Σχεδιασμός και σύνθεση νέων αναστολέων των αμινοπεπτιδασών του ενδοπλασματικού δικτύου

Abstract

The oxytocinase subfamily of M1 aminopeptidases (ERAP1, ERAP2 and IRAP) located in the Endoplasmic Reticulum has a critical role in the production of antigenic peptides and indirectly regulates human adaptive immune responses. We have previously demonstrated that phosphinic pseudotripeptides can be potent inhibitors of these enzymes. The object of this thesis is: 1)The use of late-stage differentiation approaches for the stereoselective synthesis of phosphinic pseudotripeptides with various modifications at P1΄ position, aiming to find inhibitors with improved selectivity and in vivo activity profiles, conducting an extensive SAR study. In vitro enzymatic evaluation of the synthesized compounds revealed several potent nM inhibitors for all ERAPs and selective inhibitors mainly for ERAP2 and IRAP. These results are encouraging for further preclinical development of these inhibitors as regulators of adaptive immune responses 2)Τhe development of a novel, mild P-C bond forming reaction for the synthesis of phosphinic pseudodipeptides is presented in order to differentiate their N-terminus (P1 position), a key position in driving selectivity. At the next step the scope of the reaction was investigated, using a large variety of different substrates. In addition, a new mechanistic reaction pathway is formulated in conjunction with DFT calculations, which includes the formation of an active cyclic intermediate in the case of Η-phosphinic diacids. Finally, the final phosphinic dipeptides were evaluated as inhibitors of ERAPs

Η υποοικογένεια των ωκυτοκινασών των Μ1 αμινοπεπτιδασών (ERAP1, ERAP2 και IRAP) που εντοπίζεται στο Ενδοπλασματικό Δίκτυο έχει κρίσιμο ρόλο στην παραγωγή αντιγονικών πεπτιδίων και ρυθμίζει έμμεσα τις ανθρώπινες επίκτητες ανοσολογικές αποκρίσεις. Πρόσφατη μελέτη μας έδειξε πως τα φωσφινικά ψευδοτριπεπτίδια μπορούν να αποτελέσουν ισχυρούς αναστολείς των ενζύμων αυτών. H παρούσα διατριβή είχε ως αντικείμενο: 1)Tην χρήση συνθετικών μεθοδολογιών διαφοροποίησης τελικού σταδίου για την στερεοεκλεκτική παραγωγή μεγάλης ποικιλίας φωσφινικών ψευδοτριπεπτιδίων διαφοροποιημένων στην P1΄ θέση τους, με απώτερο στόχο την εύρεση αναστολέων με βελτιωμένο προφίλ εκλεκτικότητας και in vivo δραστικότητας, μετά από μια εκτενή μελέτη SAR. Η in vitro ενζυμική αξιολόγηση των συντιθέμενων ενώσεων φανέρωσε αρκετούς ισχυρούς αναστολείς της τάξεως των nM για όλες τις ERAPs και εκλεκτικούς αναστολείς κυρίως για τις ERAP2 και IRAP. Τα αποτελέσματα αυτά είναι ενθαρρυντικά για την περαιτέρω προκλινική ανάπτυξη των αναστολέων αυτών ως ρυθμιστών των επίκτητων ανοσολογικών αποκρίσεων 2)Την ανάπτυξη μιας νέας, ήπιας μεθόδου σχηματισμού δεσμού P-C φωσφινικών ψευδοδιπεπτιδικών κορμών με στόχο την διαφοροποίηση του αμινοτελικού άκρου τους (P1 θέσης), θέσης-κλειδί για την επίτευξη εκλεκτικότητας. Ακολούθησε η αξιολόγηση της γενικότητας της μεθόδου με χρήση ποικιλίας υποστρωμάτων στις θέσεις P1 και P1΄. Eπίσης, διατυπώνεται ένα νέο πιθανό μηχανιστικό μονοπάτι της αντίδρασης, με τη βοήθεια DFT υπολογισμών, που περιλαμβάνει τον σχηματισμό ενός δραστικού κυκλικού ενδιαμέσου στην περίπτωση των Η-φωσφινικών διοξέων. Τέλος, πραγματοποιήθηκε η αξιολόγηση των τελικών φωσφινικών διπεπτιδίων έναντι των ERAPs.