was first purified in REFMAC and subsequently simulated annealing, batch and B-factor purification instructions using the maximum similarity target at X-PLOR (Bruger, X-PlLOR Version 3.843, New Havenm Connecticut: Yale University, 1996). (Adams et ai., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 5018-23 (1997)). Anisotropic scaling and bulk solvent correction were performed and the B-factor was isotropically purified. Except for the R free set (8% random sampling of the data set), all data between 41 and 1.9 ms (σ cutoff absence) were included. The final model constitutes residues 306-551, ligands and 79 waters. According to PROCHEK (CCP4), 91.6% of all residues in the model were in the central region of the Ramachandran plot and there were no residues in the disallowed region.

DES-LBD-GRIP NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체의 고도의 간격 데이터 세트를, OHT-LBD 모델의 Rfree가 ~31%인 경우에 이용할 수 있었다. DES 복합체 결정의 비대칭 유니트내의 두 개의 단량체 모두를 검색 모델로서 AMoRe 및 완전히 정제된 OHT-LBD 모델(헬릭스 12, 및 헬릭스 11과 12 사이의 루프가 제거된)을 사용하여 재배치시켰다. 모델중 결실 부분을 구축하고, 모델의 나머지 부분을 MOLOC 및 DM 중에 생성시킨 2 폴드 평균화 지도(maps)를 사용하여 보정했다. 먼저, 견고한 NCS 속박을 사용하는 REFMAC를 사용하여 정제를 수행했다. 다음 단계에서, 상기 모델을 X-PlLOR중에 시뮬레이션시킨 어닐링, 배치 및 B-인자 정제 지침, 및 최대 유사성 표적을 사용하여 NCS 속박 없이 정제시켰다. 모든 B-인자를 비등방성 및 등방성으로 정제시키고, 벌크 용매 보정을 수행시켰다. 상기 Rfree세트는 모든 데이터의 65의 무작위 샘플링에 함유했다. 정제중에, 27 내지 2.03Å(σ 컷오프 없음)의 모든 데이터를 사용했다. 최종 모델은 단량체 A의 잔기 305-549, 단량체 B의 잔기 305-461 및 470-554, 펩티드 A의 잔기 687-697, 펩티드 B의 잔기 686-696, 2개의 리간드 분자, 147 워터스, 2개의 카르복실기 및 염소 이온으로 구성시켰다. PROCHEK에 따르면, 모델내의 모든 잔기의 93.7%가 Ramachandran 플롯의 중심 영역에 존재하고, 허용되지 않은 영역에는 어떠한 것도 없었다.Highly spaced data sets of the DES-LBD-GRIP NR Box II peptide complex were available when R free of the OHT-LBD model was ˜31%. Both monomers in the asymmetric unit of the DES complex crystals were rearranged using AMoRe and a fully purified OHT-LBD model (with helix 12 and the loop between helix 11 and 12 removed) as a search model. The deletion portion of the model was built and the rest of the model was corrected using the 2-fold averaging maps generated in MOLOC and DM. First, purification was performed using REFMAC using solid NCS bondage. In the next step, the model was purified without NCS confinement using annealing, batch and B-factor purification instructions simulated in X-PlLOR, and maximum similarity targets. All B-factors were purified anisotropic and isotropic and bulk solvent calibration was performed. The R free set contained 65 random sampling of all data. During purification, all data from 27 to 2.03 ms (no sigma cutoff) were used. The final model is residues 305-549 of monomer A, residues 305-461 and 470-554 of monomer B, residues 687-697 of peptide A, residues 686-696 of peptide B, two ligand molecules, 147 waters, two carboxyl groups And chlorine ions. According to PROCHEK, 93.7% of all residues in the model were in the central region of the Ramachandran plot and there was nothing in the unacceptable region.

도 1a는 2.03Å 간격으로 계산되고 1.0σ에서 작성된 2Fo-Fc 전자 밀도 맵을 제공하며, GRIP1 NR 박스 Ⅱ와 LBD의 상호작용을 도시한다. 상기 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드(서열번호: 4)를 맵 계산전에 제거했다. 펩티드로부터의 ILe 689 및 이것이 상호작용하는 수용체 잔기 3개중 2개(Glu 542 및 Leu 539)를 표지시켰다. Asp 538을 명확성을 위해 삭제했다. Glu 542의 γ-카르복실레이트와 펩티드의 잔기 689 및 690의 아미드와의 수소결합을 점선의 오렌지 결합으로 도시했다. 도 1b는 1.90Å 간격으로 계산되고 1.0σ에서 작성된 2Fo-Fc 전자 밀도 맵을 제공하며, 헬릭스 12의 N 말단 영역을 도시한다. 상기 점선의 오렌지 결합은 His377, γ-카르복실레이트의 이미다졸 고리와 Tyr 537의 아미드와의 물-매개 수소결합 네트워크를 도시한다. 상기 표지한 3개의 잔기(Glu 380, Leu 536, 및 Tyr 537)은 반데르 발스 결합 및/또는 수소 결합을 통해 다른 것과 결합한다. 흥미롭게도, 이들 3개의 잔기의 각각의 돌연변이가 리간드 결합되지 않은 ERα LBD의 전사활성을 매우 증가시켰다(Eng, et al., Mol. Cell. Biol. 17:4644-4653(1997): Lazennec, et al., Mol. Endrcrinol. 11:1375-86(1997)); White, et al., EMBO J. 16:1427-35(1997))FIG. 1A provides a 2Fo-Fc electron density map calculated at 1.03 ms intervals and created at 1.0σ, illustrating the interaction of GRIP1 NR box II with LBD. The GRIP1 NR Box II peptide (SEQ ID NO: 4) was removed prior to map calculation. ILe 689 from the peptide and two of the three receptor residues with which it interacts (Glu 542 and Leu 539) were labeled. Asp 538 has been removed for clarity. The hydrogen bonds between the γ-carboxylates of Glu 542 and the amides of residues 689 and 690 of the peptide are shown as dotted orange bonds. FIG. 1B provides a 2Fo-Fc electron density map calculated at 1.90 ms intervals and created at 1.0σ, showing the N-terminal region of helix 12. FIG. The dotted orange bond depicts a water-mediated hydrogen bond network of His377, an imidazole ring of γ-carboxylate with an amide of Tyr 537. The labeled three residues (Glu 380, Leu 536, and Tyr 537) bind to one another via van der Waals bonds and / or hydrogen bonds. Interestingly, mutations in each of these three residues greatly increased the transcriptional activity of the ligand-bound ERα LBD (Eng, et al., Mol. Cell. Biol. 17: 4644-4653 (1997): Lazennec, et. al., Mol.Endrcrinol. 11: 1375-86 (1997)); White, et al., EMBO J. 16: 1427-35 (1997))

실시예2Example 2

구조측정Structural measurement

마우스 p160 보조활성제인 GRIP1은 작용제(상기 Ding,et al.)와 결합된 ERαLBD와 함께 체내 및 시험관내에서 상호작용하지만 길항체와 결합된 LBD (Norris,et al., J.Biol.Chem. 273:6679-88(1998))는 그렇지 않다. GRIP1과 상기 인간 상동체 TIF2의 돌연변이 연구는 GRIP1으로부터의 NR 박스 3개 중 NR 박스 Ⅱ(잔기 690- 694)가 ERαLBD(상기 Ding, et al., 및 상기 Voegel.et al.)를 가장 견고히 결합시킴을 제안한다.GRIP1, a mouse p160 co-activator, interacts in vivo and in vitro with ERαLBD bound to an agent (Ding et al., Supra) but binds an antagonist with LBD (Norris, et al., J. Biol. Chem. 273 6679-88 (1998) does not. Mutation studies of GRIP1 and the human homologue TIF2 showed that NR box II (residues 690-694) of the three NR boxes from GRIP1 bound ERαLBD (Ding, et al., And Voegel. Et al.) Suggest to take.

비교 검정은 GRIP1(상기 Ding, et al.)의 잔기 686-698와 대응하는 표준 고체상합성법에 의해 합성된 13개 잔기 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드, NH2-KHHILHRLLQDSS- CO2H(서열번호: 4)가 작용제 결합 ERαLBD(IC50〈0.4μM;Kushner. 비간행) 및 다른 작용제 결합 NR LBDs(상기 Ding, et al.및 상기 Darimont, et al.)와 특이적으로 결합함을 지적한다.The comparative assay is a 13 residues GRIP1 NR Box II peptide, NH 2 -KHHILHRLLQDSS-CO 2 H (SEQ ID NO: 4), synthesized by standard solid-phase synthesis corresponding to residues 686-698 of GRIP1 (Ding, et al., Supra). It is pointed out that it specifically binds to agonist binding ERαLBD (IC 50 <0.4 μM; Kushner. Unpublished) and other agent binding NR LBDs (Ding, et al. And Darimont, et al.).

전기영동의 이동 변화 검정을, GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드(서열번호: 4)가 작용제 DES의 존재하에 ERαLBD와 결합하지만, 길항제 OHT의 존재하에서는 결합하지 않음을 입증하는데 사용했다. DES 또는 OHT 중의 어느 하나와 결합된 정제 hERα-LBD의 8마이크로그램 샘플을 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드(서열번호: 4)의 부재하에 즉, 완충액 단독으로 배양시키거나, 2배 또는 10배 몰과량의 GRIP1 NR 박스Ⅱ 펩티드의 존재하에 배양시켰다. 결합반응을 20mM Tris, pH8.1, 1mM DTT, 및 200mM NaCl을 함유시킨 완충액 10㎕중 45분간 빙상에서 수행시킨 후, 6% PAGE를 수행시켰다. 겔을 GELCODE 블루 염색 시약으로 염색시켰다(Pierce)A migration shift assay of electrophoresis was used to demonstrate that GRIP1 NR Box II peptide (SEQ ID NO: 4) binds ERαLBD in the presence of agonist DES but not in the presence of antagonist OHT. Eight microgram samples of purified hERα-LBD combined with either DES or OHT are incubated in the absence of GRIP1 NR box II peptide (SEQ ID NO: 4), ie in buffer alone, or in 2 or 10 fold molar excesses. Cultured in the presence of GRIP1 NR Box II peptide. The binding reaction was carried out on ice for 45 minutes in 10 μl of buffer containing 20 mM Tris, pH8.1, 1 mM DTT, and 200 mM NaCl, followed by 6% PAGE. Gels were stained with GELCODE blue staining reagent (Pierce)

NR 박스 Ⅱ 펩티드의 존재하에, DES-LBD 복합체의 이동은 지연되었다. 펩티드의 부가는 OHT-LBD 복합체의 이동성에 어떠한 영향도 주지 않았다. 따라서, 상기 GRIP1의 펩티드 단편은 전장의 단백질의 리간드 의존성 수용체 결합 활성 특성을 가진다. 상기 관찰은 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드가 GRIP1과 ERαLBD사이의 상호작용의 연구에 있어 효과적인 모델임을 제안한다.In the presence of the NR box II peptide, the migration of the DES-LBD complex was delayed. The addition of peptide did not have any effect on the mobility of the OHT-LBD complex. Thus, the peptide fragment of GRIP1 has the ligand dependent receptor binding activity of the full length protein. This observation suggests that GRIP1 NR Box II peptide is an effective model for studying the interaction between GRIP1 and ERαLBD.

GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드와 ERαLBD의 상호작용을 구조적으로 특성화시키기 위해, 재조합 인간 ERαLBD(잔기 297-554)를 DES 및 상기 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드와 결합시켜 결정시켰다. 또한, 그에 의해 길항제가 보조활성제/ERα 상호작용을 블로킹하는 기전을 측정하기 위해, OHT와 결합된 ERαLBD를 결정화시켰다. 상기결정으로부터 X-ray 회절데이타를 측정하고, 구조를 분자 재배치(인간레티온산 수용체γ(RAAγ)LBD의 coordinates의 수정된 버전사용)와 적극적 밀도 조정의 조합에 의해 측정했다.To structurally characterize the interaction of the GRIP1 NR Box II peptide with ERαLBD, recombinant human ERαLBD (residues 297-554) was determined by binding to DES and the GRIP1 NR Box II peptide. In addition, ERαLBD bound to OHT was crystallized to determine the mechanism by which the antagonist blocked the coactivator / ERα interaction. X-ray diffraction data were measured from the crystals and the structure was determined by a combination of molecular rearrangement (using a modified version of the coordinates of the human retinoic acid receptor γ (RAAγ) LBD) and aggressive density adjustment.

DES-ERα LBD-GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체의 상기 구조를, 도1a 및 표2에 제시한 바와 같이, 2.03Å 간격에 대한 데이터를 사용하여, 19.9%의 결정학상의 R-factor(Rfree=25.0%)로 정제시켰다. OHT-ERα LBD 복합체의 구조를 도 1b 및 표2에 제시한 바와 같이, 1.9Å 간격에 대한 데이터를 사용하여 23.0%(Rfree=26.2%)의 결정학상 R-factor로 정제시켰다.The structure of the DES-ERα LBD-GRIP1 NR Box II peptide complex, as shown in FIGS. 1A and 2, was used to determine the 19.9% crystallographic R-factor (R free = 25.0) using data for the 2.03 ′ interval. %). The structure of the OHT-ERα LBD complex was purified to 23.0% (R free = 26.2%) crystallographic R-factor using data for 1.9 μs intervals, as shown in FIG. 1B and Table 2.

표 2TABLE 2

결정학적 통계의 요약Summary of Crystallographic Statistics

리간드Ligand 데이터 수집Data collection DESDES OHTOHT 스페이스 그룹Space group P21 P2 1 P6522P6 5 22 간격interval 2.032.03 1.901.90 관측값Observation 104189104189 269253269253 고유값Eigenvalue 3026530265 2306423064 완전성(%)completeness(%) 98.498.4 99.199.1 Rsym(%)a R sym (%) a 7.87.8 7.07.0 평균 I/σIAverage I / σI 9.89.8 16.116.1 미세화Miniaturization 수소 이외의 원자의 갯수Number of atoms other than hydrogen 41804180 20702070 Rcryst(%)b/Rfree(%)R cryst (%) b / R free (%) 19.9/25.019.9 / 25.0 23.0/26.123.0 / 26.1 결합 r.m.s. 편차 (Å)Combined r.m.s. Deviation (Å) 0.0060.006 0.0060.006 각도 r.m.s. 편차 (˚)Angle r.m.s. Deviation) 1.051.05 1.051.05 평균 B 인자 (Å2)Mean B factor (Å 2 ) 34.034.0 40.440.4 aRsym= ∑i│Ii-〈Ii〉│∑Ii(여기서, 〈Ii〉는 대칭 당량에 대한 평균 세기임)bRcryst= ∑│FO-FC│/∑│FO a R sym = ∑ i │I i- <I i 〉 │∑I i (where 〈I i 〉 is the mean intensity for symmetrical equivalents) b R cryst = ∑│F O -F C │ / ∑│F O

실시예 3Example 3

DES-LBD-GRIP1 NR 박스Ⅱ펩티드 복합체의 전체구조물Total Structure of DES-LBD-GRIP1 NR Box II Peptide Complex

DES-LBD-GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체 결정의 비대칭 유니트는 E2및 RAL 양자 모두와 결합한 LBDs의 동일한 비결정학성 이량체를 함유했다(상기 Brozozowski, et al과 상기 Tanenbaum, et al). 헬릭스 2 및 3, 및 헬릭스 9 및 10 사이의 유연성 루프외에, 상기 이량체의 두 개의 LBDS는 비슷한 구조물(Cα위치에 기초한 r.m.s.d.0.47Å)을 채택한다. 각각의 DES와 복합된 LBD의 구조는 E2와 결합된 LBD의 구조와 매우 유사하였다; 각 단량체는 11 내지 12 헬릭스의 3개층과 단일 베타 헤어핀으로 구성된 쐐기형 분자이다. 각각의 LBD에서 헬릭스 12의 소수성면은 리간드 결합 포켓으로 덮힌 헬릭스 3, 5/6, 및 11에 대해 팩킹되어있다. 하나의 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드가 헬릭스 3, 4, 5, 및 12의 잔기 3과 4사이의 회전(도 2a 와 3a)으로 구성된 소수성 단편에서 각각의 LBD와 결합한다. 비대칭 유니크내의 양 펩티드에 대한 밀도는 연속적이고 분명치 못하다(도 1a). 펩티드 A로 지명된 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드로부터의 잔기 687, 697과 펩티드 B로 지명된 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드로부터의 잔기 686과 696을 모델링시켰다; 남아있는 잔기는 불규칙했다. 각각의 펩티드가 결정내의 다른 환경중에 놓여질 경우에, 잔기 Ile 689 내지 Gln 695의 각 펩티드는 2회전 엠피페틱 α헬릭스(도 2a 및 3a)를 형성한다. 통상 2차 구조의 상기영역 플랭킹하는 동안, 펩티드는 비슷하지 않은 무작위 코일 형태를 채택한다.The asymmetric unit of the DES-LBD-GRIP1 NR Box II peptide complex crystal contained the same non-crystalline dimer of LBDs bound with both E 2 and RAL (Brozozowski, et al and Tanenbaum, et al). In addition to the flexible loop between Helix 2 and 3, and Helix 9 and 10, the two LBDSs of the dimer adopt a similar structure (rmsd 0.47 μs based on the Cα position). The structure of LBD combined with each DES was very similar to that of LBD combined with E 2 ; Each monomer is a wedge shaped molecule consisting of three layers of 11-12 helixes and a single beta hairpin. The hydrophobic side of helix 12 in each LBD is packed for helix 3, 5/6, and 11 covered with ligand binding pockets. One GRIP1 NR Box II peptide binds to each LBD in a hydrophobic fragment consisting of a rotation between residues 3 and 4 of Helix 3, 4, 5, and 12 (FIGS. 2A and 3A). The density for both peptides in the asymmetric unique is continuous and unclear (FIG. 1A). Residues 687, 697 from the GRIP1 NR Box II peptide named Peptide A and residues 686 and 696 from the GRIP1 NR Box II peptide designated Peptide B were modeled; The remaining residues were irregular. When each peptide is placed in a different environment in the crystal, each peptide of residues Ile 689 to Gln 695 forms a two-turned amphoteric α helix (FIGS. 2A and 3A). During flanking of this region of the secondary structure usually, the peptide adopts a dissimilar random coil form.

DES-ERα-GRIP1NR 박스 Ⅱ 펩티드 복합체와 OHR-ERαLBD 복합체의 전체 구성을 도 2, 도 2a에 제시했다. 보조활성제 펩티드와 LBD는 리본 모양으로 나타냈다. 펩티드는 금색이고 헬릭스 12(잔기 538-546)는 자홍색으로 나타냈다. 헬릭스 3, 4와 5(각각 H3, H4, 및 H5로 표시)는 청색으로 나타냈다. 녹색으로 나타낸 DES는 공간충전을 제시한다. 도 2b에서, LBD를 리본으로 나타냈다. 도 2a에서와 같이,헬릭스 12(잔기 536-544)는 자홍색, 헬릭스 3, 4, 및 5를 청색으로 나타냈다. 적색으로 나타낸 OHT는 공간충전을 제시한다.The overall configuration of the DES-ERα-GRIP1NR box II peptide complex and the OHR-ERαLBD complex is shown in FIGS. 2 and 2A. Co-activator peptides and LBDs are shown as ribbons. The peptide is gold and helix 12 (residues 538-546) is magenta. Helix 3, 4 and 5 (denoted H3, H4, and H5, respectively) are shown in blue. DES in green suggests space charging. In FIG. 2B, LBD is represented by a ribbon. As in FIG. 2A, helix 12 (residues 536-544) indicated magenta, helix 3, 4, and 5 in blue. OHT shown in red suggests space filling.

실시예 4Example 4

NR 박스Ⅱ 펩티드-LBD 경계면NR Box II Peptide-LBD Interface

ERαLBD 대한 GRIP1 NR 박스Ⅱ 펩티드 결합은 각 분자로부터 주로 소수성 표면 지역의 1000Å2을 함입시켰다. 상기 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 결합 부위는 헬릭스 3으로부터의 잔기 Leu354, Val358, Ala361과 Lys362; 헬릭스 3 및 4 사이의 회전으로부터의 Leu372; 헬릭스 5로부터의 Gln375, Val376, Leu379, 및 Glu380; 및 헬릭스 12로부터의 Asp538, Leu539, Glu542, 및 Met543으로 구성된 얕은 그루브이다(도3 a). 상기 그루브의 저면과 측면은 완전히 비극성이지만, 상기 그루브의 말단부는 하전된다(도 3c).GRIP1 NR Box II peptide binding to ERαLBD incorporated 1000Å 2 of mainly hydrophobic surface region from each molecule. The GRIP1 NR box II peptide binding sites include residues Leu354, Val358, Ala361 and Lys362 from Helix 3; Leu372 from rotation between helix 3 and 4; Gln375, Val376, Leu379, and Glu380 from Helix 5; And a shallow groove consisting of Asp538, Leu539, Glu542, and Met543 from Helix 12 (FIG. 3 a). The bottom and sides of the groove are completely nonpolar, but the distal end of the groove is charged (FIG. 3C).

LBD는 일차적으로 Ile689의 측쇄 및 3개의 LXXLL 모티프(서열번호: 1)인 루이신(Leu690, Leu693, 및 Leu694)에 의해 형성된 GRIP1 NR 박스 Ⅱ펩티드 α헬릭스의 소수성면에서 상호작용한다. Leu690의 측쇄는 그루브내에 깊이 합임되고, Ile358, Val376. Leu379, Glu380, 및 Met543(도 3a와 3c)의 측쇄와 함께 반 데르 발스 결합을 형성한다. Leu694의 측쇄는 그루브내에 유사하게 고립되고 Ile358, Lys362, Leu372, Gln375, Val376과 Leu379(도 3a와 3c)의 측쇄와 함께 반 데르 발스 결합을 형성한다. 이와 반대로, Ile689 및 제 2의 GRIP1 NR 박스 루이신, Leu693의 양 측쇄들 모두 그루브의 림상에 놓인다(도 3a와 3c). Ile689의 측쇄는 Asp538, Leu539, Glu542의 측쇄에 의해 형성된 얕은 디프레션에 놓여진다. Leu693의 측쇄는 Ile358과 Leu359의 측쇄와 비극성 결합을 형성한다.LBD interacts primarily in hydrophobicity of the GRIP1 NR box II peptide α helix formed by the side chain of Ile689 and the three LXXLL motifs (SEQ ID NO: 1), leucine (Leu690, Leu693, and Leu694). The side chains of Leu690 are deeply incorporated in the grooves, Ile358, Val376. Together with the side chains of Leu379, Glu380, and Met543 (FIGS. 3A and 3C) form van der Waals bonds. The side chains of Leu694 are similarly isolated in the grooves and form van der Waals bonds with the side chains of Ile358, Lys362, Leu372, Gln375, Val376 and Leu379 (FIGS. 3A and 3C). In contrast, both side chains of Ile689 and the second GRIP1 NR box leucine, Leu693 lie on the rim of the groove (FIGS. 3A and 3C). The side chain of Ile689 is placed in a shallow depression formed by the side chains of Asp538, Leu539, Glu542. The side chain of Leu693 forms a nonpolar bond with the side chains of Ile358 and Leu359.

펩티드 헬릭스의 친수성 측면을 형성하는 하전된 극성의 측쇄는 수용체로부터 돌출되고, 용매와 강하게 상호작용하거나 대칭결합을 형성한다(도1a). 펩티드 B의 Lys688을 제외하고, 비대칭 유니트내의 펩티드의 헬리칼 영역 외부의 극성 및 하전된 잔기의 측쇄는 LBD 단량체와 결합한 수소결합을 형서하지도 않고, 염 가교를 만들지도 않는다. 펩티드 B의 Lys688의 ε-아미노기는 단량체 B의 Glu380의 측쇄 카르복실레이트와 결합한다. 상기 상호작용은 결정 합성체인 것으로 보인다; 펩티드 B의 N-말단의 3개 잔기의 주쇄 원자가 단량체 B로부터 치환되고 대칭-관련성 LBD와 광범위하게 상호작용한다.Charged polar side chains that form the hydrophilic side of the peptide helix protrude from the receptor and interact strongly with the solvent or form a symmetric bond (FIG. 1A). With the exception of Lys688 of peptide B, the side chains of the polar and charged residues outside the helical region of the peptide in the asymmetric unit neither form hydrogen bonds bound to the LBD monomer nor create salt bridges. The ε-amino group of Lys688 of peptide B binds to the side chain carboxylate of Glu380 of monomer B. The interaction appears to be a crystal synthesizer; The backbone atoms of the three N-terminal residues of peptide B are substituted from monomer B and interact extensively with symmetric-related LBD.

펩티드 헬릭스의 소수성 측면과 상호작용하는 것에 부가하여, 상기 LBD는 펩티드 헬릭스의 양 말단과 캡핑 상호작용을 형성함에 의해 NR 박스 펩티드의 주쇄를 안정화시킨다. Glu542 및 Lys362는 펩티드 결합부분의 반대쪽 말단에 위치한다(도 3a). Glu542 및 Lys362의 측쇄는 각각의 펩티드 헬릭스의 N 말단 및 C 말단 회전에서 주쇄 및 측쇄와 함께 반 데르 발스 결합을 형성한다. 상기 상호작용은 Gly542의 γ-카복실레이트의 안정화 전하 및 Lys362의 ε-아미노기를 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드 헬릭스 말단 부근에 배치시킨다(도 3c). Glu542의 측쇄 카복실레이트(γ-카복실레이트)는 펩티드 헬릭스(펩티드A의 잔기 688과 689;펩티드 B의 잔기 689와 690)의 N-말단 회전의 잔기 아미드와 수소결합한다(도 1a). 유사하게, Lys362의 ε-아미노기는 펩티드 헬릭스(펩티드 A의 잔가693;펩티드B의 잔기 693과 694)의 C-말단 회전의 잔기의 카르보닐과 수소결합한다(도 5).In addition to interacting with the hydrophobic side of the peptide helix, the LBD stabilizes the backbone of the NR box peptide by forming a capping interaction with both ends of the peptide helix. Glu542 and Lys362 are located at opposite ends of the peptide binding moiety (FIG. 3A). The side chains of Glu542 and Lys362 form van der Waals bonds with the main and side chains at the N- and C-terminal rotations of the respective peptide helix. This interaction places the stabilizing charge of the γ-carboxylate of Gly542 and the ε-amino group of Lys362 near the GRIP1 NR box II peptide helix end (FIG. 3C). The side chain carboxylate (γ-carboxylate) of Glu542 hydrogen bonds with the residue amide of the N-terminal rotation of peptide helix (residues 688 and 689 of peptide A; residues 689 and 690 of peptide B) (FIG. 1A). Similarly, the ε-amino group of Lys362 hydrogen bonds with the carbonyl of the residue of the C-terminal rotation of the peptide helix (residue 693 of peptide A; residues 693 and 694 of peptide B) (FIG. 5).

결정중에 관찰되는 GRIP1 NR 박스 Ⅱ 펩티드/LBD 경계면의 중요도를 시험하기 위하여, 위치 지정의 일련의 돌연변이를 ERαLBD내로 도입시켰다. 상기 돌연변이를 구조적 일체성 및 결합 그루브(Ile358-〉Arg,Val376-〉Arg와 Leu539-〉Arg)의 저면의 비극성을 동시에 교란시키거나 캡핑 상호작용(Lys362-〉Ala와 Glu542-〉Lys)의 형성을 방지시키기 위해 설계했다. 야생형 및 돌연변이 LBD에 대한 글루타티온-S-전이효소(GST)의 융합을 리간드의 부재, 또는 DES 또는 OHT의 존재하의35S-표지된 GRIP1에 대한 결합력을 검정했다.35S-표지한 GRIP1을 고정화시킨 GST, 고정화시킨 야생형 GST-hERαLBD, 또는 리간드의 부재, 또는 DES 또는 OHT의 존재하의 고정화시킨 돌연변이 GST-LBD중의 어느 하나와 인큐베이팅시켰다. 상기 결합된 GRIP1을 SDS-PAGE 후에 정량했다. I358R, 잔기 358에서 Ile-〉Arg 치환을 함유한 돌연변이LBD; K362A, 잔기 362에서 Lys-〉Ala 치환을 함유한 돌연변이 LBD; V376R, 잔기 376에서 Val-〉Arg 치환을 함유한 돌연변이 LBD; L539R, 잔기 539에서 Leu-〉Arg 치환을 함유한 돌연변이 LBD; E542K, 잔기 542에서 Glu-〉Lys 치환을 함유한 돌연변이 LBD.To test the importance of the GRIP1 NR Box II peptide / LBD interface observed during the determination, a series of positional mutations were introduced into ERαLBD. These mutations simultaneously disturb the structural integrity and formation of capping interactions (Lys362-> Ala and Glu542-> Lys) at the same time with the nonpolarity of the bottom of the structural integrity and binding grooves (Ile358-> Arg, Val376-> Arg and Leu539-> Arg). Designed to prevent. Fusion of glutathione-S-transferase (GST) to wild-type and mutant LBDs assayed the binding of 35 S-labeled GRIP1 in the absence of ligand or in the presence of DES or OHT. 35 S-labeled GRIP1 was incubated with either immobilized GST, immobilized wild type GST-hERαLBD, or without ligand, or immobilized mutant GST-LBD in the presence of DES or OHT. The bound GRIP1 was quantified after SDS-PAGE. I358R, mutant LBD containing Ile-> Arg substitution at residue 358; K362A, mutant LBD containing Lys-> Ala substitution at residue 362; V376R, mutant LBD containing Val-> Arg substitution at residue 376; L539R, mutant LBD containing Leu-> Arg substitution at residue 539; E542K, mutant LBD containing Glu-> Lys substitution at residue 542.

리간드의 부재 또는 OHT의 존재하에, 야생형 단백질과 모든 돌연변이 LBD 대한 융합은 GRIP1과의 검출성 결합을 제시하지 못했다. Ile358-〉Arg, Val376-〉Arg및 Leu539-〉Arg 돌연변이는 결정내에 관찰되는 팩킹 상호작용의 중요함을 확정하는 작용제의 존재하에 보조활성제와 상호작용이 불가능하다. N- 말단 또는 C-말단의 캡핑 상호작용중 어느 하나의 분열은 또한 작용제의 존재하에 GRIP1 결합을 포함했다. 단지 야생형 GST-LBD만이 DES의 존재하에 보조활성제를 인식할 수 있었다.In the absence of ligand or in the presence of OHT, fusion to wild type protein with all mutant LBD did not suggest detectable binding with GRIP1. The Ile358-> Arg, Val376-> Arg and Leu539-> Arg mutations are incapable of interacting with co-activators in the presence of agents that confirm the importance of the packing interactions observed in the crystals. Cleavage of either the N-terminal or C-terminal capping interaction also included GRIP1 binding in the presence of the agent. Only wild type GST-LBD was able to recognize the coactivator in the presence of DES.

실시예 5Example 5

작용제 인식Agent Awareness

다른 형상 및 커다란 분자 부피에도 불구하고, DES(273Å3)가 E2(252Å3)를 인식하는 동일 결합 포켓중에 수용되었다. 이의 수용체 복합체에서, DES는 헬릭스 3, 6, 7, 8, 11, 및 12 뿐만아니라 S1/S2 헤어핀(도2a 및 4a)으로부터의 잔기로 구성된 강력한 소수성 공동중 LBD의 좁은 절반안에 싸여졌다. ERα와 DES의 상호작용은 E2의 경우와 유사했다. DES 페놀성 고리중 하나는 E2A 고리와 같이 헬릭스 3 및 6에 인접한 동일한 위치에 놓였다. E2의 방향족 고리와 같이, DES A 고리(도 4a)는 Glu353의 γ-카르복실레이트, Arg394의 구아니디니움 및 구조적으로 보존된 물 분자에 대한 페놀릭 하이드록실 형성 수소 결합을 지닌 Phe404, Ala350, Leu387 및 Leu391의 측쇄에 의해서 연결된다. DES의 A' 고리(도 4a)는 E2C 및 D 고리의 로케이션과 인접한 헬릭스 7, 8, 및 11 부근에서 결합한다. 상기 고리는 E2의 D 고리처럼 Gly521 및 Leu525 뿐만아니라, Met343, Leu346 및 Met421와 반 데르 발스 결합을 형성한다(도 4a). 심지어 비록 D 고리 하이드록실로부터 1.7Å에 위치하여도, DES A' 고리 페놀릭 하이드록실은 His524의 이미다졸 고리에 대한 수소결합이 여전히 가능하다(도 4a).Despite different shape and volume and large molecules, DES (273Å 3) were accommodated in the same binding pocket that recognizes the E 2 (252Å 3). In its receptor complex, DES was wrapped in a narrow half of LBD in a strong hydrophobic cavity consisting of residues from S1 / S2 hairpins (FIGS. 2A and 4A) as well as helix 3, 6, 7, 8, 11, and 12. The interaction between ERα and DES was similar to that of E 2 . One of the DES phenolic rings was placed in the same position adjacent to helix 3 and 6 as the E 2 A ring. Like the aromatic ring of E 2 , the DES A ring (FIG. 4A) is a Phe404 having phenolic hydroxyl forming hydrogen bonds to the γ-carboxylate of Glu353, guanidinium of Arg394 and structurally conserved water molecules, Connected by the side chains of Ala350, Leu387 and Leu391. The A 'ring of DES (FIG. 4A) binds near helix 7, 8, and 11 with the locations of the E 2 C and D rings. The ring forms a van der Waals bond with Gly521 and Leu525 as well as Met343, Leu346 and Met421 as the D ring of E 2 (FIG. 4A). Even located at 1.7 kPa from the D ring hydroxyl, the DES A 'ring phenolic hydroxyl is still capable of hydrogen bonding to the imidazole ring of His524 (FIG. 4A).

DES는 또한 LBD와 결합을 형성하나, E2는 그렇지 않다. E2의 B 고리의 α 측면과 C 고리의 β 측면에 인접한 비어있는 공동이 존재한다(상기 Brzozowski, et al., Tanenbaum, et al.). 페놀성 고리의 평면으로부터 수직으로 돌출된 DES의 에틸기가 상기 공간에 합치된다. Ala350, Leu384, Phe404, 및 LeU428의 측쇄(도 4a)와의 추가의 비극성 결합의 결과는 수용체에 대한 DES의 높은 친화성을 설명한다 (Kuiper, et al., Endocrinology 138:863-70(1991)). Met421 및 Met528(양자 모두 단지 E2와 결합함)을 제외하고, ER은 양쪽 작용제와 관찰된 수소결합 및 반 데르 발스 결합 모두를 형성하기 위해서 동일 잔기를 사용할 수 있다(도 4a, 상기 Brzozowski, et al., 및 상기 Tanenbaum, et al.). 상기 뛰어난 적응성은 아마도 결합 포켓(양쪽 복합체에서 ∼500Å3)의 상대적으로 큰 분자 부피 및 뚜렷한 구조적 유연성(plasticity)의 결과이다. 특히, 결합 포켓의 DES A' 고리/스테로이드 D 고리의 말단에서, Met343, Met421, His524와 Met528는 각각의 리간드(자료에 나오지 않음)에 반응하여 다른 팩킹 형태를 채택한다. 상기 유연성은 수용체가 D 고리에서 구조적으로 E2와 다른 에스트론 및 에스트리올 같은 내재성 에스트로겐을 인식할 수 있도록 하기 위해 필요하다.DES also forms a bond with LBD, but E 2 does not. There is an empty cavity adjacent to the α side of the B ring of E 2 and the β side of the C ring (Brzozowski, et al., Tanenbaum, et al., Supra). The ethyl group of DES projecting perpendicularly from the plane of the phenolic ring fits into the space. The results of further nonpolar binding of the Ala350, Leu384, Phe404, and LeU428 with the side chain (FIG. 4A) account for the high affinity of DES for the receptor (Kuiper, et al., Endocrinology 138: 863-70 (1991)). . Except for Met421 and Met528, both of which only bind E 2 , the ER can use the same moiety to form both the observed hydrogen bonds and van der Waals bonds with both agents (FIG. 4A, Brzozowski, et. al., and Tanenbaum, et al.). The excellent adaptability is probably the result of the relatively large molecular volume and pronounced structural plasticity of the binding pockets (˜500 mm 3 in both complexes). In particular, at the end of the DES A 'ring / steroid D ring of the binding pocket, Met343, Met421, His524 and Met528 adopt different packing forms in response to their respective ligands (not shown). This flexibility is necessary to allow the receptor to recognize endogenous estrogens such as estrone and estriol that are structurally different from E 2 in the D ring.

실시예 6Example 6

OHT-LBD 복합체의 구조Structure of the OHT-LBD Complex

OHT 결합은 DES 결합에 의해 유도된 것과 2차 구조 및 3차 구조가 다른 유 LBD 콘포메이션을 유도시켰다. DES 복합체에서, 잔기 339 내지 341, 421 내지 423, 및 527 내지 530의 주쇄는 각각 헬릭스 3, 8 및 11의 부분을 형성시켰다. 이와 반대로, 상기 영역은 OHT 복합체에서 연장된 콘포메이션을 채택했다(도 2a 및 6a). 또한, 헬릭스 12의 조성 및 배향은 상기 두개 구조에서 상이했다. OHT 복합체중의 헬릭스 12는 잔기 536 내지 544를 구성하는 반면에, DES 복합체중의 헬릭스 12는 잔기 538 내지 546를 구성한다. 특히, DES 복합체에서 처럼 리간드 결합 포켓을 커버링하기 보다는 는, OHT복합체에서 헬릭스 12는 헬릭스 3,4 및 5와 회전 결합 헬릭스 3과 4(도 2a, 2b 및 3b)로 부터의 잔기에 의해서 형성된 보조활성제 결합 그루브의 부분을 차지한다. 상기 양자택일의 헬릭스 12의 형태는 RAL 복합체에서 관찰된 것과 유사한 것처럼 보인다.(상기 Brozozoski, et al.)OHT binding induced a milky LBD conformation that differed in secondary and tertiary structures from those induced by DES binding. In the DES complex, the backbones of residues 339-341, 421-423, and 527-530 formed portions of helix 3, 8, and 11, respectively. In contrast, the region adopted extended conformation in the OHT complex (FIGS. 2A and 6A). In addition, the composition and orientation of helix 12 were different in the two structures. Helix 12 in the OHT complex constitutes residues 536-544, while helix 12 in the DES complex constitutes residues 538-546. In particular, rather than covering the ligand binding pockets as in the DES complex, helix 12 in the OHT complex is an adjuvant formed by residues from helix 3, 4 and 5 and rotationally bound helix 3 and 4 (FIGS. 2A, 2B and 3B). Occupies a portion of the activator binding groove. The alternative Helix 12 morphology appears to be similar to that observed in the RAL complex (Brozozoski, et al.).

실시예7Example 7

헬릭스 12-LBD 공유영역Helix 12-LBD Shared Area

헬릭스 12의 배향을 제외하고, 펩티드 결합 그루브의 구조는 DES 및 OHT 복합체(도 3a 및 3b)에서 거의 동일했다. 헬릭스 12의 상기 그루브 외부의 구역은 NR 박스 결합부위의 "정전 영역"으로서 본원에서 언급된다. OHT 복합체에서 헬릭스 12 및 DES 복합체에서 NR 박스 펩티드 헬릭스는 현저하게 유사한 방식으로 보조활성제 인식 그루브의 정전 영역과 상호작용을 한다.Except for the orientation of helix 12, the structure of the peptide binding grooves was almost identical in the DES and OHT complexes (FIGS. 3A and 3B). The region outside the groove of helix 12 is referred to herein as the "electrostatic region" at the NR box junction. Helix 12 in the OHT complex and NR box peptide helix in the DES complex interact with the electrostatic region of the coactivator recognition groove in a significantly similar manner.

헬릭스 12는 NR 박스와 비슷한(LXXLL 대신 LLEML)(서열번호: 1 대신 서열번호: 3) 잔기 (잔기 540에서 544)의 스트레치를 가진 그루브의 정전 영역과의 NR 박스 펩티드의 소수성 상호작용을 모방했다. Leu 540 및 Met 543의 측쇄는 펩티드 복합체(도 5)에서 첫 번째 및 두 번째 모티프 루이신(Leu 690 및 Leu 693)의 측쇄처럼 대체로 동일 위치에 놓여있다. Leu 540가 그루브에 삽입되고 Leu 354, Val 376, 및 Glu 380(도 3b 및 3d)와 반 데르 발스 결합을 형성했다. Met 543은 그루브의 가장자리를 따라 놓이고, Leu 354, Val 355, 및 Ile 358(도 3b 및 3d)의 측쇄와 반 데르 발스 결합을 형성했다. Leu 544의 측쇄 위치는 세 번째 NR 박스 루이신인 Leu694(도 5)의 위치와 거의 정확히 겹쳤다. 그루브의 깊은 곳에서, Leu 544 측쇄가 Ile358, Lys362, Leu372, Gln 375, Val 376, 및 Leu 379(도 3b 및 3d)의 측쇄와 반 데르 발스 결합을 형성했다.Helix 12 mimics the hydrophobic interaction of the NR box peptide with the electrostatic region of the groove with a stretch of residues similar to the NR box (LLEML instead of LXXLL) (SEQ ID NO: 1 instead of SEQ ID NO: 1) (residues 540 to 544). . The side chains of Leu 540 and Met 543 lie generally in the same position as the side chains of the first and second motifs leucine (Leu 690 and Leu 693) in the peptide complex (FIG. 5). Leu 540 was inserted into the grooves and formed van der Waals bonds with Leu 354, Val 376, and Glu 380 (FIGS. 3B and 3D). Met 543 lies along the edge of the groove and forms a van der Waals bond with the side chains of Leu 354, Val 355, and Ile 358 (FIGS. 3B and 3D). The side chain position of the Leu 544 almost exactly overlapped the position of the Leu694 (FIG. 5), the third NR box leucine. Deep in the grooves, Leu 544 side chains formed van der Waals bonds with the side chains of Ile358, Lys362, Leu372, Gln 375, Val 376, and Leu 379 (FIGS. 3B and 3D).

OHT 복합체에서 헬릭스 12는 N- 및 C- 말단 캡핑 상호작용에 의해, 또한 안정화??다. Lys 362는 헬릭스 펩티드(도 3a 및 3b)의 동등한 회전과 상호작용하는 것과 같이 헬릭스 12의 C-말단 회전과 상호작용했다. Lys 362 측쇄는 잔기 543 및 544(도 5)의 카르보닐에 대한 ε-아미노기 수소 결합을 가진 헬릭스 12의 C-말단 회전에 대해 패킹했다. N-말단 회전 보조활성제 헬릭스에서 주어진 캡핑 상호작용은 헬릭스 12 잔기(Glu 542)에 의해 형성되고, 길항제 복합체에서 헬릭스 12의 N-말단 회전은 다른 잔기인 Glu380(도 3b 및 3d)와 상호작용하도록 했다. 상기 Glu 380 γ-카르복실레이트는 Tyr 537과 반 데르 발스 결합을 형성하고 일련의 물-매개 수소결합(도 1b)을 통해 Tyr 537의 아미드와 상호작용한다.Helix 12 in the OHT complex is also stabilized by N- and C-terminal capping interactions. Lys 362 interacted with the C-terminal rotation of helix 12 as it interacted with the equivalent rotation of the helix peptides (FIGS. 3A and 3B). Lys 362 side chains were packed for C-terminal rotation of helix 12 with ε-amino group hydrogen bonds to the carbonyls of residues 543 and 544 (FIG. 5). The capping interaction given in the N-terminal rotational co-activator helix is formed by the helix 12 residue (Glu 542), and the N-terminal rotation of helix 12 in the antagonist complex is such that it interacts with another residue, Glu380 (Figures 3B and 3D) did. The Glu 380 γ-carboxylate forms a van der Waals bond with Tyr 537 and interacts with the amide of Tyr 537 through a series of water-mediated hydrogen bonds (FIG. 1B).

상기 "NR 박스류" 상호결합의 형성에 부가하여, 헬릭스 12 역시 보조활성제 인식 그루브의 LBD 외부의 구역과 반 데르 발스 결합을 형성한다. Leu536의 측쇄는 Glu 380 및 Trp 383과 반 데르 발스 결합을 형성하고, Tyr 537의 측쇄는 His 373, Val 376, 및 Glu380(도 lb, 3b 및 3d)와 반 데르 발스 결합을 형성한다. 상기 결합의 결과 OHT 복합체중의 헬릭스 12가 DES 복합체중의 NR 박스 펩티드 보다 더 많은 용매 근접성 표면 영역(∼1200Å)을 함입시킨다.In addition to forming the "NR boxes" interconnections, helix 12 also forms van der Waals bonds with regions outside the LBD of the coactivator recognition groove. The side chains of Leu536 form van der Waals bonds with Glu 380 and Trp 383, and the side chains of Tyr 537 form van der Waals bonds with His 373, Val 376, and Glu380 (FIG. Lb, 3b and 3d). The binding results in helix 12 in the OHT complex containing more solvent proximity surface area (˜1200 Hz) than the NR box peptide in the DES complex.

실시예 8Example 8

OHT 인식OHT recognition

OHT는 DES, E2및 RAL을 인식하는 동일 포켓내에 결합되었다. 결합 포켓 안의 OHT의 배향은 상기 리간드의 두 개의 구조적인 특징, 페놀성 A 고리와 거대한 측쇄(도 4b 및 6c)의 배치에 의해 지시되는 것처럼 보인다. OHT의 A 고리는 DES의 A 고리 처럼 구조적으로 보존된 물과 Glu 353 및 Arg 394(도 4b)의 측쇄에 대한 페놀릭 하이드록실 수소결합을 가진 헬릭스 3 및 6 근처의 대체로 동일한 위치에 결합한다. RAL의 거대한 측쇄처럼, OHT의 측쇄는 헬릭스 3과 11(도 2b 및 4b)사이의 결합 포켓을 배출시켰다. 상기 OHT C 고리(도 4b)는 Met 343, Leu 346, Thr 347, Ala 350, Trp 383, Leu 384, Leu 387, 및 Leu 525의 측쇄와 반 데르 발스 결합을 형성했다. 측쇄의 유동성 있는 디메틸아미노에틸 영역에서의 배치는 Thr 347, Ala 350 및 Trp 383과의 반 데르 발스 결합에 의해서 안정화되었고, 측쇄의 디메틸아미노기와 Asp 351의 β-카르복실레이트 사이에 3.8Å 간격으로 놓인 염 가교에 의해 안정화되었다. OHT의 견고한 트리페닐에틸렌 프레임워크의 콘텍스트에서 A 고리와 측쇄의 위치는 OHT의 에틸렌기가 DES의 에틸렌기(도 4a, 4b 및 6d)의 위치에 대해 거의 직교의 배향에 놓이는 것을 필요로 한다. 그 결과, OHT의 B 고리는 DES의 A'고리(도 6b 및 6c) 보다 더 깊게 결합 포켓으로 합입된다.OHT was combined into the same pocket recognizing DES, E 2 and RAL. The orientation of the OHT in the binding pocket appears to be indicated by the two structural features of the ligand, the placement of the phenolic A ring and the large side chains (FIGS. 4B and 6C). The A ring of OHT binds to approximately the same position near helix 3 and 6 with phenolic hydroxyl hydrogen bonds to the side chains of Glu 353 and Arg 394 (FIG. 4b) and structurally conserved water like the A ring of DES. Like the huge side chains of the RAL, the side chains of the OHT vented the binding pockets between Helix 3 and 11 (FIGS. 2B and 4B). The OHT C ring (FIG. 4B) formed van der Waals bonds with the side chains of Met 343, Leu 346, Thr 347, Ala 350, Trp 383, Leu 384, Leu 387, and Leu 525. The arrangement in the flowable dimethylaminoethyl region of the side chain was stabilized by van der Waals bonds with Thr 347, Ala 350 and Trp 383, with a 3.8 kPa spacing between the dimethylamino group of the side chain and the β-carboxylate of Asp 351 It was stabilized by laying salt crosslinks. In the context of the robust triphenylethylene framework of OHT, the position of the A ring and side chains requires that the ethylene group of the OHT be placed in a direction that is nearly orthogonal to the position of the ethylene group of the DES (FIGS. 4A, 4B and 6D). As a result, the B ring of OHT is incorporated into the binding pocket deeper than the A 'ring of DES (FIGS. 6B and 6C).

OHT B 고리 상기 위치는 결합 포켓의 DES A' 고리/E2D 고리 말단 DES 및 E2의 다른 구조적 특징에 적응되도록 하는 동일한 기전에 의애 수용될 수 없음이 명백하다. 대신에, DES의 A' 고리와 대부분 상호작용하는, B 고리(Met 343, Leu 346, Met421, Ile424, Gly %@!, His 524 및 Leu 525)와 결합한 잔기는 DES 구조(도 6d)에서 그들이 채택한 것과 다른 콘포메이션을 채택한다. 실제로, B 고리의 로케이션은 실질적으로 하나의 잔기 Met 421의 측쇄가 DES 구조(도 6b 및 6c)에서 채택했던 것과 동일한 콘포메이션을 채택하는 것을 막는다. 상기 B 고리-유도된 측쇄 콘포메이션의 결과로서, DES 복합체에 존재하는 많은 잔기사이의 반 데르 발스 결합이 OHT 복합체에서는 존재하지 않았다. 예를 들어, Met 421은 작용제 복합체에서 헬릭스 11로부터의 His 524 및 헬릭스 3으로부터의 Met 343에 대해 패킹하는 반면에, Met는 OHT B 고리 로케이션에 의해 길항제 복합체(도 6d)내에서 상기 잔기 중 어느 하나와 상호결합하는 것을 막는다.OHT B ring It is clear that this position is unacceptable for the same mechanism that allows it to adapt to the other structural features of the DES A 'ring / E 2 D ring ends DES and E 2 of the binding pocket. Instead, residues that bind to the B ring (Met 343, Leu 346, Met421, Ile424, Gly% @ !, His 524 and Leu 525), which interact mostly with the A 'ring of DES, have been identified in the DES structure (FIG. 6D). Adopt a different configuration from the one adopted. Indeed, the location of the B ring substantially prevents the side chain of one residue Met 421 from adopting the same configuration as employed in the DES structure (FIGS. 6B and 6C). As a result of the B ring-induced side chain formation, no van der Waals bonds between many residues present in the DES complex were present in the OHT complex. For example, Met 421 packs for His 524 from Helix 11 and Met 343 from Helix 3 in the agonist complex, while Met is bound to any of these residues in the antagonist complex (FIG. 6D) by the OHT B ring location. Prevents mutual coupling with one.

B 고리의 배치의 구조적 효과는 B 고리와 결합하는 잔기에 제한되지 않는다;상기 잔기의 형태는 결합 포켓에 걸친 다른 잔기가 교대로 선택적 콘포메이션을 채책택하도록 한다. 예를 들어, OHT 복합체내의 Met 421에 의해 채택된 콘포메이션은 Phe 404 및 Phe 425 측쇄가 DES 복합체(도 6b 및 6c)에서 차지했던 위치를 차지하는 것을 막는다. 그 결과, DES 또는 E2(도 6c)의 A 고리와 결합을 형성하지 않았다. 실제로, Phe 404는 OHT의 에틸기(도 6c 및 6d)와 결합한다. B 고리와 직접적으로 결합하고 이에 의해 간접적으로 영향을 받은 두 잔기의 측쇄의 선택적 콘포메이션은 결합 포켓에 걸친 주쇄가 또한 다른 콘포메이션을 채택하도록 한다(도 6d).The structural effect of the placement of the B ring is not limited to residues that bind to the B ring; the shape of the residue allows alternate residues across the binding pocket to alternately employ selective formation. For example, the conformation adopted by Met 421 in the OHT complex prevents the Phe 404 and Phe 425 side chains from occupying the positions occupied in the DES complex (FIGS. 6B and 6C). As a result, no bond was formed with the A ring of DES or E 2 (FIG. 6C). Indeed, Phe 404 binds to the ethyl group of OHT (FIGS. 6C and 6D). Selective conformation of the side chains of the two residues, which are directly bound to and indirectly affected by the B ring, allows the main chain across the binding pocket to also adopt another configuration (FIG. 6D).

ERα의 리간드 결합 도메인내의 주요 잔기의 동정 및 특성화와 이들 정보의 다른 핵 수용체에 대한 확장은, 이들 잔기가 데이터에서 확인된 모든 핵 수용체에 대해 공통됨을 보여주었다. 이와같이, 본원에서 제시한 실시예는 ERα 리간드 결합 도메인의 구조와 기능에서 수득된 정보가 핵 수용체 패밀리의 모든 일원을 위해, 핵 수용체에 대한 화합물의 결합을 조절하는 화합물의 설계 및 선택에 적용될 수 있음을 입증하였다.Identification and characterization of key residues in the ligand binding domain of ERα and expansion of these information to other nuclear receptors showed that these residues are common for all nuclear receptors identified in the data. As such, the examples presented herein can be applied to the design and selection of compounds that modulate the binding of compounds to nuclear receptors for all members of the nuclear receptor family, with information obtained in the structure and function of the ERα ligand binding domain. Proved.

상기 명세서에서 언급된 모든 간행물 및 특허는 본원에 참고로서 통합된다.All publications and patents mentioned in the above specification are herein incorporated by reference.

상기한 본 발명은, 당업자에 의해 첨부된 청구범위의 본질과 범위를 벗어나지 않으면서 많은 변경과 수정이 가능함은 물론이다.The present invention described above is, of course, capable of many changes and modifications without departing from the spirit and scope of the appended claims.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명은 리간드 결합 도메인(LBD)의 추가의 동정 및 조작에 관한 것으로서, 이는 LBD와 결합하고 핵 수용체, 특히 에스트로젠 수용체의 활성을 조절하는 화합물의 설계를 가능하게 한다. 상기 화합물은 핵 활성을 조절하는 작용제 및 길항제를 포함하고, 수용체-, 세포-, 및/또는 조직 특이성일 수 있다. 특히, 상기 화합물은 보조활성제-보조활성제 반응 부위 상호작용에 영향을 주어 핵 수용체 활성을 조절한다.The present invention relates to further identification and manipulation of ligand binding domains (LBD), which allows the design of compounds that bind to LBD and modulate the activity of nuclear receptors, in particular estrogen receptors. Such compounds include agents and antagonists that modulate nuclear activity and may be receptor-, cell-, and / or tissue specific. In particular, the compounds affect coactivator-coactivator reaction site interactions to modulate nuclear receptor activity.

본 발명은 또한 LBD와 결합된 작용제 및 보조활성제 결합부위와 결합된 펩티드를 지닌 핵 수용체의 단백질 공결정(cocrystal), 및 이의 제조 방법을 포함한다. 유사하게, 본 발명은 또한 LBD와 결합된 길항제를 지닌 핵 수용체의 단백질 공결정 및 이의 제조 방법을 포함한다. 상기 공결정은 특이적 아미노산 및 LBD를 형성하는 그의 원자, 및 그의 부위와 결합하는 분자와 상호작용하는 보조활성제 결합부위의 정보에 대한 원자 모델링을 얻기 위한 방법을 제공한다. 상기 공결정은 또한 리간드:핵 수용체, 및 보조활성제:핵 수용체 상호작용, 및 이와 결합된 리간드의 구조에 대한 모델링 정보를 제공한다.The present invention also encompasses protein cocrystals of nuclear receptors having peptides bound to LBD-binding agents and co-activator binding sites, and methods for their preparation. Similarly, the present invention also includes protein cocrystallization of nuclear receptors with antagonists bound to LBD and methods for their preparation. The cocrystal provides a method for obtaining atomic modeling of specific amino acids and their atoms to form LBD, and information about coactivator binding sites that interact with molecules that bind to their sites. The cocrystal also provides modeling information for the ligand: nuclear receptor, and coactivator: nuclear receptor interaction, and the structure of the ligand bound thereto.

본 발명은 핵 수용체의 원자 모델을 사용하여 핵 수용체에 대한 리간드 결합을 조절하는 분자의 동정 및 설계를 위한 방법을 추가로 제공한다. 상기 방법은 핵 수용체 LBD 또는 그의 단백질을 포함하는 원자 구조 모델을 사용하는 핵 수용체 LBD 내에 특이적으로 들어맞는 시험 화합물의 모델링, 검정 예를 들어, 생물학적 검정으로 시험 화합물의 스크리닝, 시험 화합물과 핵 수용체 LBD와의 결합에 의한 특성화, 및 수용체에 대한 리간드 결합을 조절하는 시험 화합물의 동정을 포함한다.The invention further provides methods for the identification and design of molecules that regulate ligand binding to nuclear receptors using atomic models of nuclear receptors. The method can be used to model a test compound that specifically fits within a nuclear receptor LBD using an atomic structure model comprising a nuclear receptor LBD or a protein thereof, for example, screening of a test compound by a biological assay, test compound and nuclear receptor Characterization by binding to LBD, and identification of test compounds that modulate ligand binding to receptors.

본 발명은 또한 핵 수용체의 LBDs 내의 주요 잔기를 동정하기 위한 조성물 및 방법을 포함한다. 상기 방법은 리간드 및/또는 보조활성제의 결합을 조절하는 잔기를 동정하기 위해 관심있는 핵 수용체의 표면을 조사하는 것을 포함한다. 상기 잔기는 본원에 기술된 인간 ERα의 LBD 내의 주요 잔기에 대한 상동성 검색에 의해 동정될 수 있다. 핵 수용체의 LBD, 및/또는 그의 단백질의 입체 모델을 사용한 오버래잉 및 수퍼포지셔닝이 또한 본 목적을 위해 사용될 수 있다. 또한, 배열 및/또는 모델링이 세포의 콘텍스트 내의 부위의 성질을 특성화하기 위해 LBD 표면상의 변이 배치에 대한 가이드로서 사용될 수 있다.The invention also includes compositions and methods for identifying key residues in LBDs of nuclear receptors. The method involves examining the surface of the nuclear receptor of interest to identify residues that regulate the binding of ligands and / or coactivators. Such residues may be identified by homology search for key residues in the LBD of human ERα described herein. Overlaying and superpositioning using LBDs of nuclear receptors, and / or stereoscopic models of their proteins can also be used for this purpose. In addition, alignment and / or modeling can be used as a guide for the placement of mutations on the LBD surface to characterize the nature of the site within the context of the cell.

또한, 핵 수용체의 활성을 조절하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 체내이거나 시험관내일 수 있다. 상기 방법은 시험관내 또는 체내에서 리간드 결합 도메인과 결합하고 작용제 또는 길항제로서 활성이 있는 화합물을 충분한 양으로 투여하는 것을 포함한다. 바람직한 화합물은 관심있는 세포내에서 발견된 리간드 보다 더 큰 친화성으로 부위와 결합하는 것이다.Also provided are methods for modulating the activity of nuclear receptors. The method may be in vivo or in vitro. The method comprises administering a sufficient amount of a compound that binds to a ligand binding domain in vitro or in vivo and is active as an agent or antagonist. Preferred compounds are those that bind sites with greater affinity than ligands found in the cells of interest.

본 발명은 핵 수용체와 결합하는 리간드의 작용제 또는 길항제를 동정하기 위한 방법을 추가로 포함한다. 상기 방법은 핵 수용체 결합 도메인 또는 그의 단백질을 포함하는 원자 좌표를 컴퓨터화된 모델링 시스템에 제공하는 단계; 리간드 결합 도메인과 공간적으로 들어맞는 화합물을 모델링하는 단계; 핵 수용체 활성에 대한 검정 예를 들어, 생물학적 검정으로 리간드 결합 도메인을 통해 핵 수용체의 활성을 증가시키거나 감소시키는 화합물을 동정하는 단계를 포함한다.The present invention further includes methods for identifying agonists or antagonists of ligands that bind nuclear receptors. The method comprises providing atomic coordinates comprising a nuclear receptor binding domain or a protein thereof to a computerized modeling system; Modeling a compound that spatially fits into the ligand binding domain; Assays for Nuclear Receptor Activity For example, biological assays include identifying compounds that increase or decrease the activity of nuclear receptors through ligand binding domains.

또한, 리간드 결합 도메인 또는 그의 부분에 대한 정보와 함께 장치 해독성 데이터 저장 매체가 제공된다. 상기 매체는 장치 해독성 데이터로 엔코딩된 데이터 저장 물질을 포함하고, 데이터를 이용하기 위한 지침과 함께 프로그래밍된 장치를 사용하는 경우에, 상기 데이터는 핵 수용체 리간드 결합 도메인에 대한 분자 또는 분자 복합체의 입체 그래픽 재현을 보여줄 수 있다.Also provided is a device readable data storage medium with information on the ligand binding domain or portion thereof. The medium comprises a data storage material encoded with device decipherable data, and when using a programmed device with instructions for using the data, the data is a stereoscopic graphic of a molecule or molecular complex for a nuclear receptor ligand binding domain. Can show reproduction

또한, 다른 핵 수용체와 비교하여 한가지 유형의 핵 수용체 화합물의 활성을 선택적으로 조절하는 화합물을 동정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 관심있는 핵 수용체 결합 도메인내로 공간적으로 및 우선적으로 들어맞는 시험 화합물을 핵 수용체 LBD의 원자 구조 모델을 사용하여 모델링하는 단계, 부위의 콘텍스트내의 LBD 유니크의 하나 이상의 잔기와 상호작용하는 화합물을 선택하는 단계, 및 다른 핵 수용체에 대해 LBD와 선택적으로 결합하는 화합물을 검정 예를 들어, 생물학적으로 검정하여 동정하는 단계를 포함한다. 수용체 선택성 리간드중에 포함된 상기 유니크 특징은 다른 핵 수용체 또는 동일한 유형의 수용체의 아이소폼(isoform)에 의해 동정될 수 있다.Also provided are methods for identifying compounds that selectively modulate the activity of one type of nuclear receptor compound compared to other nuclear receptors. The method comprises modeling a test compound that spatially and preferentially fits into the nuclear receptor binding domain of interest using an atomic structure model of nuclear receptor LBD, wherein the compound interacts with one or more residues of the LBD unique within the context of the site. Selecting, and identifying, for example, biologically assaying, compounds that selectively bind LBD to other nuclear receptors. Such unique features included in receptor selective ligands can be identified by isoforms of other nuclear receptors or of the same type of receptor.

본 발명은, 본 발명의 방법에 의해 동정된 펩티드, 펩티도미메틱, 및 다른 화합물 예를 들어, 작은 유기 분자, 특히 핵 수용체 관련 질환, 특히 스테로이드 수용체 관련 질환, 및 보다 더 구체적으로는 에스트로젠 수용체 관련 질환의 치료에 유용한 신규의 유도 화합물의 선택 및 특성화에 이용될 수 있다.The invention relates to peptides, peptidomimetics, and other compounds identified by the methods of the invention, such as small organic molecules, in particular nuclear receptor related diseases, in particular steroid receptor related diseases, and even more specifically estrogen receptor related It can be used for the selection and characterization of novel inducing compounds useful for the treatment of diseases.

Claims (71)

에스트로젠 수용체 α 리간드 결합 도메인 또는 이의 일부의 원자 구조 모Model of the atomic structure of the estrogen receptor α ligand binding domain or part thereof 델을 사용하여 관심있는 핵 수용체 리간드 결합 도메인내로 공간적으로 합치되는 시험 화합물을 모델링하는 단계;Modeling a test compound that spatially conforms into the nuclear receptor ligand binding domain of interest using Dell; 시험 화합물과 리간드 결합 도메인의 결합을 특징으로 하는 검정으로 시험 화합물을 스크리닝 하는 단계; 및Screening the test compound with an assay characterized by the binding of the test compound with the ligand binding domain; And 핵 수용체 활성을 조절하는 시험 화합물을 동정하는 단계를 포함하여, 핵 수용체 활성을 조절하는 화합물을 동정하는 방법으로서,A method of identifying a compound that modulates nuclear receptor activity, the method comprising identifying a test compound that modulates nuclear receptor activity, the method comprising: 원자 구조 모델이 인간 에스트로젠 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528의 잔기에 상응하는 아미노산 잔기의 원자 좌표를 포함하는 방법.The atomic structure model comprises atomic coordinates of amino acid residues corresponding to residues of human estrogen receptor α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 and Met528. Way. 제 1항에 있어서, 아미노산 잔기가 잔기 Met343, Met421, His 524, Leu525, 및 Met528에 상응함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the amino acid residues correspond to residues Met343, Met421, His 524, Leu525, and Met528. 제 1항에 있어서, 시험 화합물이 작용제이고, 핵 수용체 활성이 보조활성제 결합부위에 대한 보조활성제의 결합에 의해 측정됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the test compound is an agent and the nuclear receptor activity is measured by binding of the coactivator to the coactivator binding site. 제 1항에 있어서, 시험 화합물이 길항제이고, 핵 수용체 활성이 헬릭스 12의 풀림에 의해 측정됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the test compound is an antagonist and nuclear receptor activity is measured by annealing of helix 12. 제 1항에 있어서, 시험 화합물이 길항제이고, 핵 수용체 활성이 보조활성제 결합의 블로킹에 의해 측정됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the test compound is an antagonist and the nuclear receptor activity is measured by blocking the coactivator bonds. 제 1항에 있어서, 스크리닝이 시험관내 스크리닝임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the screening is in vitro screening. 제 6항에 있어서, 스크리닝이 고처리량 스크리닝임을 특징으로 하는 방법.7. The method of claim 6, wherein the screening is high throughput screening. 제 1항에 있어서, 시험 화합물이 화합물의 라이브러리로부터 유도됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the test compound is derived from a library of compounds. 제 1항에 있어서, 시험 화합물이 작은 유기 분자, 펩티드, 또는 펩티도미메틱임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the test compound is a small organic molecule, peptide, or peptidomimetic. 제 1항에 있어서, 모델링 단계 이전에, 에스트로젠 수용체 α 리간드 결합 도메인 또는 이의 일부의 원자 좌표를 컴퓨터화된 모델링 시스템에 제공하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, further comprising providing atomic coordinates of the estrogen receptor α ligand binding domain or portion thereof to the computerized modeling system prior to the modeling step. 제 1항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체, 티로이드 수용체, 레티노이드 수용체, 글루코코르티코이드 수용체, 프로제스틴 수용체, 미네랄로코르티코이드 수용체, 안드로젠 수용체, 퍼록시좀 수용체, 및 비타민 D 수용체로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.2. The nuclear receptor of claim 1, wherein the nuclear receptor is selected from the group consisting of estrogen receptor, thyroid receptor, retinoid receptor, glucocorticoid receptor, progestin receptor, mineralocorticoid receptor, androgen receptor, peroxysome receptor, and vitamin D receptor. How to. 제 11항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체임을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 11, wherein the nuclear receptor is an estrogen receptor. 제 12항에 있어서, 에스트로젠 수용체가 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 방법.13. The method of claim 12, wherein the estrogen receptor is estrogen receptor α. 에스트로젠 수용체 α 리간드 결합 도메인 또는 이의 일부의 원자 구조 모델을 사용하여 관심있는 핵 수용체 리간드 결합 도메인내로 공간적으로 합치되는 시험 화합물을 모델링하는 단계;Modeling a test compound that spatially conforms into the nuclear receptor ligand binding domain of interest using an atomic structure model of the estrogen receptor α ligand binding domain or portion thereof; 시험 화합물과 결합 도메인의 결합을 특징으로 하는 검정으로 시험 화합물을 스크리닝 하는 단계; 및Screening the test compound in an assay characterized by binding of the test compound to the binding domain; And 리간드가 핵 수용체에 결합하는 것을 조절하는 시험 화합물을 동정하는 단계를 포함하여, 리간드가 핵 수용체에 결합하는 것을 조절하는 화합물을 확인하는 방법으로서,A method of identifying a compound that modulates binding of a ligand to a nuclear receptor, the method comprising identifying a test compound that modulates binding of the ligand to a nuclear receptor, the method comprising: 원자 구조 모델이 인간 에스트로젠 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528의 잔기에 상응하는 아미노산 잔기의 원자 좌표를 포함하는 방법.The atomic structure model comprises atomic coordinates of amino acid residues corresponding to residues of human estrogen receptor α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 and Met528. Way. 제 14항에 있어서, 아미노산 잔기가 잔기 Met343, Met421, His 524, Leu525 및 Met528에 상응함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 14, wherein the amino acid residues correspond to residues Met343, Met421, His 524, Leu525, and Met528. 제 14항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체, 티로이드 수용체, 레티노이드 수용체, 글루코코르티코이드 수용체, 프로제스틴 수용체, 미네랄로코르티코이드 수용체, 안드로젠 수용체, 퍼록시좀 수용체, 및 비타민 D 수용체로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.15. The nuclear receptor of claim 14, wherein the nuclear receptor is selected from the group consisting of estrogen receptor, thyroid receptor, retinoid receptor, glucocorticoid receptor, progestin receptor, mineralocorticoid receptor, androgen receptor, peroxysome receptor, and vitamin D receptor. How to. 제 16항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 16, wherein the nuclear receptor is an estrogen receptor. 제 17항에 있어서, 에스트로젠 수용체가 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 방법.18. The method of claim 17, wherein the estrogen receptor is estrogen receptor α. 제 14항에 있어서, 스크리닝이 시험관내 스크리닝임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 14, wherein the screening is in vitro screening. 제 19항에 있어서, 스크리닝이 고처리량 스크리닝임을 특징으로 하는 방법.20. The method of claim 19, wherein the screening is high throughput screening. 제 14항에 있어서, 시험 화합물이 화합물의 라이브러리로부터 유도됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 14, wherein the test compound is derived from a library of compounds. 제 14항에 있어서, 시험 화합물이 리간드 결합의 작용제 또는 길항제임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 14, wherein the test compound is an agonist or antagonist of ligand binding. 제 14항에 있어서, 시험 화합물이 작은 유기 분자, 펩티드, 또는 펩티도미메틱임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 14, wherein the test compound is a small organic molecule, peptide, or peptidomimetic. 에스트로젠 수용체 α 리간드 결합 도메인 또는 이의 일부의 원자 좌표를 컴퓨터화된 모델링 시스템에 제공하는 단계;Providing atomic coordinates of the estrogen receptor α ligand binding domain or portion thereof to the computerized modeling system; 리간드 결합 도메인내로 공간적으로 합치되는 화합물을 모델링하는 단계; 및Modeling a compound that spatially fits into the ligand binding domain; And 핵 수용체 활성에 대한 검정으로, 핵 수용체의 리간드 결합 도메인과 결합하여 핵 수용체의 활성을 증가시키거나 감소시키는 화합물을 동정하는 단계(여기서, 리간드 결합의 작용제 및 길항제가 동정됨)를 포함하며,Assays for nuclear receptor activity include identifying a compound that binds to the ligand binding domain of the nuclear receptor to increase or decrease the activity of the nuclear receptor, wherein the agonist and antagonist of ligand binding are identified, 원자 좌표가 인간 에스트로젠 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528인, 핵 수용체에 대한 리간드 결합의 작용제 또는 길항제를 동정하는 방법.Identifies agonists or antagonists of ligand binding to nuclear receptors whose atomic coordinates are the human estrogen receptor α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 and Met528 How to. 제 24항에 있어서, 아미노산 잔기가 잔기 Met343, Met421, His 524, Leu525 및 Met528에 상응함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 24, wherein the amino acid residues correspond to residues Met343, Met421, His 524, Leu525, and Met528. 제 24항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체, 티로이드 수용체, 레티노이드 수용체, 글루코코르티코이드 수용체, 프로제스틴 수용체, 미네랄로코르티코이드 수용체, 안드로젠 수용체, 퍼록시좀 수용체, 및 비타민 D 수용체로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.25. The nuclear receptor of claim 24, wherein the nuclear receptor is selected from the group consisting of estrogen receptor, thyroid receptor, retinoid receptor, glucocorticoid receptor, progestin receptor, mineralocorticoid receptor, androgen receptor, peroxysome receptor, and vitamin D receptor. How to. 제 26항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체임을 특징으로 하는 방법.27. The method of claim 26, wherein the nuclear receptor is an estrogen receptor. 제 27항에 있어서, 에스트로젠 수용체가 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 27, wherein the estrogen receptor is estrogen receptor α. 핵 수용체 활성의 조절이 필요한 동물에게, 충분량의 관심있는 핵 수용체의 리간드 결합 도메인내로 공간적 및 우선적으로 합치되는 화합물을 투여함으로써 포유동물에서 핵 수용체 활성을 조절하는 방법으로서, 화합물이 인간 에스트로젠 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528의 잔기에 상응하는 하나 이상의 아미노산 잔기를 변형시키도록 설계된 화합물인 방법.A method of modulating nuclear receptor activity in a mammal by administering to an animal in need of modulation of nuclear receptor activity a mammal that is spatially and preferentially incorporating into the ligand binding domain of the nuclear receptor of interest a compound wherein the compound is a human estrogen receptor α Met343. , Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, and a compound designed to modify one or more amino acid residues corresponding to the residues of Metu. 제 29항에 있어서, 하나 이상의 아미노산 잔기가 잔기 Met343, Met421, His 524, Leu525 및 Met528에 상응함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 29, wherein the one or more amino acid residues correspond to residues Met343, Met421, His 524, Leu525, and Met528. 제 29에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체, 티로이드 수용체, 레티노이드 수용체, 글루코코르티코이드 수용체, 프로제스틴 수용체, 미네랄로코르티코이드 수용체, 안드로젠 수용체, 퍼록시좀 수용체, 및 비타민 D 수용체로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.30. The nuclear receptor of claim 29, wherein the nuclear receptor is selected from the group consisting of estrogen receptor, thyroid receptor, retinoid receptor, glucocorticoid receptor, progestin receptor, mineralocorticoid receptor, androgen receptor, peroxysome receptor, and vitamin D receptor. How to. 제 31항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체임을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the nuclear receptor is an estrogen receptor. 제 32항에 있어서, 에스트로젠 수용체가 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 방법.33. The method of claim 32, wherein the estrogen receptor is estrogen receptor α. 장치 해독성 데이터로 엔코딩된 데이터 저장 물질을 포함하는 장치 해독성 데이터 저장 매체로서, 데이터 저장 물질이 데이터의 사용 명령이 프로그래밍된 장치를 사용하는 경우에 인간 에스트로젠 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 및 Met528에 상응하는 아미노산의 구조 좌표를 포함하는 핵 수용체 리간드 결합 도메인에 결합된 화합물의 분자 복합체 또는 이것의 동족체의 3차원 그래픽을 디스플레이시킬 수 있는 매체.A device readable data storage medium comprising a data storage material encoded with device readable data, wherein the human estrogen receptor α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Three-dimensional graphics of molecular complexes of compounds bound to nuclear receptor ligand binding domains or their homologues comprising structural coordinates of amino acids corresponding to Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525 and Met528 Media that can be displayed. 제 34항에 있어서, 아미노산 잔기가 잔기 Met343, Met421, His 524, Leu525 및 Met528에 상응함을 특징으로 하는 매체.35. The medium of claim 34, wherein the amino acid residues correspond to residues Met343, Met421, His 524, Leu525, and Met528. 제 34에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체, 티로이드 수용체, 레티노이드 수용체, 글루코코르티코이드 수용체, 프로제스틴 수용체, 미네랄로코르티코이드 수용체, 안드로젠 수용체, 퍼록시좀 수용체, 및 비타민 D 수용체로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 매체.35. The nuclear receptor of claim 34, wherein the nuclear receptor is selected from the group consisting of estrogen receptor, thyroid receptor, retinoid receptor, glucocorticoid receptor, progestin receptor, mineralocorticoid receptor, androgen receptor, peroxysome receptor, and vitamin D receptor. Media to say. 제 36항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체임을 특징으로 하는 매체.37. The medium of claim 36, wherein the nuclear receptor is an estrogen receptor. 제 37항에 있어서, 에스트로젠 수용체가 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 매체.38. The medium of claim 37, wherein the estrogen receptor is estrogen receptor α. 제 34항에 있어서, 분자 복합체가 부록 1 및 부록 2에 나타난 구조 좌표의 세트로 정의되거나, 1.5Å이하의 아미노산의 골격 원자로부터의 제곱평균평방근 편차를 가지는 분자 복합체의 동족체로 정의됨을 특징으로 하는 매체.35. The molecular complex of claim 34, wherein the molecular complex is defined as a set of structural coordinates as shown in Appendix 1 and Appendix 2, or as a homologue of a molecular complex having a mean square root deviation from a skeletal atom of amino acids of less than 1.5 kHz. media. 제 1 세트 및 제 2 세트의 데이터의 이용을 위한 명령으로 프로그래밍된 장치를 사용하여, 제 2 세트의 장치 해독성 데이터와 결합된 경우에, 제 2 세트의 장치 해독성 데이터에 상응하는 구조 좌표의 일부 이상을 측정할 수 있는, 제 1 세트의 장치 해독성 데이터로 엔코딩된 데이터 저장 물질을 포함하는 장치 해독성 데이터 저장 매체로서,At least a portion of the structural coordinates corresponding to the second set of device readable data, when combined with the second set of device readable data, using a device programmed with instructions for use of the first and second sets of data. A device readable data storage medium comprising a data storage material encoded with a first set of device readable data, wherein 제 1 세트의 데이터가 부록 1 또는 부록 2에 기재된 좌표로 구성된 군으로부터 선택된 일부 이상의 구조 좌표의 푸리에 변환을 포함하고; 제 2 세트의 데이터가 분자 또는 분자 복합체의 X-선 회절 패턴을 포함하는 매체.The first set of data comprises a Fourier transform of some or more structural coordinates selected from the group consisting of the coordinates described in Appendix 1 or Appendix 2; And the second set of data comprises an X-ray diffraction pattern of the molecule or molecular complex. 제 40항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체, 티로이드 수용체, 레티노이드 수용체, 글루코코르티코이드 수용체, 프로제스틴 수용체, 미네랄로코르티코이드 수용체, 안드로젠 수용체, 퍼록시좀 수용체, 및 비타민 D 수용체로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 매체.41. The nuclear receptor of claim 40, wherein the nuclear receptor is selected from the group consisting of estrogen receptor, thyroid receptor, retinoid receptor, glucocorticoid receptor, progestin receptor, mineralocorticoid receptor, androgen receptor, peroxysome receptor, and vitamin D receptor. Media made. 제 41항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체임을 특징으로 하는 매체.42. The medium of claim 41 wherein the nuclear receptor is an estrogen receptor. 제 42항에 있어서, 에스트로젠 수용체가 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 매체.The medium of claim 42 wherein the estrogen receptor is estrogen receptor α. 리간드 결합 도메인에 결합된 작용제 및 핵 수용체의 보조활성제 결합부위에 결합된 분자를 포함하는, 2.03Å 이상의 간격으로 회절하는 핵 수용체 공결정.A nuclear receptor cocrystal diffracted at intervals of 2.03 μs or more comprising an agent bound to a ligand binding domain and a molecule bound to a coactivator binding site of a nuclear receptor. 제 44항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 공결정.The cocrystal of claim 44, wherein the nuclear receptor is an estrogen receptor α. 제 45항에 있어서, 인간 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 공결정.46. The cocrystal of claim 45, which is a human estrogen receptor α. 제 46항에 있어서, 분자가 펩티드임을 특징으로 하는 공결정.48. The cocrystal of claim 46, wherein the molecule is a peptide. 제 47항에 있어서, 펩티드가 NR 박스 아미노산 서열 또는 그의 유도체를 포함함을 특징으로 하는 공결정.48. The cocrystal of claim 47, wherein the peptide comprises an NR box amino acid sequence or derivative thereof. 핵 수용체의 리간드 결합 도메인에 결합된 길항제를 포함하는, 1.9Å 이상의 간격으로 회절하는 핵 수용체 공결정.A nuclear receptor cocrystal diffracted at intervals of 1.9 mm 3 or more, comprising an antagonist bound to the ligand binding domain of the nuclear receptor. 제 49항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 공결정.50. The cocrystal of claim 49, wherein the nuclear receptor is estrogen receptor α. 제 50항에 있어서, 인간 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 공결정.51. The co-crystal of claim 50 which is a human estrogen receptor α. 인간 수용체 에스트로젠 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528의 잔기에 상응하는 핵 수용체 LBD의 하나 이상의 아미노산 잔기가 리간드의 하나 이상의 제 1 화학 성분과 상호작용하는 핵 수용체 리간드를 설계하는 컴퓨터화된 방법으로서,Corresponds to the residues of human receptor estrogen α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, and Met528, preferably Met343, Met421 His524, Leu525 and Met528 A computerized method of designing a nuclear receptor ligand wherein one or more amino acid residues of the nuclear receptor LBD interact with one or more first chemical components of the ligand, 상호작용하는 아미노산과 제 1 화학성분 사이의 상호작용과 비교하여, 상호작용하는 아미노산과 제 2 화학성분 사이의 상호작용을 증가시키거나 감소시키는 구조를 지닌 제 2 화학성분을 생성시키기 위해, 제 1 화학 성분의 하나 이상의 화학적 변형을 선택하는 단계를 포함하는 방법.In order to produce a second chemical having a structure that increases or decreases the interaction between interacting amino acids and the second chemical, as compared to the interaction between interacting amino acids and the first chemical. Selecting one or more chemical modifications of the chemical component. 제 52항에 있어서, 하나 이상의 아미노산 잔기가 잔기 Met343, Met421, His 524, Leu525 및 Met528에 상응함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 52, wherein the one or more amino acid residues correspond to residues Met343, Met421, His 524, Leu525, and Met528. 제 52항에 있어서, 제 1 화학성분의 화학적 변형 후에, 상호작용하는 아미노산과 리간드 사이의 상호작용의 변화를 측정하는 것을 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.53. The method of claim 52, further comprising measuring a change in interaction between the interacting amino acid and the ligand after chemical modification of the first chemical component. 제 52항에 있어서, 화학적 변형이, 상호작용하는 아미노산과 제 1 화학성분과비교하여, 상호작용하는 아미노산과 제 2 화학성분 사이의 수소결합 상호작용, 전하 상호작용, 소수성 상호작용, 반 데르 발스 상호작용, 또는 양극성 상호작용을 증강시킴을 특징으로 하는 방법.53. The method of claim 52, wherein the chemical modification is hydrogen bond interaction, charge interaction, hydrophobic interaction, van der Waals between the interacting amino acid and the second chemical component in comparison to the interacting amino acid and the first chemical component. Interaction, or bipolar interaction. 제 52항에 있어서, 화학적 변형이, 상호작용하는 아미노산과 제 1 화학성분과비교하여, 상호작용하는 아미노산과 제 2 화학성분 사이의 수소결합 상호작용, 전하 상호작용, 소수성 상호작용, 반 데르 발스 상호작용, 또는 양극성 상호작용을 감소시킴을 특징으로 하는 방법.53. The method of claim 52, wherein the chemical modification is hydrogen bond interaction, charge interaction, hydrophobic interaction, van der Waals between the interacting amino acid and the second chemical component in comparison to the interacting amino acid and the first chemical component. Reducing interactions, or bipolar interactions. 제 52에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체, 티로이드 수용체, 레티노이드 수용체, 글루코코르티코이드 수용체, 프로제스틴 수용체, 미네랄로코르티코이드 수용체, 안드로젠 수용체, 퍼록시좀 수용체, 및 비타민 D 수용체로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.53. The nuclear receptor of claim 52, wherein the nuclear receptor is selected from the group consisting of estrogen receptor, thyroid receptor, retinoid receptor, glucocorticoid receptor, progestin receptor, mineralocorticoid receptor, androgen receptor, peroxysome receptor, and vitamin D receptor. How to. 제 57항에 있어서, 핵 수용체가 에스트로젠 수용체임을 특징으로 하는 방법.58. The method of claim 57, wherein the nuclear receptor is an estrogen receptor. 제 52항에 있어서, 에스트로젠 수용체가 에스트로젠 수용체 α임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 52, wherein the estrogen receptor is estrogen receptor α. 제 59항에 있어서 리간드가 작용제임을 특징으로 하는 방법.60. The method of claim 59, wherein the ligand is an agent. 제 60항에 있어서, 리간드가 17β-에스트라디올, 디에틸스틸베스트롤, 모제스트롤, 메소헥세스트롤, 코우메스트롤, △9-THC, o.p-DDT, 지아랄레논, 및 케폰으로 구성된 군으로부터 선백됨을 특징으로 하는 방법.61. The method of claim 60, wherein the ligand is from the group consisting of 17β-estradiol, diethylstilbestrol, magestrol, mesohexestrol, comethrol, Δ 9 -THC, op-DDT, giralenone, and kepon. A method characterized by being white. 제 61항에 있어서, 리간드가 17β-에스트라디올이고, 제 1 화학성분이 C6α, C7α, C12α, C15α, 및 C17α로 구성된 군으로부터 선택된 위치에 배치된 A' 고리의 유리 탄소임을 특징으로 하는 방법.62. The method of claim 61, wherein the ligand is 17β-estradiol and the first chemical is free carbon of the A 'ring disposed at a position selected from the group consisting of C6α, C7α, C12α, C15α, and C17α. 제 59항에 있어서, 리간드가 길항제임을 특징으로 하는 방법.60. The method of claim 59, wherein the ligand is an antagonist. 제 63항에 있어서, 리간드가 ICI 164,384 및 EM800으로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.64. The method of claim 63, wherein the ligand is selected from the group consisting of ICI 164,384 and EM800. 제 59항에 있어서, 리간드가 선택성 에스트로젠 수용체 조절제임을 특징으로 하는 방법.60. The method of claim 59, wherein the ligand is a selective estrogen receptor modulator. 제 65항에 있어서, 리간드가 타목시펜, 랄록시펜, 및 GW5638로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.66. The method of claim 65, wherein the ligand is selected from the group consisting of tamoxifen, raloxifene, and GW5638. 관심있는 핵 수용체의 리간드 결합 도메인과 공간적 및 우선적으로 합치되는 충분한 양의 리간드를 이를 필요로하는 포유동물에 투여함에 의해 핵 수용체 활성을 조절하는 방법으로서,A method of modulating nuclear receptor activity by administering to a mammal in need thereof a sufficient amount of ligand that is spatially and preferentially in agreement with the ligand binding domain of the nuclear receptor of interest, 리간드가 컴퓨터화된 방법에 의해 설계되며, 인간 에스트로겐 수용체 α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, 및 Met528, 바람직하게는 Met343, Met421 His524, Leu525 및 Met528에 상응하는 하나 이상의 핵 수용체 리간드 결합 도메인의 아미노산 잔기가 리간드의 제 1 화학 성분과 상호작용하고,The ligands are designed by computerized methods and the human estrogen receptors α Met343, Leu346, Ala350, Glu353, Leu384, Leu387, Leu391, Arg394, Phe404, Met421, Leu428, Gly521, His524, Leu525, and Met528, preferably Met343 Amino acid residues of at least one nuclear receptor ligand binding domain corresponding to Met421 His524, Leu525 and Met528, interact with the first chemical component of the ligand, 상호작용하는 아미노산과 제 1 화학 성분의 상호작용과 비교하여, 상호작용하는 아미노산과 제 2 화학 성분 사이의 상호작용을 증가시키거나 감소시키는 구조를 지닌 제 2 화학 성분을 생성시키기 위해, 제 1 화학 성분의 하나 이상의 변형을 선택하는 것을 포함하는 방법.To generate a second chemical component having a structure that increases or decreases the interaction between the interacting amino acid and the second chemical component as compared to the interaction of the interacting amino acid with the first chemical component Selecting one or more variations of the component. 제 67항에 있어서, 아미노산 잔기가 잔기 Met343, Met421, His 524, Leu525 및 Met528에 상응함을 특징으로 하는 방법.67. The method of claim 67, wherein the amino acid residues correspond to residues Met343, Met421, His 524, Leu525, and Met528. 제 67항에 있어서, 리간드가 길항제임을 특징으로 하는 방법.68. The method of claim 67, wherein the ligand is an antagonist. 제 67항에 있어서, 리간드가 작용제임을 특징으로 하는 방법.68. The method of claim 67, wherein the ligand is an agent. 제 70항에 있어서, 컴퓨터화된 방법으로 설계된 보조활성제 의사물질을 투여하는 것을 추가로 포함하는 방법으로서,71. The method of claim 70, further comprising administering a coagent active agent designed in a computerized manner, 인간 에스트로겐 수용체 α 헬릭스 3 잔기 Leu354, Val355, Met357, Ile358, Ala361 및 Lys 362, 헬릭스 4 잔기 Phe367, 헬릭스 5 잔기 Gln375 Val376, Leu379 및 Glu380, 헬릭스 6 잔기 Trp383, 및 헬릭스 12 잔기 Asp538, Leu539, Glu542, Met543 및 Leu544에 상응하는 핵 수용체 보조활성제 결합 부위의 하나 이상의 아미노산 잔기가 보조활성제 의사물질의 하나 이상의 제 1 화학 성분과 상호작용하며, 상호작용하는 아미노산과 제 1 화학 성분 사이의 상호작용과 비교하여, 상호작용하는 아미노산과 제 2 화학 성분 사이의 상호작용을 증가시키거나 감소시키는 구조를 지닌 제 2 화학 성분을 생성시키기 위해, 제 1 화학 성분의 하나 이상의 화학적 변형을 선택하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.Human Estrogen Receptor α Helix 3 residue Leu354, Val355, Met357, Ile358, Ala361 and Lys 362, Helix 4 residue Phe367, Helix 5 residue Gln375 Val376, Leu379 and Glu380, Helix 6 residue Trp383, and Helix 12 residue Asp538, Leu539, Glu542, One or more amino acid residues of the nuclear receptor coactivator binding site corresponding to Met543 and Leu544 interact with one or more first chemical components of the coactivator pseudo-material, compared to the interaction between the interacting amino acids and the first chemical component. Selecting one or more chemical modifications of the first chemical component to produce a second chemical component having a structure that increases or decreases the interaction between the interacting amino acid and the second chemical component. How to.
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