En un estudio reciente publicado en Revista de la Sociedad Química EstadounidenseLos investigadores presentan una biblioteca de estereopéptidos bicíclicos NTB de segunda generación.

Estancia: Inhibidores dirigidos a MYC generados a partir de una biblioteca de péptidos estereobicíclicos. Haber de imagen: Christoph Borgstedt/Shutterstock.com

Dirigido a MYC

MYC, un factor de transcripción implicado en la mayoría de los cánceres humanos, es un objetivo poco explorado en oncología debido a su naturaleza desordenada y su rápida renovación. A pesar de décadas de investigación, no existen tratamientos clínicamente aplicables dirigidos a MYC.

Un estudio reciente informó sobre NT-A1, un péptido dirigido a MYC que se produjo a partir de una biblioteca molecular utilizando una topología bicíclica semirreversible. La columna vertebral rígida de NT-A1 es sensible a las disposiciones espaciales del grupo funcional y permite la unión a MYC, lo que indica un paisaje distinto dentro del espacio químico tridimensional (3D).

Sobre el estudio

En este estudio, los investigadores desarrollaron una biblioteca diversa de péptidos bicíclicos estereotáxicos para explorar la región química tridimensional diversa más allá de la investigada utilizando construcciones NTA anteriores.

La reacción ROM-RCM se utilizó para ciclar la biblioteca en un solo paso. Esto dio como resultado un péptido bicíclico que podría linealizarse fácilmente para la secuenciación por espectrometría de masas en tándem mediante un proceso de manejo de análisis de un solo paso.

Esta biblioteca se utilizó para probar péptidos bicíclicos dirigidos a MYC que se unen al epítopo E363-R378. Al favorecer conformaciones favorables, los residuos de prolina pueden ayudar en el desarrollo de estructuras bicíclicas. Los componentes básicos racémicos Exo y Endo-norborneno se utilizaron para realizar un “escaneo de prolina” utilizando la secuencia peptídica modelo FIVAL.

Este enfoque ha sido validado mediante evaluación de tetrazina y degradación de la adicción o espectrometría de masas. Se realizaron simulaciones moleculares utilizando moléculas de agua y el péptido FIVAL para dilucidar el efecto de la isomería interna y externa sobre la diversidad estructural. El enfoque de ensamblaje dividido generó una biblioteca de proteínas bicíclicas utilizando moléculas de isómeros racémicos exo y endonorborneno para formar la estructura bicíclica utilizando moléculas de 17 aminoácidos como componentes básicos.

Se seleccionaron al azar 42 cuentas y luego se secuenciaron y ensartaron. La biblioteca de péptidos NTB se analizó en busca de aciertos moleculares asociados a MYC, seguido de la detección de la biblioteca con MYC E363-R378.

Se generaron grupos de isómeros exoracémicos y norborneno y se evaluó su eficacia de unión a MYC recombinante mediante ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas (ELISA). Utilizando ELISA competitivo, también se generaron y evaluaron los isómeros racémicos NT-B2-Exo y NT-B2-Endo para determinar sus asociaciones con MYC.

Se utilizó espectroscopia de dicroísmo circular basada en la temperatura para investigar los mecanismos detrás de las interacciones NT-B2-MYC. Los experimentos de cambio térmico celular en lisados ​​de células U87 mostraron que NT-B2R puede unirse a MYC en entornos biológicos complejos. Para probar si NT-B2R afecta directamente la actividad de MYC, se realizó la secuenciación de ARN (RNA-seq) de células U87, seguida de una evaluación de genes expresados ​​diferencialmente utilizando DESeq.

Resultados

NT-B2R suprimió eficazmente las actividades transcripcionales de MYC y la proliferación celular. Se utilizaron moléculas constructoras de éster alílico y norborneno para construir el andamio bicíclico. Esto condujo a la identificación de nuevos péptidos que se unen a MYC con afinidades submicromolares y sus actividades en células cancerosas. La posición del residuo de prolina afectó significativamente el rendimiento, y se eligió la segunda posición para una mayor investigación.

Las simulaciones moleculares atómicas revelaron que los ocho isómeros, clasificados en dos grupos según la selectividad de la región, adquirieron conformaciones estables en un tiempo de simulación de 1 s. Cada isómero mostró varios grupos conformacionales con direcciones únicas de fruncimiento de anillos.

La selección de la biblioteca generó ocho resultados correspondientes a 64 estructuras, la mayoría de las cuales tenían afinidades de unión a nivel micromolar con MYC. Utilizando ensayos de cambio térmico de proteínas, el equipo también verificó que NT-B2 podría unirse a MYC recombinante y afectar su estabilidad térmica.

La producción de NT-B2R produjo dos isómeros que diferían en los tiempos de retención, y el isómero dominante no se disociaba en condiciones de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Las capacidades de unión de los isómeros S y R a MYC diferían significativamente. Las simulaciones moleculares y los análisis posteriores revelaron que NT-B2R tiene mayor estabilidad que NT-B2S debido a menos conformaciones y mayores fuerzas del anillo interior.

NT-B2R se une a actividades reducidas de MYC, alterando así las propiedades térmicas de MYC al tiempo que promueve contactos directos entre los dos en un entorno de unión altamente complejo. La producción y fosforilación de MYC no se vieron afectadas por el tratamiento, lo que resultó en una disminución de las actividades metabólicas y de proliferación en las líneas celulares U87. El tratamiento con NT-B2R generó cambios transcripcionales significativos, con 1.322 genes aumentados y 704 genes disminuidos, lo que coincide con el papel de MYC como factor de transcripción maestro.

Conclusiones

Los resultados del estudio destacan la identificación de NT-B2R, un péptido bicíclico dirigido a MYC derivado de una biblioteca NTB estereogénica que utiliza procesos ROM-RCM y residuos moleculares de norborneno. La biblioteca, que carece de cadenas principales hidrofóbicas y anillos de triazol, abre una nueva área química.

A pesar de los desafíos para identificar resultados ópticamente puros, la biblioteca de péptidos NTB se puede utilizar para objetivos irresolubles y dilucidar la estereoidentidad a medida que avanzan las técnicas de separación quiral y las tácticas de síntesis estereoselectiva.