title: Design und Synthese neuartiger Transkriptionsmodulatoren
title: Design and synthesis of novel transcriptional modulators
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Iking, Christian
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2024
Subjects: Chemistry &amp; allied sciences
Chemie
LBDD
Photoaffinitätsmarkierung
synthesis, Medicinal chemistry, Ligand-based drug design
Transcription factors
Hedgehog
Transkriptionsfaktoren
GLI antagonists, Peroxisome proliferator activated receptors
GLI Antagonisten
Signalweg
PAL
Liganden-basiertes Wirkstoffdesign
Photoaffinity labelling
Synthese
signalling pathway
Medizinalchemie, Liganden-basiertes Wirkstoffdesign
Peroxisom-Proliferator Aktivierte Rezeptoren
methyltransferases
Protein-Arginin-Methyltransferasen
Protein arginine

description: Im ersten Projekt (GANT-Projekt) sollten Strukturvorschläge aus einem phänotypischen Screening synthetisiert und auf die biologische Aktivität getestet werden. Nach Etablierung der Synthesen für die ausgewählten Testmoleküle, konnten diese, mit Ausnahme der Verbindung 1, erfolgreich synthetisiert werden. Die Ergebnisse stuften jedoch die meisten potenziellen Kandidaten als eher schlechte GLI-Inhibitoren ein. Bis auf den sehr potenten und literaturbekannten GLI-Antagonisten 39, zeigte lediglich Verbindung 6 ein geringes Hh/GLI-signaling. Aufgrund der Ergebnisse wurde letztendlich dieses Projekt zurückgestellt, um den beiden anderen Projekten der Dissertation den Vorzug zu lassen.


Im zweiten Projekt (Photoaffinitätsmarkierung von PPARβ/δ-Liganden) gelang aus synthetischer Perspektive, nach zuvor gescheiterten Versuchen, die Darstellung zweier aktiver PA-Liganden 68 und 69 (Abbildung 152) für die Photoaffinitätsmarkierung von PPARβ/δ durch Modifizierung der etablierten Syntheseroute. Die lichtempfindlichen Gruppen konnten late-stage eingeführt und durch den effektiven Einsatz der Schutzgruppen Chemie die Bildung von schwer trennbaren Regioisomeren unterbunden werden, was letzten Endes zum synthetischen Erfolg geführt hat. Leider war es nicht möglich, einen von beiden Liganden an das Protein zu binden, um im anschließenden Enzymverdau die gebundenen Peptide bis hin zu einzelnen markierten Aminosäuren zu identifizieren, um eine Bindungshypothese aufstellen zu können.


Im dritten Projekt (Neuartiger PRMT1-Modulator) wurde im virtuellen Screening die Substanz 80 als potenzieller PRMT4/6-Inhibitor gefunden. Im biologischen Assay war diese Verbindung inaktiv, zeigte allerdings wider Erwarten eine selektive und agonistische PRMT1-Aktivität. Im Rahmen dieses Projektes wurde die Struktur des initialen Hits 80 durch analytische Methoden wie der Massenspektrometrie sowie NMR-Spektroskopie vollständig aufgeklärt und die falsch postulierte Struktur revidiert. Zudem konnten einige sehr vielversprechende und potente Aktivatoren der PRMT1 synthetisiert werden, die sich strukturell von dem bis dato in der Literatur beschriebenen stark unterscheiden. Darunter sind drei Verbindungen (80, 115, und 128, siehe Abbildung 153), die sehr selektiv an die PRMT1 binden und zu einer Aktivierung führen. Durch die Ableitung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen ausgehend von dem initialen Hit 80 konnte in verschiedenen SERIEN gezeigt werden, dass für die Aktivität das planare Isochinolin-1,3(2H,4H)-dion-Grundgerüst, die Enamin-Partialstruktur sowie ein am Stickstoff substituiertes/alkyliertes Benzylamin essenziell ist. Die Verbindungen 193, 195, 200, 131 x HCl, 192 x
HCl, 202 sowie 184 x HCl sind hochaffine PRMT-Aktivatoren mit unterschiedlichem Selektivitätsprofil und führen zu einer gesteigerten Aktivität von 80-100% (Abbildung 154). Basierend auf der abgeleiteten SAR konnte ein vielversprechender Photoaffinitätsligand entworfen werden, der für die Aktivität notwendigen basischen Stickstoff trägt und dadurch die ersten Markierungsversuche ermöglichen würde. Eine erste Synthese verlief leider erfolglos, es konnte jedoch eine alternative Synthesesequenz erarbeitet werden. Bei erfolgreichem Experiment würden hilfreiche Informationen über den Bindungsmodus erhalten werden. Zum Zeitpunkt der Niederschrift dieser Dissertation wurden erste Versuche gestartet, um eine Röntgenkristallstruktur einiger potenter PRMT1-Aktivatoren zu erhalten. Diese Proteinkristallstrukturen würden, begleitend neben der Photoaffinitätsmarkierung, die Aufstellung einer Bindungshypothese erlauben und dadurch das Struktur-basierte Wirkstoffdesign eröffnen, um eine zielgerichtete Weiterentwicklung der entsprechenden Moleküle zu ermöglichen. Außerdem würde die Identifizierung des neuartigen Bindungsmodus die hit-to-lead-Optimierung zugänglich machen, um dadurch Ansatzpunkte für die Entwicklung klinisch nutzbarer PRMT1-Aktivatoren liefern.