Rational design, synthesis and in vitro evaluation of cell-active chemical probes for bromodomain-containing proteins Alessandra

I bromodomains (BRDs) sono reader epigenetici capaci di riconoscere selettivamente residui di lisina acetilata su proteine istoniche e non istoniche. Attraverso questa attività, le proteine contenenti bromodomain sono coinvolte in diversi eventi cellulari, come il modellamento della cromatina e l’attivazione trascrizionale. Una delle famiglie più studiate e druggable di proteine contenenti bromodomain è quella delle Bromo and Extra Terminal domain (BET), i cui membri (BRD2, BRD3, BRD4, and BRDT) contengono due bromodomain con un elevato grado di omologia: BD1 and BD2. Nonostante siano stati individuati diversi ligandi, c’è ancora bisogno di identificare una nuova classe di composti con elevata potenza, selettività e attività in vivo. Questa Tesi di Dottorato è focalizzata sulla progettazione, la sintesi e la valutazione biofisica e biochimica di nuovi chemical probes per le proteine BET. Con questo scopo, sono stati utilizzati diversi approcci di drug design per ottenere diverse classi di composti. Applicando il bisubstrate approach, sono stati progettati e sintetizzati diversi ligandi bivalenti. Saggi biochimici e biofisici hanno permesso l’identificazione del composto 3 (EML896), come promettente ligando, capace di legare simultaneamente sia il dominio BD1 che BD2 delle proteine BET. Utilizzando il frozen analogue approach, il core diazobenzenico di alcuni ligandi a scaffold diazobenzenico, riportati in letteratura, è stato irrigidito, ottenendo un nucleo benzoimidazolico. Utilizzando questo scaffold, è stata disegnata una piccola libreria di che ha permesso l’identificazione del composto 15 (EML765) come il migliore della serie e con una buona selettività per BD1. Infine, all’Università di Dundee, l’attenzione è stata focalizzata su composti in grado di indurre la degradazione proteica. In particolar modo, sono stati disegnati e sintetizzati e testati in cellula, PROTACs (PROteolysis TArgeting Chimera) contenenti ligandi selettivi per BD1 e BD2.