پروتئین کیناز ها

عوامل متعددی باعث ایجاد سرطان می شوند.

مثلا تولید بیش از اندازه یا فعالیت زیاد پروتیین کینازها میتواند باعث سرطان شود.

پروتئین کینازها در تکثیر سلولی زیاد مورد استفاده قرار می گیرند، می توانند پروتیین های دیگر را فسفریله کنند.

پروتیین کینازها دسته های مختلف دارند و به تعداد زیاد در سلول ها وجود دارند.

محل عمده فعالیت آن ها در سیتوپلاسم است.

این پروتیین ها دو نوع فعالیت دارند:

1-فعالیت به عنوان رسپتور 2-فعالیت به عنوان آنزیم

تیروزین کینازها، سرین-ترومین کینازها، هیستیدین کینازها از جمله پروتیین کینازهایی اند که معمولا داخل سلول استفاده می‌شوند. کوفاکتور این آنزیم ها ATP است که یک فسفات را از آن جدا کرده و روی ترکیب قرار می دهند و آن را مونوفسفریله می کنند.

ATP نیز بهADP تبدیل می شود.

تیروزین کیناز: گروه هیدروکسی ناحیه پارا در حلقه اسیدآمینه تیروزین، قابلیت فسفریله شدن دارد و توسط تیروزین کیناز فسفریله می شود.

سرین-ترونین کیناز: هیدروکسی سرین و ترومین نیز فسفریله می شود.(تفاوت سرین و ترومین،وجود یک گروه متیل اضافه در ترونین است)

در محل Active site این آنزیم،پروتیین به عنوان سوبسترا قرار می گیرد.محلی نیز وجود دارد که محل قرارگیری ATP است.

داروهای جدیدی که وارد بازار دارویی می شوند، محل اتصال ATP را هدف قرار داده اند.

این محل به گونه ای است که به ما امکان می دهد به طور اختصاصی تیروزین کینازخاصی را مهار کنیم و بقیه تیروزین کینازها تحت تاثیر نباشند. پس مهمترین محل، بایندینگ سایت ATP است.

این محل از پروتیین هایی تشکیل شده است که فضای هیدروفوبیک را ایجاد کرده اند.

یک بخش ریبوزپاکت دارد که محل قرار گیری ریبوزATP است.تری فسفات ATP خارج از این فضا و در سطح آنزیم قرار می‌گیرد.

تری فسفات می تواند با بعضی از یون های فلزی و اسیدآمینه های مثبت نیز ایجاد پیوند کند.

قسمت بازی ATP که پورین است،در انتهای بایندینگ سایت قرار می گیرد و می تواند با دو نوع پیوند هیدروژنی دونور و اکسپتور متصل شود.

در مقابل ریبوز پاکت، قسمتی به اسم هیدروفوبیک پاکت داریم که تاکنون مورد توجه زیادی نبوده است.

با تولید ترکیبات مهار کننده این بخش، داروهای جدیدتر می تواند طراحی شود.

در این بخش،اسیدآمینه هایی داریم که به آن ها اسیدآمینه های نگهبان می گویند که مانع حضور بقیه گروه ها در این بخش می شوند.

مهارکننده های تیروزین کیناز:

1-ترکیباتی که به فرم فعال آنزیم متصل می شوند.به محل قرارگیریATP متصل شده و مانع دسترسی ATP به این قسمت

می­شوند.

داروهایی مثل Gefitinib ،Erlotinib ،SU11248، Seliciclib در این گروه اند.

2-مهارکننده های نوع دوم به فرم غیرفعال آنزیم متصل شده و آن را Stable می کنند و از تبدیل فرم غیرفعال به فعال جلوگیری می‌کنند.

داروهایی مثل Imatinib، Nilotinib، Sorafenib، Vatalanib در این دسته اند.

دسته های 3و4و5 هم داریم که مورد بحث ما نیست.

Gefitinib (Iressa):

در ساختار این ترکیب سه بخش عمده داریم.یک حلقه کولنازولین داریم.

یک حلقه آنیلین به 4 تیازولین وصل شده است.

دو تا هالوژن در موقعیت 3و4 داریم.حلقه اشباع شده مورفولین نیز با یک لینکر متصل شده است.این ترکیب مهار کننده

EGF-R (رسپتور فاکتور رشد اپی درمال) است که این رسپتور،تیروزین کیناز است.

Lead compound که منجر به یافتن ترکیب بالا شد به شکل زیر است:

این ترکیب چند گروه مختلف دارد که حضور گروه هایی مثل آمین نوع دوم،گروه های الکترون دهنده متوکسی و گروه لیپوفیل متیل برای عملکرد آن ضروری است.این ترکیب به صورت In vitro اثر خیلی خوبی داشت اما به صورت In vivo اثر خوبی نداشت و IC50 آن 5نانومولار بود.

علت این بود که در بدن سریع متابولیزه می شد.برای رفع این مشکل ابتدا باید به نحوه متابولیسم آن توجه کنیم.

آنزیم های متابولیزه کننده این ترکیب، از دسته سیتوکروم ها هستند. با اکسید شدن این ترکیب توسط  سیتوکروم ها دو ترکیب ایجاد می شود:

1-متیل به صورت هیدروکسی متیل در می آید.  

2-درناحیه پارا نسبت به نیتروژن آمین

نوع دوم،گروه هیدروکسی قرار می گیرد. پس برای جلوگیری از متابولیسم،گروه متیل را برمی داریم و به جای آن کلر می گذاریم؛

کلر از لحاظ لیپوفیلیسیته شبیه متیل است، اما امکان متابولیزه شدن ندارد.درناحیه پارای نیتروژن نیز فلویور می گذاریم؛

زیرا HوF بیوایزواستر همدیگر هستند.

مولکولی در این مرحله به وجود می آید که فعالیت In vitro آن کاهش و فعالیت In vivo آن افزایش یافته است.

IC50 این ترکیب 9 نانومولار است.

حالا این ترکیب را با یک لینکر سه کربنه به حلقه مورفولیدین وصل می کنیم تا Gefitinib به دست آید.

حلقه مورفولیدین باعث افزایش حلالیت در آب می شود؛

زیرا نیتروژنی که در این ناحیه قرار دارد، در PH فیزیولوژیک بدن به  صورت مثبت دایمی در می آید و در قسمت اکتیو سایت به سمت بیرون قرار می گیرد.

 

این نیتروژن داخل سیستم به صورت مثبت  باقی می ماند و باعث تجمع نمک های آمین محلول در آب می شود.

نیازی به اتلاف انرژی برای خارج کردن مولکول های آب نداریم.

این ترکیب به محل اتصال ATP متصل می شود و گروه آنیلین اش در ناحیه هیدروفوبیک پاکت قرار می گیرد.