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DE68901781T2 - Enzymsubstrate auf der basis neuer fettsaeureanaloge. - Google Patents

Enzymsubstrate auf der basis neuer fettsaeureanaloge.

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DE68901781T2
DE68901781T2 DE8989870019T DE68901781T DE68901781T2 DE 68901781 T2 DE68901781 T2 DE 68901781T2 DE 8989870019 T DE8989870019 T DE 8989870019T DE 68901781 T DE68901781 T DE 68901781T DE 68901781 T2 DE68901781 T2 DE 68901781T2
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DE
Germany
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acid
fatty acid
peptide
analogue
undecanoic
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DE8989870019T
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Steven Paul Adams
Jeffrey Ivan Gordon
Robert Otto Heuckeroth
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Research Corp Technologies Inc (ndgesd
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University of Washington
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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf neue Fettsäureanalogonsubstrate von myristylierenden Enzymen und insbesondere auf oxy- und thiosubstituierte Fettsäureanaloga, die bei der Fettsäureacylierung von Peptiden und Proteinen verwendbar sind.
  • Fettsäureacylierung von spezifischen eukaryotischen Proteinen ist ein gut etabliertes Verfahren, das zweckdienlich in zwei Kategorien unterteilt werden kann. Einerseits wird Palmitat (C&sub1;&sub6;) durch Ester- oder Thioesterbindung posttranslational, wahrscheinlich in der Golgi-Apparatur, an Membranproteine gebunden.
  • Andererseits ist es bekannt, daß Myristat (C&sub1;&sub4;) durch Amidbindung früh im Proteinbiosyntheseweg kovalent an lösliche und Membranproteine gebunden wird. Es ist bekannt, daß in den N- myristylierten Proteinen aminoterminale Glycinreste die Acylierungsstelle sind.
  • Es hat sich gezeigt, daß eine Reihe von viralen und zellulären Proteinen durch die kovalente Haftung von Myristat durch ein Amid gebunden an Glycin an ihren Aminotermini so modifiziert wird. Ein Beispiel eines am gründlichsten untersuchten myristylierten Proteins ist das transformierende Protein von Rous-Sarkom-Virus, p60v-src.
  • Die Myristylierungsreaktion kann wie folgt dargestellt werden: Myristylierungs/enzym
  • Weitere Hintergrundinformation über die obige Fettsäureacylierung von Protein kann durch Hinweis auf die folgende Reihe von Artikeln von Wissenschaftlern, die Mitglieder der Washington University School of Medicine sind, erhalten werden:
  • Towler und Glaser, Biochemistry 25, 878-84 (1986);
  • Towler und Glaser, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83, 2812-2816 (1986);
  • Towler et al., Glaser, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84, 2708-2712 (1987);
  • Towler et al., J.Biol.Chem. 262, 1030-1036 (1987), und
  • Towler et al., Ann.Rev.Biochem., im Druck (1988).
  • Außergewöhnliche synthetische Peptide mit relativ kurzen Aminosäuresequenzen, die als Substrate von myristylierenden Enzymen verwendbar sind, sind im US-Patent 4 740 588 beschrieben. Beispiele derartiger Peptide sind:
  • Gly-Asn-Ala-Ala-Ala-Ala-Arg-Arg und
  • Gly-Asn-Ala-Ala-Ser-Tyr-Arg-Arg.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind neue Fettsäureanalogonsubstrate für myristylierende Enzyme vorgesehen. Diese neuen Verbindungen sind oxy- und thiosubstituierte Fettsäureanaloga, die bei der Fettsäureacylierung von Proteinen verwendbar sind. Sie enthalten ein Sauerstoff- oder Schwefelatom anstelle einer Methylen-(CH&sub2;)-gruppe in einer Kohlenstoffstellung von 4 bis 13 in der Fettsäurekette einer C&sub1;&sub3;-C&sub1;&sub4;-Fettsäure oder eines Alkylesters hievon. Das Carboxylkohlenstoffatom wird hier auf Basis herkömmlicher Nomenklatur als Nr. 1 definiert. Bevorzugte Alkylester der Fettsäureanaloga weisen 1 bis 6 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe auf.
  • Diese neuen Substratverbindungen sind zum Untersuchen der Regulierung der Enzymwirkung bei der Fettsäureacylierung und der Rolle der N-Myristylierung in der Proteinfunktion verwendbar. Sie können als synthetische Substrate für die N-myristylierenden Enzyme in Quellen, wie Hefen, Weizenkeimlysaten und Säugerzellen, dienen. Diese neuen Verbindungen unterscheiden sich in der Hydrophobizität von Myristinsäure, obwohl sie ungefähr die gleiche Kettenlänge beibehalten. So sollten sie, wenn sie in Myristylproteine eingebaut werden, die anschließenden Wechselwirkungen des Acylproteins mit Membranen oder mit hydrophoben Proteinen ändern. Sie weisen auch potentielle Verwendung als antivirale oder antineoplastische Mittel auf.
  • Illustrative Beispiele der neuen oxy- und thiosubstituierten Fettsäureanalogonsubstratverbindungen dieser Erfindung sind:
  • A. 11-(Ethylthio)-undecansäure - CH&sub3;CH&sub2;S(CH&sub2;)&sub1;&sub0;COOH
  • B. 11-(Ethoxy)-undecansäure - CH&sub3;CH&sub2;O(CH&sub2;)&sub1;&sub0;COOH
  • C. 5-(Octylthio)-pentansäure - CH&sub3;(CH&sub2;)&sub7;S(CH&sub2;)&sub4;COOH
  • D. 11-(Methoxy)-undecansäure - CH&sub3;(CH&sub2;)&sub1;&sub0;COOH
  • E. 12-(Methoxy)-dodecansäure - CH&sub3;O(CH&sub2;)&sub1;&sub1;COOH
  • F. 5-(Octyloxy)-pentansäure - CH&sub3;(CH&sub2;)&sub7;O(CH&sub2;)&sub4;COOH
  • G. 10-(Propylthio)-decansäure - CH&sub3;(CH)&sub2;S(CH&sub2;)&sub9;COOH
  • H. 10-(Propoxy)-decansäure - CH&sub3;(CH&sub2;)&sub2;O(CH&sub2;)&sub9;COOH
  • I. 11-(1-Butoxy)-undecansäure - CH&sub3;(CH&sub2;)&sub3;O(CH&sub2;)&sub1;&sub0;COOH
  • J. 10-(2-Propinoxy)-decansäure - HC CCH&sub2;O(CH&sub2;)&sub9;COOH.
  • Für die obigen oxy- und thiosubstituierten Fettsäureanalogonsubstratverbindungen kann eine andere Nomenklatur verwendet werden. Beispielsweise kann die Verbindung A 12-Thiamyristinsäure, die Verbindung B 12-Oxymyristinsäure und die Verbindung J 13-in- 11-Oxymyristinsäure bezeichnet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung basieren die oxy- und thiosubstituierten Fettsäureanalogonsubstratverbindungen auf gesättigten C&sub1;&sub3;-C&sub1;&sub4;-Fettsäuren, wie durch die obigen Verbindungen A bis H exemplifiziert.
  • Die Verbindung I, die ein Fettsäureanalogon auf Basis einer gesättigten C&sub1;&sub6;-Fettsäure ist, ist weniger wirksam als die Analoga auf Basis von C&sub1;&sub3;-C&sub1;&sub4;-Fettsäuren.
  • In einer durch die obige Verbindung J illustrierten weiteren Ausführungsform basiert das Fettsäureanalogon auf einer ω-ungesättigten C&sub1;&sub4;-Fettsäure. Es wird angenommen, daß Ergebnisse, wie die mit der letzteren Verbindung erhaltenen, auch mit Fettsäureanaloga basierend auf Δ9,10 cis- und Δ9,10-trans-ungesättigten Fettsäuren, z.B. 12-Thiamyristoleinsäure und 12-Oxymyristelaidinsäure, erzielt werden können.
  • Die Herstellung der oxy- und thiosubstituierten Fettsäureanalogonsubstratverbindungen kann durch Verfahren analog der Herstellung von gemischten Ethern durch die Williamson-Synthese durchgeführt werden. So kann eine geeignete ω-Bromcarbonsäure mit einem Alkoholat oder einem Alkylthiol umgesetzt werden, um den oxysubstituierten Fettsäureether bzw. den thiosubstituierten Fettsäureether zu bilden.
  • Insbesondere können die Verbindungen der Erfindung durch Verfahren analog der Synthese von heteroatomsubstituierten Analoga von Stearinsäure, wie von Pascal und Ziering, J.Lipid Res. 27, 221-224 (1986), beschrieben, gebildet werden. Unter Anwendung dieser Methoden können die schwefelhaltigen Analoga durch die Kondensation geeigneter Alkylthiole und ω-Bromcarbonsäuren in Anwesenheit einer alkoholischen Base hergestellt werden. Dies kann durch die Herstellung der obigen Verbindung A wie folgt illustriert werden:
  • Ähnlich können die sauerstoffhaltigen Analoga durch Umsetzen der ω-Bromsäuren mit alkoholischer Base hergestellt werden. Dies kann durch die Herstellung der obigen Verbindung E wie folgt illustriert werden:
  • Br(CH&sub2;)&sub1;&sub1;COOH + CH&sub3;OH + KOH T CH&sub3;O(CH&sub2;)&sub1;&sub1;COOH + KBr + H&sub2;O
  • Andere oxy- und thiosubstituierte Fettsäureanalogonsubstratverbindungen der Erfindung können durch ähnliche derartige Methoden durch Selektieren geeigneter Alkyl- und Fettsäurekettenlängen in den Reaktantenverbindungen zum Bilden der gewünschten Produkte hergestellt werden. Beide Reaktionen des obigen Typs werden in organischem Lösungsmittelmedium bei Rückflußtemperaturen durchgeführt, bis die gewünschte Reaktion im wesentlichen beendet ist.
  • Obwohl spezifische Verfahren zur Herstellung der neuen Fettsäureanaloga hier beschrieben sind, ist es klar, daß die neuen Verbindungen dieser Erfindung nicht auf irgendein spezifisches Herstellungsverfahren beschränkt sind.
  • In einer typischen Verbindung dieser Erfindung, nämlich 11- (Ethylthio)-undecansäure, wurde gefunden, daß das Einführen der Thioethergruppe in die Fettsäurekette unerwartet und überraschenderweise deren Hydrophobizität und die Hydrophobizität der betreffenden Acylpeptide und Fettacylproteine senkt, aber dennoch die Fähigkeit intakt läßt, als Substrat für das Enzym Myristyl- CoA: Protein-N-myristyltransferase (NMT) zu wirken. Die Reinigung und Verwendung dieses Enzyms sind beispielsweise von Towler et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84, 2708-2712 (1987); J.Biol.Chem. 262, 1030-1036 (1987), beschrieben.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen endet, die den Gegenstand, der als die vorliegende Erfindung bildend angesehen wird, besonders herausstreichen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser zu verstehen ist, in welchen
  • Fig. 1 eine graphische Darstellung ist, die einen Vergleich der kinetischen Merkmale von Myristinsäure und 11-(Ethylthio)- undecansäure mit Weizenkeim-NMT zeigt. Myristyl-CoA und Fettsäureanalogon-CoA wurden durch Inkubieren der Fettsäure oder des Analogons mit CoA-, ATP- und CoA-Ligase erzeugt. Diese Reaktionsmischung wurde zu Weizenkeim-NMT und Gly-Asn-Ala-Ala-Ser- [¹²&sup5;J]Tyr-Arg-Arg in Anwesenheit von 0,03 % Triton X-100 zugesetzt. Die Reaktionsprodukte wurden durch Umkehrphasen-HPLC und γ-Zählung charakterisiert.
  • Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die C-18 Umkehrphasen-HPLC-Elutionsprofile von Myristyl-GNAASYRR[¹²&sup5;J] und 11- (Ethylthio)-undecanoyl-GNAASYRR[¹²&sup5;J] zeigt. Das Fettsäureanalogon-Acylpeptid eluierte 7 Minuten früher als das entsprechende Myristylpeptid. Das freie Peptid eluierte im Leervolumen (3 bis 5 Minuten).
  • Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen 1 bis 15 durch die Synthese und das Testen repräsentativer Verbindungen der Erfindung als Myristylierungsenzymsubstrate detaillierter erläutert. Demgemäß wird die Erfindung zunächst in den Beispielen 1 bis 5 durch die chemische Synthese eines schwefelhaltigen Analogons von Myristinsäure, nämlich 11-(Ethylthio)-undecansäure, CH&sub3;CH&sub2;-S- (CH&sub2;)&sub1;&sub0;COOH, illustriert, das dann in vitro als Weizenkeim-NMT- Substrat getestet wird. Weizenkeim-NMT ist ein Protein ähnlich Hefe-NMT. Die Reinheit und chemische Identität der synthetisierten Verbindung wurden unter Anwendung von ¹H- und ¹³C-NMR sowie Massespektroskopie geprüft. Die Untersuchung, die zum Charakterisieren der Substratspezifität von Weizenkeim-NMT verwendet wurde, mißt die Haftungsrate einer radiomarkierten Fettsäure an einem unmarkierten Peptid. Das synthetisierte Fettsäureanalogon war nichtradioaktiv. Das Peptid Gly-Asn-Ala-Ala-Tyr-Arg-Arg wurde mit Na[¹²&sup5;J] in Anwesenheit von Jodogen markiert. Die Reaktion wurde mit kaltem NaJ durchgeführt, um eine Peptidpopulation zu bilden, die am Tyr&sup6; gleichförmig jodiert war. Erste Versuche zeigten, daß das Fettsäureanalogon die kinetischen Merkmale des Peptidsubstrates nicht signifikant änderte: Km = 3 uM mit Myristinsäure, während Km = 7 uM mit 11-(Ethylthio)-undecansäure. Die scheinbare Höchstgeschwindigkeit ist 2,3-mal höher mit 11- (Ethylthio)-undecansäure als mit Myristinsäure. Das jodierte Peptid wurde bei Sättigungskonzentrationen für alle weiteren Versuche verwendet (40 uM).
  • Der CoA (Coenzym A)-Ester des schwefelhaltigen Analogons schien zumindest so gut als Substrat für Weizenkeim-NMT zu sein wie Myristyl-CoA selbst. Fig. 1 zeigt repräsentative Daten eines von drei Versuchen, wobei die kinetischen Merkmale von Myristat und des schwefelhaltigen Analogons mit Weizenkeim-NMT verglichen werden. Der Km-Wert für das Analogon ist 1,5-mal höher als für Myristat, während die Vmax für das Analogon 3,5-mal höher ist. Dieser Unterschied in Km und Vmax zwischen Analogon und Myristat wurde in jedem Versuch festgestellt. Die in vitro- Untersuchung auf NMT-Aktivität erfordert die enzymatische Erzeugung von Fettacyl-CoA. Da die Pseudomonas-Acyl-CoA-Ligase recht nicht- spezifisch ist [Shimizo et al., Anal.Biochem. 107, 193-198 (1980)] und im Überschuß verwendet wird, sollte sie Myristinsäure und 11- (Ethylthio)-undecansäure gleich gut in die entsprechenden CoA- Ester überführen. Es wird daher angenommen, daß die Daten die relative katalytische Effizienz von Fettacyl-CoA und Analogon-CoA für Weizenkeim-NMT darstellen.
  • Ähnliche Ergebnisse wurden unter Verwendung eines 11 000-fach gereinigten Präparats von Hefe-NMT erhalten [Towler et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84, 2708-2712 (1987)]. Km und Vmax für das Analogon waren von jenen der C14:0 Fettsäure nicht zu unterscheiden.
  • 11-(Ethylthio)-undecansäure weist ein weiteres interessantes Merkmal auf, von dem angenommen wird, daß es zur Untersuchung der biologischen Rolle von Protein-N-Myristylierung nützlich ist - ihre Hydrophobizität ist nämlich von jener von Myristinsäure signifikant verschieden. Dieser Unterschied war evident, als die HPLC-Elutionsmerkmale von Fettacylpeptiden geprüft wurden. Die Elutionszeit eines besonderen Acylpeptids hängt stark von der Peptidsequenz sowie der an diesem Peptid haftenden Acylkette ab. Beispielsweise sind die Elutionszeiten von Fettacylderivaten von GNAAAARR (in Minuten) Decansäure 9, Dodecansäure 18, Myristinsäure 24 und Palmitinsäure 30. Die Elutionszeiten für Fettacylderivate von GNAAS[¹²&sup5;J]YRR sind 23 bzw. 28 Minuten für C&sub1;&sub2;- bzw. C&sub1;&sub4;- Fettsäure (Fig. 2). 11-(Ethylthio)-undecanoyl-GNAAS[¹²&sup5;J]YRR eluierte 7 Minuten früher als das entsprechende Myristylpeptid (Fig. 2). Dies läßt vermuten, daß die Substitution eines Kohlenstoffatoms durch ein Schwefelatom im Gerüst der Fettsäurekette (zumindest in Stellung 12) eine Wirkung ähnlich der Verkürzung der Kettenlänge der Fettsäure um zwei Kohlenstoffatome hat. Eine derartige Änderung könnte die biologische Wirksamkeit von Myristylproteinen ändern.
  • Beispiel 1: Synthese von 11-(Ethylthio)-undecansäure
  • 1 g (3,77 mMol) 11-Bromundecansäure (Aldrich) wurden einer Lösung von 0,279 ml (3,77 mMol) Ethanthiol (Aldrich) und 0,486 g (8,66 Mol) Kaliumhydroxid in 40 ml absolutem Ethanol zugesetzt und 5 h unter einer Stickstoffatmosphäre am Rückfluß gehalten. Nach Abkühlen und Ansäuern mit HCl wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wobei ein weißer Feststoff erhalten wurde. Der Feststoff wurde in Ethylacetat gelöst und mit Wasser extrahiert. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet und filtriert und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Das Produkt wurde durch Kieselerdesäulenchromatographie unter Anwendung steigender Konzentrationen von Ethylacetat in Hexan für Elution gereinigt. Das Produkte eluierte bei 25 % Ethylacetat/Hexan. Das Lösungsmitel wurde unter vermindertem Druck entfernt, wobei 76 mg (8 %) 11-(Ethylthio)-undecansäure erhalten wurden, Fp. 58-61ºC.
  • ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) δ 1,24 (t, 3H, J=7,4, CH&sub3;), 1,20-1,40 (bm, 12H, Methylenhülle), 1,48-1,67 (bm, 4H, S-CH&sub2;- COO-CH&sub2;- ), 2,33 (t, 2H, J=7,5 -COOH), 2,49 (t, 2H, J=7,4, S- -CH&sub3;), 2,51 (q, 2H, J=7,4, S- -CH&sub3;), 10,5 (br, 1H, COOH); ¹³C-NMR (75,4 MHz, CDCl&sub3;) δ 14,88, 24,70, 25,98, 28,97, 29,08, 29,24*, 29,38, 29,48, 29,69, 31,73, 34,11, 180,05; MS, m/z 246 (M&spplus; 50), 217 [COOH(CH&sub2;)&sub1;&sub0;S&spplus;, 7], 199 (100), 181 (7), 167 (7), 149 (6), 117 (7), 101 (9), 97 (9), 87 (14), 83 (18), 75 (54), 69 (29), 62 (18), 55 (37).
  • Beispiel 2: Herstellung von Gly-Asn-Ala-Ala-Ser-[¹²&sup5;J]-Tyr-Arg-Arg
  • In einem typischen Versuch wurden 100 ul eines 2 mg/ml Vorrates (ungefähr 2 mM) des Peptids Gly-Asn-Ala-Ala-Ser-Tyr-Arg-Arg mit NaoH auf pH 7,4 eingestellt und mit PSB (30mM Natriumphosphat, pH 7,5, 150 mM NaCl) auf 0,5 ml verdünnt. Diese Lösung wurde einem jodogen (Pierce)-beschichteten Polypropylenrohr zugesetzt und mit trägerfreiem Na¹²&sup5;J (400 uCi) 15 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. Kaltes NaJ wurde dann auf eine Endkonzentration von 2 mM zugesetzt und die Inkubation weitere 15 min fortschreiten gelassen. Die Reaktionsmischung wurde auf eine Einweg-Octadecyl (C&sub1;&sub8;)-Säule (Baker) aufgebracht, die mit 0,05 % Trifluoressigsäure in Wasser voräquilibriert worden war. Na¹²&sup5;J wurde durch Waschen der Säule mit 10 Volumina 0,05 % Trifluoressigsäure/Wasser entfernt. Das Peptid wurde dann mit 25 % Acetonitril/0,05 % Trifluoressigsäure/Wasser eluiert und das Lösungsmittel unter einem Stickstoffstrom entfernt. Das jodierte Peptid wurde in Wasser bei einer Endkonzentration von 2 mg/ml erneut suspendiert. Die spezifische Aktivität des Peptids betrug 100 000 cpm/nMol.
  • Beispiel 3: Partielle Reinung von NMT aus Weizenkeimen
  • Verfahren, früher von Towler et al., J.Biol.Chem. 262, 1030- 1036 (1987), für Hefe-NMT entwickelt, wurden für Weizenkeim-NMT- Reinigung mit leichten Modifizierungen angewandt. Alle Schritte wurden, wenn nichts anderes angegeben, bei 4ºC durchgeführt. Protein wurde durch die Methode von Bradford, Anal.Biochem. 72, 248-254 (1986), gemessen. Die NMT-Aktivität wurde, wie von Towler und Glaser, Biochemistry 25, 878-884 (1976), unter Verwendung eines synthetischen Peptids Gly-Ser-Ser-Lys-Ser-Lys-Pro-Lys, das von der N-terminalen Sequenz von p60v-src stammt, untersucht. Dieses Peptid wurde auf Grund seiner höheren Stabilität in rohen Enzymfraktionen im Vergleich mit anderen Peptidsubstraten verwendet. 750 ml Puffer A (20 mM N-2-Hydroxyethylpiperazin-N'-2- ethansulfonsäure, pH 7,6, 100 mM Kaliumacetat, 1 mM Magnesiumacetat, 2 mM Calciumchlorid, 1 mM DTT), auf 4ºC vorgekühlt, wurden zu 300 g ungerösteten Weizenkeimen zugesetzt. Die Aufschlämmung wurde 15 s in einem Waring-Mischer homogenisiert. Die Probe wurde dann 20 min bei 27 500 x g zentrifugiert. Der resultierende Überstand wurde durch Gaze filtriert und über Nacht in einem Amicon-Konzentrator mit einer YM30-Membran konzentriert. N-2- Hydroxyethylpiperazin-N'-2-ethansulfonsäure (pH 7,6) wurde auf eine Endkonzentration von 0,1 M zugesetzt. Folgende Ammoniumsulfatfraktionierung wurde durchgeführt, wie von Towler et al., J.Biol.Chem. 262, 1030-1036 (1987), beschrieben. Nach erneutem Suspendieren der 25 bis 50 % Fraktion in Puffer B (50 mM Tris-HCl, pH 7,4, 1 mM DTT, 0,1 mM EGTA, 1 ug/ml jedes der Peptidproteaseinhibitoren Aprotinin, Sojabohnentrypsininhibitor, Leupeptin und Pepstatin) wurde die Probe gegen drei Wechsel von Puffer B (4 l pro Austausch) dialysiert. Die Probe wurde dann vierfach verdünnt und 10 min bei 11 750 x g zentrifugiert. Eine aliquote Menge des Überstandes (90 ml von 420 ml) wurde (bei 200 ml/h) auf eine 5 x 23 cm DEAE-Sepharose CL-6B-Säule (Pharmacia P-L Biochemicals), voräquilibriert mit Puffer C (20 mM Tris-HCl, pH 8, 1 mM DTT) aufgebracht. Die Säule wurde nacheinander mit einem Säulenvolumen Puffer C plus 0, 50, 100 oder 200 mM NaCl gewaschen. Material mit der höchsten spezifischen Aktivität eluierte in der 100 mM NaCl- Wäsche (Fraktionen 59 bis 72) und wurde für weitere Reinigung verwendet. Nach Einengen auf etwa 40 ml mit einer YM30-Membran wurde diese Fraktion gegen Puffer D (10 mM Tris-HCl, pH 7,4, 1 mM DTT, 0,1 mM EGTA) plus den oben angegebenen Peptidproteaseinhibitoren dialysiert (2 x 2 l). Danach wurde sie einer 5 ml Aufschlämmung vom Typ V AG-CoA (CoA-Agaroseaffinitätsmatrix; Pharmacia P-L Biochemicals), voräquilibriert mit Puffer D plus Proteaseinhibitoren, zugesetzt. Nach 5 h kontinuierlichem Mischen wurde die Suspension in eine 2,5 cm hohe Säule mit einem Durchmesser von 1,5 cm gegossen und mit drei Säulenvolumina Puffer D gewaschen. Danach folgten aufeinanderfolgende schrittweise Elutionen mit 100, 200 oder 500 mM KCl in Puffer D (jeweils 3 Säulenvolumina). NMT- Aktivität eluierte in den 200 und 500 mM KCl-Wäschen. Diese Fraktionen wurden vereinigt, gegen Puffer E (10 mM Kaliumphosphat, pH 7,4, 1 mM DTT) dialysiert und auf eine Bio-Gel HTP-Säule (5 g Hydroxylapatit; Bio-Rad), wie von Towler et al., J.Biol.Chem. 262, 1030-1060 (1987), beschrieben, aufgebracht. NMT-Aktivität wurde mit 200 mM Kaliumphosphat eluiert. Diese Fraktion wurde konzentriert und mit Puffer D unter Verwendung von Centricon-30- Mikrokonzentratoren (Amicon) dialysiert. Partiell gereinigte NMT wurde bei 4ºC als eine 77 mg/ml Proteinlösung gelagert und nach geeigneter Verdünnung für sämtliche weitere Charakterisierung verwendet. (DTT = DL-Dithiothreitol; EGTA = Ethylenglykol-bis-(β- aminoethylether)-N,N,N' ,N'-tetraessigsäure).
  • Die Reinigungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle I Partielle Reinigung von Weizenkeim-NMT Fraktion Volumen* (ml) Proteinkonzentration (mg/ml) spezifische Aktivität (Einh.**/mg) fache Reinigung % Ausbeute Anfangsextrakt 25-50 % Ammoniumsulfatfraktion DEAE-Säule CoA-Säule Hydroxyapatitsäule * Volumina des Anfangsextraktes und der in dieser Tabelle angegebenen Ammoniumsulfatfraktion sind 20 % der bei diesen Reinigungsstufen tatsächlich verwendeten Volumina, da nur 20 % der Probe für nachfolgende Reinigungsschritte verwendet wurden. ** Eine Aktivitätseinheit wird als 1 pMol gebildetes Acylpeptid/min definiert.
  • Beispiel 4: Charakterisierung von partiell gereinigter Weizenkeim-NMT
  • Tests auf NMT-Aktivität wurden unter Anwendung eines von Towler und Glaser, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83, 2812-2816 (1986), früher detailliert angegebenen Verfahrens durchgeführt. Kurz gesagt, mißt die in vitro-Untersuchung den Transfer von radiomarkierter Fettsäure von Acyl-CoA zu einem synthetischen Peptidsubstrat. Das Acylpeptidprodukt wird durch Umkehrphasen-HPLC identifiziert. Zeit- und Enzymabhängigkeit wurden durch Variieren der Reaktionszeit oder der Enzymkonzentration bewertet. Es wurde gefunden, daß eine Reaktionszeit von 10 min im linearen Bereich für Produktbildung war (Daten nicht gezeigt). Fettsäurespezifität wurde geprüft, im wesentlichen wie von Towler et al., J.Biol.Chem. 262, 1030-1036 (1987), beschrieben, ausgenommen daß das Peptid Gly-Ser-Ser-Lys-Ser-Lys-Pro-Lys anstelle von Gly-Asn-Ala-Ala-Ala- Ala-Arg-Arg verwendet wurde, um Palmitat- und Myristatverwertung durch Weizenkeim-NMT zu vergleichen. Dies war auf Grund der Anwesenheit eines großen, peptidunabhängigen Peaks notwendig, das mit einem Palmitoyl-Gly-Asn-Ala-Ala-Ala-Ala-Arg-Arg-Standard coeluierte. [³H]Palmitat und [³H]Myristat wurden in diesem Vergleich verwendet. [¹&sup4;C]Fettsäuren wurden zum Vergleichen von C&sub1;&sub0;-, C&sub1;&sub2;-und C&sub1;&sub4;-Kettenlängen verwendet. Fettacyl-CoA-Konzentrationen in diesen Untersuchungen wurden durch eine Modifizierung der Methode von Hosaka et al., Methods Enzymol. 71, 325-333 (1981), bestimmt.
  • Beispiel 5: Charakterisierung des Fettsäureanalogonons
  • Gly-Asn-Ala-Ala-Ser-[¹²&sup5;J]-Tyr-Arg-Arg, wie im obigen Beispiel 2 hergestellt, wurde in einem in vitro-Myristylierungssystem getestet, das gegenüber dem mit radiomarkierten Fettsäuren verwendeten modifiziert wurde. Um den Km-Wert des Peptids mit Myristinsäure und dem Thioetheranalogon als Substrate zu bestimmen, wurden kaltes Myristat und 11-(Ethylthio)-undecansäure im Acyl- CoA-Erzeugungssystem [Towler et al., J.Biol.Chem. 262, 1030-1036 (1987); Towler und Glaser, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83, 2812-2816 (1986)] bei einer Endkonzentration von 5 uM verwendet. 20-mal mehr Weizenkeim-NMT (480-fach gereinigt wie im obigen Beispiel 3) wurde für diese Untersuchungen verwendet wie für Untersuchungen, die [³H]Myristat verwendeten. Es wurde gefunden, daß diese Menge von NMT im linearen Bereich von Enzymkonzentration ist (Daten nicht gezeigt). Doppelte reziproke graphische Darstellungen wurden für das jodierte Peptid sowohl mit Myristinsäure als auch dem Schwefelanalogon durch Ändern der Peptidkonzentration in Anwesenheit einer konstanten Menge von Fettsäure oder Analogon erzeugt. Zur Bestimmung des Km-Wertes von 11-(Ethylthio)- undecansäure und kalter Myristinsäure als deren CoA-Ester wurden Sättigungskonzentrationen von jodiertem Peptid (40 uM) verwendet und die Höhe der Fettsäure oder des Analogons variiert. Die Untersuchungen enthielten 0,03 % Triton X-100, um die Löslichkeit der Fettsäuren aufrechtzuerhalten. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 gezeigt.
  • Andere illustrative Beispiele der oxy- und thiosubstituierten Fettsäureanalogonsubstratverbindungen der Erfindung wurden in den Beispielen 6 bis 14 synthetisiert und in Beispiel 15 als Substrate für die Hefe-NMT getestet. Ein Vergleich der kinetischen Merkmale dieser Analogonsubstrate unter Verwendung von Myristinsäure als Standard ist in Tabelle II angegeben.
  • Für diese Beispiele ist jedes synthetisierte Analogon durch ¹H- und ¹³C-NMR sowie Massespektroskopie charakterisiert. Die Analoga sind dann als NMT-Substrate kinetisch charakterisiert. Kurz gesagt, werden Fettsäureanaloga mit Pseudomonas CoA-Ligase in ihre CoA-Ester überführt und mit dem jodierten Peptid GNAAS[¹²&sup5;J]YRR und einer Quelle von NMT inkubiert. Km und Vm des Peptids werden zuerst durch variierende Peptidkonzentration mit Fettsäureanalogon bei 15 uM (im allgemeinen eine Sättigungskonzentration) bestimmt. Das radiomarkierte Peptid wird dann bei Konzentrationen, die zu 50 % Enzymsättigung (d.h. bei seinem Km) führen, zur Bestimmung der kinetischen Merkmale des Fettsäureanalogons verwendet. Repräsentative Analoga mit Schwefel oder Sauerstoff im Gerüst der Fettsäurekette dienen als gute Substrate für NMT in vitro und konkurrieren um den Einbau von ³H-markiertem Myristat in Hefeproteine in vivo. Außerdem unterscheiden sich diese Analoga markant in der Hydrophobizität von Myristat, wie sowohl durch C&sub1;&sub8;-Umkehrphasen-HPLC-Elutionsprofile als auch durch 2-Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten gemessen. Das Analogon CH&sub3;O(CH&sub2;)&sub1;&sub1;COOH beispielsweise verteilt sich in Wasser 20-mal besser als Myristat. Es wird angenommen, daß diese Analoga in Säugeracylproteine in vivo eingebaut werden und daß ihr Einbau in diese Proteine Proteinbehandlung oder -zielsetzung drastisch ändert. Es wird weiters angenommen, daß der Einbau von Fettsäureanaloga sowohl von Myristat als auch Palmitat in esterverknüpfte und phosphatidiylinositglycanverknüpfte Acylproteine deren Eigenschaften ebenfalls dramatisch ändert. Da viele Virusproteine und Onkogene acyliert sind, stellen diese Verbindungen eine neue Klasse von potentiellen antiviralen und antineoplastischen Mitteln dar.
  • Beispiel 6: Synthese von 11-(Ethoxy)-undecansäure
  • 2,25 g (8,47 mMol) 11-Bromundecansäure wurden einer Lösung von 2,15 g (38,3 mMol) Kaliumhydroxid in 20 ml absolutem Ethanol zugesetzt und 7 h am Rückfluß gehalten. Nach Abkühlen und Ansäuern mit HCl wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, wobei ein weißer Feststoff erhalten wurde. Die Probe wurde in Äthylacetat gelöst und mit Wasser extrahiert. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Das Produkt wurde durch Kieselerdesäulenchromatographie in 1 % Diethylether/0,3 % Ameisensäure/Methylenchlorid gereinigt. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt, wobei 680 mg (35 %) 11-(Ethoxy)-undecansäure erhalten wurden, Fp. 44-45,5ºC.
  • ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) δ 1,20 (t, 3H, J=7,0, CH&sub3;), 1,24-1,40 (bm, 12H, Methylenhülle), 1,52-1,68 (bm, 4H, O-CH&sub2;- ; -CH&sub2;-COOH), 2,34 (t, 2H, J=7,5, -COOH), 3,41 (t, 2H, J=6,8, O- -CH&sub2;), 3,48 (q, 2H, J=7,0, O- -CH&sub3;), 10,25 (br, 1H, COOH); ¹³C-NMR (75,4 MHz, CDCl&sub3;) δ 15,27, 24,75, 26,23, 29,11, 29,26, 29,40, 29,55*, 29,80, 34,12, 66,06, 70,76, 179,71; m/z 231 (M+H&spplus;).
  • Beispiel 7: A. Synthese von Methyl-6-thiotetradecanoat
  • 8,3 ml (22,1 mMol) n-Butyllithium wurden tropfenweise einer Lösung von 2,9 g (19,8 mMol) Octanthiol (1) in 198 ml trockenem THD bei 0ºC zugesetzt. Nach Rühren während 30 min bei 0ºC wurde eine Lösung von 4,2 g (21,6 mMol) Methyl-5-brompentanoat (2) in 43 ml trockenem THF tropfenweise zugesetzt und die erhaltene heterogene Mischung über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Mischung wurde konzentriert und der Rückstand zwischen Ether und gesättigtem NH&sub4;Cl aufgeteilt. Nach nochmaligem Extrahieren der wässerigen Schicht mit Ether wurden die vereinigten organischen Extrakte mit Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO&sub4;) und konzentriert. Reinigung durch Destillation bei vermindertem Druck (140 bis 145ºC bei 2 mMol) ergab 4,4 g (86 %) des Titelproduktes.
  • ¹H-NMR-Daten, δ 3,63 (s, 3H, OCH&sub3;), 2,48 (q, 4H, j=6,8 Hz, CH&sub2;-S- CH&sub2;), 2,30 (t, J=7,0 Hz, CH&sub2;CO&sub2;CH&sub3;), 1,78-1,48 (bm, 6H, CH&sub2;'s β zu Thio- und Estergruppen), 1,43-1,15 (bs, 1=, CH&sub2;'s), 0,85 (t, J=6,6 Hz, CH&sub2;); ¹³C-NMR-Daten: δ 173,7, 51,4, 33,5, 32,1, 31,7, 31,6, 29,6, 29,1 (2), 29,0, 28,8, 24,1, 22,5, 14,0.
  • B. Synthese von 5-(Octylthio)-pentansäure
  • 1,24 g (31,0 mMol) NaOH wurden einer Lösung von 4,25 g (16,3 mMol) Methyl-6-thiotetradecanoat in 55 ml trockenem Methanol zugesetzt und die erhaltene Mischung auf Rückfluß gebracht. Nach 5 h wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt, mit 100 ml Wasser verdünnt und mit 1 M HCl auf einen pH von 3 angesäuert. Diese angesäuerte Lösung wurde zweimal mit Äther extrahiert und die vereinigten organischen Extrakte wurden zweimal in Wasser und zweimal in Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO&sub4;) und konzentriert. Säulenchromatographie (Ethylacetat/Pentan, 1:9) des Rückstandes ergab 1,4 g (35 %) Produkt. ¹H-NMR-Daten, δ 2,46 (q, 4H, J=7,6 Hz, CH&sub2;SCH&sub2;), 2,33 (t, 2H, J=7,2 Hz, CH&sub2;CO&sub2;H), 1,75- 1,45 (bm, 6H, CH&sub2;'s β zu Thio- und Estergruppen), 1,38-1,15 (bs, 10H, CH&sub2;'s), 0,83 (t, 3H, J=6,6 Hz, CH&sub3;); ¹³C-NMR-Daten: 179,4, 33,5, 32,1, 31,8, 31,6, 29,7, 29,1 (2), 28,9 (2), 23,8, 22,6, 14,0; m/z (E1): 246, 145 (100 %), 115, 101, 88, 69.
  • Beispiel 8: Synthese von 11-(Methoxy)-undecansäure
  • 10,0 g (37,7 mMol) 11-Bromundecansäure wurden einer Lösung von 24,3 g (433 Mol) Kaliumhydroxid in 280 ml Methanol zugesetzt und 5 h am Rückfluß gehalten. Nach Abkühlen und Ansäuern mit HCl wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Die Probe wurde in Ethylacetat gelöst und mit Wasser extrahiert. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Das Produkt wurde durch Kieselerdesäulenchromatographie unter Verwendung steigender Konzentrationen von Ethylacetat in Hexanen für Elution gereinigt. Das Produkt eluierte in 25 % Ethylacetat in Hexanen. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt, wobei 200 mg (2,5 %) 11-(Methoxy)-undecansäure erhalten wurden, Fp. 31-32ºC. ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) δ 1,1-1,3 (bm, 12H, Methylenhülle), 1,45- 1,63 (bm, 4H, O- -CH&sub2;; -CH&sub2;-COOH), 2,34 (t, 2H, J=7,3 - COOH), 3,45 (s, 3H ), 3,50 (t, 2H, J=6,8, O- ), 10,70 (br, COOH); ¹³C-NMR (75,4 MHz, CDCl&sub3;) δ 24,64, 26,00, 29,00, 29,16, 29,29, 29,40, 34,00, 58,23, 72,81, 179,17; m/z 216 (M&spplus;).
  • Beispiel 9: Synthese von 12-(Methoxy)-dodecansäure
  • 2,0 g (7,16 mMol) 12-Bromdodecansäure wurden einer Lösung von 1,61 g (28,65 Mol) Kaliumhydroxid in 30 ml Methanol zugesetzt und 20 h am Rückfluß gehalten. Nach Abkühlen und Ansäuern mit HCl wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Die Probe wurde in Ethylacetat gelöst und mit Wasser extrahiert. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Das Produkt wurde durch Kieselerdesäulenchromatographie in 1 % Diethylether/0,3 % Ameisensäure/Methylenchlorid gereinigt, wobei 640 mg (39 %) 12-(Methoxy)- dodecansäure erhalten wurden, Fp. 45-47ºC.
  • ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) δ 1,20-1,45 (bm, 15H, Methylenhülle), 1,51-1,69 (bm, 4H, O-CH&sub2;- ; -CH&sub2;-COOH), 2,34 (t, 2H, J=7,4, -COOH), 3,34 (s, 3H, O-CH&sub3;), 3,38 (t, 2H, J=6,7, O- ), 10,99 (br, 1H, ); ¹³C-NMR (75,4 MHz, CDCl&sub3;) δ 24,75, 26,16, 29,10, 29,27, 29,38, 29,44, 29,53, 34,12, 58,50, 72,97, 179,70; m/z 231 (M+H&spplus;).
  • Beispiel 10: Synthese von 5-(Octyloxy)-pentansäure
  • 2 g (11,0 mMol) 12-Brompentansäure wurden einer Lösung von 2,48 g (44,2 Mol) Kaliumhydroxid in 20 ml 1-Octanol zugesetzt und 27 h bei 97ºC gerührt. Nach Abkühlen wurde das Produkt bei pH = 1 mit Ethylacetat und Wasser extrahiert. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel entfernt. 1- Octanol wurde durch Kurzweg- (Kugelrohr)-destillation (50 bis 70ºC, 0,5 mm Hg) entfernt. Um vollständige Spaltung des Octylesters zu gewährleisten, wurde der Rückstand 3 h mit Methanol/Wasser/KOH (50 %/50 %/2,5 g, 40 ml) bei 25ºC gerührt. 1-Octanol wurde in Ethylacetat bei pH = 12 extrahiert. 5-(Octyloxy)-pentansäure wurde nach Einstellen des pH mit HCl auf 1,5 aus der wässerigen Phase in Ethylacetat extrahiert. Nach Trocknen über Natriumsulfat wurde das Lösungsmittel bei vermindertem Druck entfernt. Kieselerdesäulenchromatographie in 10 % Ethylacetat/Hexan/0,3 % Ameisensäure ergab 235 mg (9 %) 5-(Octyloxy)-pentansäure, Fp. < 30ºC.
  • ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) &delta; 0,88 (t, 3H, J=6,6), 1,18-1,39 (bm, 10H, Methylenhülle), 1,48-1,77 (bm, 6H, CH&sub2;OCH&sub2; , CH&sub2;COOH), 2,39 (t, 2H, J=7,1, COOH), 3,34-3,49 (bm, 4H, O ), 10,66 (br, 1H, COOH); ¹³C-NMR (75,4 MHz, CDCl&sub3;) 14,18, 21,59, 22,73, 26,22, 29,03, 29,32, 29,51, 29,72, 31,89, 33,85, 70,22, 71,07, 179,55; m/z 231 (M+H).
  • Beispiel 11: Synthese von 10-(Propylthio)-decansäure
  • 1,0 g (3,98 mMol) 10-Bromdecansäure wurde einer Lösung von 0,893 g (15,9 mMol) Kaliumhydroxid in 30 ml 1-Propanthiol und 30 ml Methanol zugesetzt und 18 h bei 69ºC gerührt. Die Reaktionsmischung wurde nach Zusatz von 20 ml Wasser auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Nach Ansäuern auf pH = 1 und Extrahieren in Ethylacetat wurde die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel bei vermindertem Druck entfernt, wobei ein weißes kristallines Pulver erhalten wurde. Das Produkt wurde durch Kieselerdesäulenchromatographie in 8 % Ethylacetat/Hexan/0,3 % Ameisensäure und Umkristallisation aus Hexan gereinigt, wobei 210 mg (21 %) 10-(Propylthio)-decansäure erhalten wurden, Fp. 42-43,5ºC.
  • ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) &delta; 0,96 (t, 3H, J=7,3, ), 1,15-1,40 (bm, 10H, Methylenhülle), 1,49-1,64 (bm, 6H, CH&sub3; CH&sub2;SCH&sub2; , CH&sub2;COOH), 2,32 (t, 2H, J=7,6 COOH), 2,40-2,55 (bm, 4H, CH&sub3;CH&sub2; S ), 10,93 (br, 1H, COO ); ¹³C-NMR (75,4 MHz, CDCl&sub3;) &delta; 13,64, 23,09, 24,71, 28,96, 29,07, 29,13, 29,24, 29,36, 29,77, 32,16, 34,10, 34,28, 179,98; m/z 247 (M+H).
  • Beispiel 12: Synthese von 10-(Propoxy)-decansäure
  • 1,0 g (3,98 mMol) 10-Bromdecansäure wurde einer Lösung von 0,893 g (15,9 mMol) Kaliumhydroxid in 30 ml n-Propanol zugesetzt und 18 h bei 102ºC gerührt. Die Reaktionsmischung wurde nach Zusatz von 20 ml Wasser auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Nach Ansäuern auf pH = 1 und Extrahieren in Ethylacetat wurde die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel bei vermindertem Druck entfernt, wobei ein gelbes Öl erhalten wurde. Das Produkt wurde durch Kieselerdesäulenchromatographie in 2 % Diethylether/Methylenchlorid/0,2 % Ameisensäure und dann in 7 % Ethylacetat/Hexan/0,3 % Ameisensäure gereinigt. Umkristallisation aus Hexan bei -20ºC ergab 74 mg (12 %) 10-(Propoxy)-decansäure, Fp. < 30ºC.
  • ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) &delta; 0,91 (t, 3H, J=7,5 ), 1,18-1,40 (br, 10H, Methylenhülle), 1,48-1,67 (bm, 6H, CH&sub3; CH&sub2;OCH&sub2; , CH&sub2;COOH), 2,33 (t, 2H, J=7 4 COOH), 3,31-3,45 (bm, 4H, O ), 10,37 (br, 1H, COOH); ¹³C-NMR (75,4 MHz, CDCl&sub3;) &delta; 10,67, 22,94, 24,72, 26,19, 29,09, 29,22, 29,41, 29,74, 34,11, 70,88, 72,53, 179,69; m/z 231 (M+H).
  • Beispiel 13: Synthese von 11-(1-Butoxy)-undecansäure
  • 2,0 g (17,5 mMol) 11-Bromdecansäure wurden einer Lösung von 1,7 g (30,2 mMol) Kaliumhydroxid in 20 ml 1-Butanol zugesetzt und die Lösung 5 h bei 40ºC gerührt. Nach Abkühlen wurde die mit Ethylacetat und Wasser bei pH = 2 extrahiert. Die organische Phase wurde dann mit gesättigtem Natriumchlorid gewaschen, über Natrium sulfat getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Das Produkt wurde durch Kieselerdesäulenchromatographie in 2-10 % Ethylacetat/Hexan/0,2 % Ameisensäure gereinigt, wobei 336 mg (17 %) 11-(1-Butoxy)-undecansäure erhalten wurden, Fp. 29- 30,5ºC.
  • ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) &delta; 0,84-0,96 (t, 3H, J=7,3, ), 1,18-1,46 (bm, 14H, Methylenhülle), 1,47-1,68 (bm, 6H, CH&sub2;OCH&sub2; , CH&sub2;COOH), 2,31 (t, 2H COOH), 3,32-3,46 (bm, 4H, O ), 11,02 (br, 1H, COOH); ¹³C-NMR (75,4 MHz, CDCl&sub3;) &delta; 14,02, 19,43, 24,74, 26,21, 29,11, 29,28, 29,35, 29,56, 29,64, 29,76, 31,85, 34,14, 70,63, 70,94, 179,82; m/z 259 (M+H).
  • Beispiel 14: Synthese von 10-(2-Propinoxy)-decansäure
  • 420 mg (8,75 mMol) Natriumhydrid wurden zu 68 ml (1,17 Mol) Propargylalkohol bei 4ºC zugesetzt und 30 min bei 25ºC gerührt. 2 g (7,96 mMol) 10-Bromdecansäure wurden dieser Mischung zugesetzt und die Reaktionsmischung 48 h bei 98ºC gerührt. Die Reaktionsmischung wurde mit Wasser und Ethylacetat bei pH = 0 extrahiert. Nach Trocknen der organischen Phase über Natriumsulfat wurde das Lösungsmittel bei vermindertem Druck entfernt. Das Produkt wurde durch Silikagelchromatographie in 7-10 % Ethylacetat/Hexan/0,3 % Ameisensäure und dann über einer zweiten Silikagelsäule in 1-2,5 % Ethylacetat/Benzol/0,3 % Ameisensäure gereinigt, wobei 245 mg (14 %) 10-(2-Propinoxy)-decansäure erhalten wurden, Fp. < 30ºC.
  • ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) &delta; 1,25-1,42 (br, 10H, Methylenhülle), 1,54-1,70 (bm, 4H, OCH&sub2; , CH&sub2;COOH), 2,35 (t, 2H, J=7,4, COOH), 2,43 (t, 1H, J=2,3, HC=C), 3,52 (t, 2H, J=6,8, O ), 4,14 (d, 2H, J=2,5, C=C O), 10,42 (br, 1H, COO ); ¹³C-NMR (75,4 MHz, CDCl&sub3;) &delta; 24,68, 26,06, 29,04, 29,17, 29,35*, 29,46, 34,09, 57,95, 70,22, 74,09, 79,90, 180,02; m/z 227 (M+H).
  • Beispiel 15: A. Markierung und Extraktion von Hefeproteinen
  • Saccharomyces cerevisiae Stamm BJ405 [MAT&alpha;, trpl, prbl, prcl, pep4-3; Hemmings et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78, 435-439 (1981)] (früher als JR153 bezeichnet) wurde in YPD-Medium (1 % Hefeextrakt/2 % Bactopepton/2 % Dextrose) bei 30ºC in einem Wasserbad mit Rotationsschüttler auf mid-log-Phase gezüchtet. Zellen wurden mit Cerulenin bei 2 ug/ml 15 min vorbehandelt und dann 20 bis 45 min mit unmarkiertem Myristat, Palmitat oder Fettsäureanalogon bei 100 uM in Anwesenheit von entweder 5 uM [9,10-³H(N)]Myristat (22,4 Ci/mMol) oder L-[³&sup5;S]Methionin (1106 Ci/mMol) bei 30 uCi/ml Kultur inkubiert.
  • Die Zellen wurden 5 min auf Eis gekühlt, bei 10 000 x g pelletisiert, dann gebrochen und durch die Methode von Towler et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83, 2812-2816 (1986), extrahiert. Gesamtproteinsynthese wurde durch Trichloressigsäure (TCA)-Ausfällung untersucht. Proteine wurden durch SDS-12 % Polyacrylamidgel-Elektrophorese getrennt und [³H]-Fettsäureeinbau in zelluläre Acylproteine wurde durch Autoradiographie gefolgt von Laserdensitometrie untersucht.
  • B. Ergebnisse
  • Inkubation von Zellen mit dem 12-(Methoxy)-dodecansäureanalogon resultierte in einer 35 bis 60 %igen Reduktion des Einbaus von [³H]Myristat in ein bekanntes Hefemyristylprotein von Mr 20 kDa [Towler et al., PNAS 83, 2812-2816 (1986)] im Vergleich mit Kontrollzellen, die entweder mit [³H]Myristat allein (d.h. kein Analogon) oder 100 uM Palmitat inkubiert wurden. Im Gegensatz dazu führt der Zusatz von [³H]Myristat und 100 uM Myristat zu einer 75 bis 80 %igen Verminderung des Einbaus von [³H]Myristat in dieses zelluläre Acylprotein.
  • Das Analogon scheint nicht für Zellen toxisch zu sein. Es wurde kein Unterschied in den Wachstumsraten zwischen mit 100 uM Myristat und 100 uM Analogon behandelten Zellen festgestellt. Weiterhin ergaben 100 uM Myristat und 100 uM Analogon eine ähnliche mäßige Verminderung (10 bis 15 %) in der Gesamtproteinsynthese (gemessen durch den Einbau von [³&sup5;S]Methionin in TCA- ausfällbares Protein) im Vergleich mit Kontrollzellen, die keiner exogenen Fettsäure ausgesetzt wurden.
  • Miteinander zeigen diese Ergebnisse, daß das Analogon erfolgreich in Hefe eindringen und mit markiertem Myristat zum Einbau in ein bekanntes Myristylprotein konkurrieren kann. Tabelle II Kinetik von Fettsäureanaloga Analogon Elutionszeit (min) Peptid Acyl-CoA * Myristatkontrolle
  • Es ist ersichtlich, daß der Km-Wert für jedes der Analoga höher ist als für Myristat, während die Vmax für die Analoga in den meisten Fällen höher ist.
  • Standardaminosäureabkürzungen werden hier verwendet, um die Sequenz der Peptide hier wie folgt zu identifizieren: Aminosäure Abkürzung L-Alanin L-Arginin L-Asparagin L-Asparaginsäure L-Glutamin L-Glycin L-Leucin L-Lysin L-Prolin L-Serin L-Tyrosin L-Valin
  • Verschiedene andere Beispiele sind für den Fachmann nach Lesen der vorliegenden Offenbarung offensichtlich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Alle anderen derartigen Beispiele sind im Umfang der folgenden Ansprüche eingeschlossen.

Claims (15)

1. Oxy- oder thiosubstituierte Fettsäureanalogverbindung mit Aktivität als Substrat von myristylisierenden Enzymen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C&sub1;&sub3;- oder C&sub1;&sub4;-Fettsäuren oder Alkylestern hievon, worin eine normalerweise an einer Kohlenstoffstellung von 4 bis 13 vorhandene Methylengruppe durch Sauerstoff oder Schwefel ersetzt ist, jedoch mit Ausnahme der yerbindung &gamma;-Nonyloxybutansäurenonylester.
2. Verbindung nach Anspruch 1, worin eine Methylengruppe durch Sauerstoff ersetzt ist.
3. Verbindung nach Anspruch 1, worin eine Methylengruppe durch Schwefel ersetzt ist.
4. Verbindung nach Anspruch 1, worin die Fettsäure eine gesättigte C&sub1;&sub3;- oder C&sub1;&sub4;-Fettsäure ist.
5. 11-(Ethylthio)-undecansäure.
6. 11-(Ethoxy)-undecansäure.
7. 5-(Octylthio)-pentansäure.
8. 11-(Methoxy)-undecansäure.
9. 12-(Methoxy)-dodecansäure.
10. 5-(Octyloxy)-pentansäure.
11. 10-(Propylthio)-decansäure.
12. 10-(Propoxy)-decansäure.
13. 11-(1-Butoxy)-undecansäure.
14. 10-(2-Propinoxy)-decansäure.
15. Verfahren zur Acylierung eines Peptids oder Proteins, umfassend das Umsetzen des CoA-Esters einer oxy- oder thiosubstituierten Fettsäureanalogverbindung nach Anspruch 1 mit dem Peptid oder Protein in Gegenwart einer Quelle von N-Myristoyltransferase.
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