Design und Synthese niedermolekularer Stabilisatoren von 14-3-3-vermittelten Protein-Protein-Interaktionen
ChREBP ist ein Transkriptionsfaktor, der durch Glucose aktiviert wird und eine entscheidende Rolle bei der Umwandlung von Kohlenhydraten in Fette im Lebergewebe spielt. Dabei ist ChREBP an der Entstehung verschiedener Erkrankungen beteiligt, kann jedoch durch Wechselwirkung mit dem sauren 14-3-3 Adapterprotein in seiner Funktion als Transkriptionsfaktor gehemmt werden. Die chemische Stabilisierung dieser PPI könnte daher einen attraktiven Ansatz zur Regulation der Transkriptionsaktivität und der damit einhergehenden Behandlung verschiedener Erkrankungen darstellen. Ein endogener Stabilisator der 14-3-3/ChREBP-Interaktion ist AMP. Ausgehend von der Struktur dieses Modulators konnten Virtual Screening Ansätze die Phosphophenolether-Substanz 12 mit einem EC50-Wert von 9.3 µM als vielversprechende Klasse niedermolekularer Stabilisatoren identifizieren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden chemische Derivatisierungen dieses initial hit 12 auf Grundlage strukturbasierter Überlegungen durchgeführt und im Zuge dieses Prozesses potentere, niedermolekulare 14-3-3/ChREBP-Stabilisatoren entwickelt. Ausgehend vom initial hit 12 konnten dabei insgesamt über 70 Phosphophenolether-Derivate systematisch synthetisiert und biochemisch evaluiert werden. Mit einer 10-fach verbesserten stabilisierenden Aktivität im submikromolaren Bereich erwies sich dabei der Einbau einer Difluormethylen-Einheit im Ethylen-Linker als besonders effektiv bei der Entwicklung neuartiger, Phosphonat-basierter niedermolekularer 14-3-3/ChREBP-Stabilisatoren.
The transcription factor ChREBP is activated by glucose and plays a crucial role in the conversion of carbohydrates into fatty acids in liver tissue. ChREBP is involved in the development of various diseases but its transcriptional activity can be inhibited by an interaction with the acidic 14-3-3 adapter protein. The chemical stabilization of this PPI may therefore represent an attractive approach for the regulation of its transcriptional activity and the development of novel treatment options for various diseases. An endogenous stabilizer of the 14-3-3/ChREBP interaction is AMP. Starting from this modulator, virtual screening approaches allowed the successful identification of the phosphophenol ether compound 12 that stabilized the 14-3-3/ChREBP interaction with an EC50 value of 9.3 µM and thus represent a promising starting point for the development of small molecule stabilizers of this PPI. In the present work, structure-guided chemical derivatizations of this initial hit 12 were performed that resulted in the generation of more potent small molecule 14-3-3/ChREBP stabilizers. Starting from the initial hit 12, a total of more than 70 phosphophenol ether derivatives were systematically synthesized and biochemically evaluated. With a 10-fold improvement of the stabilizing activity, leading to stabilizers in the submicromolar range, the incorporation of a difluoromethylene unit proved to be particularly effective in the development of novel, phosphonate-based small molecule 14-3-3/ChREBP stabilizers.