RESUMO
A critical hallmark of cancer cell survival is evasion of apoptosis. This is commonly due to overexpression of anti-apoptotic proteins such as Bcl-2, Bcl-X(L), and Mcl-1, which bind to the BH3 α-helical domain of pro-apoptotic proteins such as Bax, Bak, Bad, and Bim, and inhibit their function. We designed a BH3 α-helical mimetic BH3-M6 that binds to Bcl-X(L) and Mcl-1 and prevents their binding to fluorescently labeled Bak- or Bim-BH3 peptides in vitro. Using several approaches, we demonstrate that BH3-M6 is a pan-Bcl-2 antagonist that inhibits the binding of Bcl-X(L), Bcl-2, and Mcl-1 to multi-domain Bax or Bak, or BH3-only Bim or Bad in cell-free systems and in intact human cancer cells, freeing up pro-apoptotic proteins to induce apoptosis. BH3-M6 disruption of these protein-protein interactions is associated with cytochrome c release from mitochondria, caspase-3 activation and PARP cleavage. Using caspase inhibitors and Bax and Bak siRNAs, we demonstrate that BH3-M6-induced apoptosis is caspase- and Bax-, but not Bak-dependent. Furthermore, BH3-M6 disrupts Bcl-X(L)/Bim, Bcl-2/Bim, and Mcl-1/Bim protein-protein interactions and frees up Bim to induce apoptosis in human cancer cells that depend for tumor survival on the neutralization of Bim with Bcl-X(L), Bcl-2, or Mcl-1. Finally, BH3-M6 sensitizes cells to apoptosis induced by the proteasome inhibitor CEP-1612.
Assuntos
Proteínas Reguladoras de Apoptose/metabolismo , Apoptose/efeitos dos fármacos , Proteína Agonista de Morte Celular de Domínio Interatuante com BH3/metabolismo , Proteínas de Membrana/metabolismo , Fragmentos de Peptídeos/farmacologia , Proteínas Proto-Oncogênicas c-bcl-2/metabolismo , Proteínas Proto-Oncogênicas/metabolismo , Proteínas Proto-Oncogênicas/farmacologia , Proteína Killer-Antagonista Homóloga a bcl-2/metabolismo , Proteína X Associada a bcl-2/metabolismo , Proteína de Morte Celular Associada a bcl/metabolismo , Proteína bcl-X/metabolismo , Animais , Apoptose/fisiologia , Proteínas Reguladoras de Apoptose/genética , Proteína Agonista de Morte Celular de Domínio Interatuante com BH3/genética , Proteína 11 Semelhante a Bcl-2 , Caspase 3/genética , Caspase 3/metabolismo , Linhagem Celular Tumoral , Citocromos c/genética , Citocromos c/metabolismo , Dipeptídeos/farmacologia , Células HEK293 , Humanos , Proteínas de Membrana/genética , Mitocôndrias , Proteína de Sequência 1 de Leucemia de Células Mieloides , Ftalimidas/farmacologia , Inibidores de Proteases/farmacologia , Complexo de Endopeptidases do Proteassoma/genética , Complexo de Endopeptidases do Proteassoma/metabolismo , Inibidores de Proteassoma , Estrutura Terciária de Proteína , Proteínas Proto-Oncogênicas/genética , Proteínas Proto-Oncogênicas c-bcl-2/genética , Proteína Killer-Antagonista Homóloga a bcl-2/genética , Proteína X Associada a bcl-2/genética , Proteína de Morte Celular Associada a bcl/genética , Proteína bcl-X/genéticaAssuntos
Amiloide/metabolismo , Amidas/química , Amiloide/agonistas , Amiloide/antagonistas & inibidores , Cristalografia por Raios X , Ligação de Hidrogênio , Polipeptídeo Amiloide das Ilhotas Pancreáticas , Cinética , Conformação Molecular , Fosfatidilcolinas/química , Fosfatidilgliceróis/química , Ligação ProteicaAssuntos
Desenho de Fármacos , Mimetismo Molecular , Peptídeos/metabolismo , Receptores de Estrogênio/antagonistas & inibidores , Motivos de Aminoácidos , Sítios de Ligação , Humanos , Ligação Proteica/efeitos dos fármacos , Estrutura Secundária de Proteína , Receptores de Estrogênio/metabolismo , Relação Estrutura-AtividadeRESUMO
The self-assembly of a series of small peptidomimetic cyclophanes in organic solvents was studied. X-ray diffraction, NMR spectroscopy, and molecular modelling were used to understand the structural features of these self-assembling compounds both at the molecular and supramolecular level. The factors that could influence the formation of gels rather than crystals were studied and a model for the arrangement of molecules in the gel was proposed. Furthermore, scanning electron microscopy revealed that in some cases these compounds undergo a transcription of chirality when going from organogelator to helicoidal gel fibres.
Assuntos
Éteres Cíclicos/química , Mimetismo Molecular , Peptídeos/química , Dicroísmo Circular , Éteres Cíclicos/síntese química , Géis/química , Microscopia Eletrônica de Varredura , Modelos Moleculares , Conformação Molecular , Peptídeos/síntese química , Difração de Raios XRESUMO
Simple peptidomimetic molecules derived from amino acids were reacted with meta- and para-bis(bromomethyl)benzene in acetonitrile to very efficiently yield macrocyclic structures. The cyclization reaction does not require high dilution techniques and seems to be insensitive to the size of the formed macrocycle. The analysis of data obtained by (1)H NMR, single-crystal X-ray diffraction, fluorescence measurements, and molecular mechanics indicate that folded conformations can preorganize the system for an efficient cyclization. The role played by intramolecular hydrogen-bonding and solvophobic effects in the presence of folded conformations is analyzed.
Assuntos
Amidas/síntese química , Aminoácidos/química , Materiais Biomiméticos/química , Peptídeos/química , Amidas/química , Simulação por Computador , Ciclização , Ligação de Hidrogênio , Espectroscopia de Ressonância Magnética , Modelos Moleculares , Dobramento de Proteína , Solventes , Espectrometria de Fluorescência , Tolueno/análogos & derivados , Difração de Raios XAssuntos
Materiais Biomiméticos/química , Etilaminas/química , Fragmentos de Peptídeos/antagonistas & inibidores , Fragmentos de Peptídeos/química , Proteínas Proto-Oncogênicas c-bcl-2/antagonistas & inibidores , Proteínas Proto-Oncogênicas c-bcl-2/química , Proteínas Proto-Oncogênicas/antagonistas & inibidores , Proteínas Proto-Oncogênicas/química , Dimerização , Polarização de Fluorescência , Proteínas de Membrana/antagonistas & inibidores , Proteínas de Membrana/química , Proteínas de Membrana/metabolismo , Modelos Moleculares , Fragmentos de Peptídeos/metabolismo , Peptídeos/química , Ligação Proteica , Estrutura Secundária de Proteína , Estrutura Terciária de Proteína , Proteínas Proto-Oncogênicas/metabolismo , Proteínas Proto-Oncogênicas c-bcl-2/metabolismo , Relação Estrutura-Atividade , Proteína Killer-Antagonista Homóloga a bcl-2 , Proteína bcl-XRESUMO
L-Valine containing cyclophanes have been shown to gelate organic solvents leading to soft materials with a clear expression of their chirality at the supramolecular level.
