3.4 Inhibidores Azepánicos

3.4         Inhibidores Azepánicos

El grupo de Masjost y col. (37) han demostrado que el producto 33 es un potente inhibidor de Akt1 (IC₅₀ = 5 nM)(Figura 19) y por consiguiente posee propiedades antiproliferativas de células tumorales e induce apoptosis (37). Su uso como potencial agente terapéutico se ha visto limitado por su baja estabilidad en condiciones fisiológicas. Se ha determinado que posee una vida media inferior a un minuto en el plasma sanguíneo, debido a la acción de las hidrolasas que escinden el enlace éster que une el anillo azepánico con el resto benzofenónico. Una primera aproximación para solucionar este inconveniente es la sustitución del grupo funcional éster por un grupo amida, que le confiere a la molécula más resistencia a la hidrólisis. El producto 34 (Figura 19) es el sustrato análogo que incluye esta modificación. Su actividad es similar a la mostrada por el derivado 33, sin embargo, su vida media es de 69 horas en plasma sanguíneo de rata a 37ºC.

Figura 19.- Estructuras químicas y actividades inhibitorias de Akt1 de derivados azepánicos.

La estructura obtenida mediante difracción de rayos-X del producto de co-cristalización de 33 con PKA (Figura 20), revela las zonas de interacción entre los aminoácidos de la enzima con los componentes del sustrato y de la conformación que este último adopta en su asentamiento sobre el sitio de unión con ATP de la PKA. De la estructura se determina que el lugar de la proteína que originalmente es ocupado por la adenina, interacciona con el anillo de piridina del sustrato, donde el aminoácido Val123 forma un puente de hidrógeno OCNH···N con la piridina mediante el grupo amida de la cadena proteica. La zona que ocupa la ribosa está ahora alojando al anillo azepánico, donde los aminoácidos Glu170, Asn171 y Asp184 están formando puentes de hidrógeno con el grupo NH del anillo de siete miembros del sustrato.

Tomando en consideración estas observaciones, el grupo de Masjost y col. diseñaron y sintetizaron sustratos derivados del cabeza de serie 33, en los cuales incorporan además grupos funcionales no hidrolizables con la finalidad de aumentar la estabilidad frente a la hidrólisis (Figura 21) (37).

En los productos 35-38 (Figura 21) la unión entre los grupos azepánico y benzofenónico, se realiza mediante enlaces carbono (sp³) - heteroátomo (sp³)(N, O) o carbono (sp²) - carbono (sp²) como en el caso del producto 38. A diferencia de las uniones éster o amida, la naturaleza de estos enlaces confiere a los productos una alta resistencia a la hidrólisis y una mayor libertad de conformación en torno al enlace en cuestión, exceptuando el sustrato 38 que al ser un enlace doble C=C no posee igual libertad de rotación que los enlaces simples. Las actividades de estos sustratos son notablemente inferiores que las mostradas por los productos 33 y 34 (Figura 19), y sugieren que las propiedades basadas en la conformación desempeñan un papel importante en la actividad. Prueba de ello es el producto 38, que resultó ser el más activo de esta serie (IC₅₀= 160 nM), y cuya geometría y propiedades en cuanto a la conformación en torno al enlace que une los grupos en cuestión, son las que más se asemejan a la de los productos 33 y 34.

Figura 20.- Estructura de rayos X del complejo formado entre el derivado 33 y PKA (proteína quinasa A).

Figura 21.- Estructuras químicas de inhibidores de Akt1 azepánicos que incorporan grupos funcionales no hidrolizables como puente entre las unidades benzofenónica y azepánica.

A pesar de que las modificaciones realizadas confieren una alta estabilidad a las moléculas en medios fisiológicos, la posibilidad de desarrollar inhibidores optimizados que incluyan estas clases de uniones para los grupos azepánico y benzofenónico se ve opacada por la exagerada pérdida de actividad. La siguiente estrategia de modificación fue el reemplazo del grupo metoxilo, situado sobre uno de los anillos benzofenónico, por distintas aminas disustituidas y la eliminación del átomo de flúor (Figura 22) (38).

Figura 22.- Estructura química de inhibidores azepánicos

En los productos 39-41 (Figura 22), se ha fijado el grupo funcional amida como grupo de unión para el anillo azepánico y la unidad benzofenónica. Las actividades mostradas por los productos de esta serie fueron en torno a los 20 nM, exceptuando el producto 42 que fue dos veces menos potente. Estos valores no superan el mostrado por el análogo 34 (IC₅₀ = 4 nM). El efecto de eliminar el átomo de flúor y de reemplazar el grupo metoxilo por una amina dimetilada en el producto 34, es una pérdida de diez veces la potencia inhibitoria.

Esta clase de inhibidores de Akt1 son miméticos de la molécula de ATP y ejercen su actividad sobre el sitio de unión con ésta (37,38). Se destaca de estos productos la elevada actividad en la inhibición de Akt1, aunque no existen datos sobre su actividad inhibitoria en células.