Hybrid analogues of SFTI‐1 modified in P₁ position by β‐ and γ‐amino acids and N‐substituted β‐alanines

Abstract

A series of compounds containing either non-proteinogenic β-/γ-amino acids or N-substituted β-alanine residues (β-peptoid units) in P1 specificity position were synthesized based on the structure of sunflower trypsin inhibitor 1 (SFTI-1). The compounds were synthesized on a solid support; the N-substituted β-alanines (βNhlys and βNhphe) were introduced into a peptidomimetic chain via a two-step approach using acryloyl chloride and an appropriate primary amine. The inhibitory activities were characterized in vitro against bovine α-chymotrypsin or bovine β-trypsin. Three analogues displayed activity comparable to fully proteinogenic counterparts-monocyclic SFTI-1 and [Phe(5)]SFTI-1. Moreover, all active peptidomimetics were resistant toward proteolytic degradation, even after 24-h incubation at room temperature.

Sunflower Trypsin Inhibitor‐1 (SFTI‐1): Sowing Seeds in the Fields of Chemistry and Biology

“…Replacing P1 Lyswith b 3 hLys produced an inhibitor with potent activity against trypsin (K i = 0.4 nm), whereas substituting P1 Lysw ith b 3 hPhe generated ap otent chymotrypsin inhibitor (K i = 0.7 nm). [100] These inhibitors were resistant to hydrolysis,b ut introducing an additional methylene group into the backbone by substituting g-amino acids at P1 rendered the compounds inactive. [100] Another peptide engineering approach developed using SFTI-1 involves using templating strategies to constrain its secondary structure and generate protein epitope mimetics.…”

Der Sonnenblumen‐Trypsin‐Inhibitor 1 (SFTI‐1) in der Chemie und Biologie

“…Das Ersetzen von P1 Lysd urch b 3 hLys ergab einen Inhibitor mit starker Aktivitätg egen Tr ypsin (K i = 0.4 nm), während das Ersetzen von P1 durch b 3 hPhe einen starken Chymotrypsin-Inhibitor erzeugte (K i = 0.7 nm). [100] Diese Inhibitoren waren gegen Hydrolyse resistent, aber die Einführung einer zusätzlichen Methylengruppe in das Grundgerüst durch Substitution von g-Aminosäuren an P1 machte die Verbindungen inaktiv. [100] Ein anderer Peptid-Engineering-Ansatz, der unter Verwendung von SFTI-1 entwickelt wurde,u mfasst Te mplatstrategien, die verwendet werden, um seine Sekundärstruktur einzuschränken und Protein-Epitop-Mimetika zu erzeugen.…”

“…[100] Diese Inhibitoren waren gegen Hydrolyse resistent, aber die Einführung einer zusätzlichen Methylengruppe in das Grundgerüst durch Substitution von g-Aminosäuren an P1 machte die Verbindungen inaktiv. [100] Ein anderer Peptid-Engineering-Ansatz, der unter Verwendung von SFTI-1 entwickelt wurde,u mfasst Te mplatstrategien, die verwendet werden, um seine Sekundärstruktur einzuschränken und Protein-Epitop-Mimetika zu erzeugen. Beispielsweise wurde gezeigt, dass das Ersetzen des Pro-Asp-Gly-Segments von SFTI-1 durch ein d-Pro-l-Pro-Motiv eine stabile b-Haarnadelstruktur bewahrt.…”

Prospects for the design of new therapeutically significant protease inhibitors based on knottins and sunflower seed trypsin inhibitor (SFTI 1)

“…Преимуществами этого способа являются: 1) возможность включения в состав молекул ингибиторов остатков небелковых и неприродных аминокислот (например, норлейцина [96], a-гидроксиметил-аминокислот [97], b-и g-аминокислот и N-замещённых производных b-аланина [98], a-N-замещённых производных глицина [99][100][101][102] и других [100,103]); 2) возможность модификации S-S-мостиков вплоть до замены их иными связующими группами [102,[104][105][106][107]; 3) получение ациклических форм SFTI 1 и МСоTI-II [69,106,108,109]; 4) менее сложная, чем в случае выделения из биологического материала, процедура очистки (включающая, как правило, только две стадии ВЭЖХ -одну после синтеза пептидной цепи ингибитора, вторую -после формирования дисульфидных связей и/или циклизации), 5) возможность наработки больших количеств индивидуальных соединений.…”