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Lipoamide channel-binding sulfonamides selectively inhibit mycobacterial lipoamide dehydrogenase.
Bryk, Ruslana; Arango, Nancy; Maksymiuk, Christina; Balakrishnan, Anand; Wu, Ying-Ta; Wong, Chi-Huey; Masquelin, Thierry; Hipskind, Philip; Lima, Christopher D; Nathan, Carl.
Afiliación
  • Bryk R; Department of Microbiology and Immunology and ‡Department of Pharmacology, Weill Cornell Medical College , New York, New York 10065, United States.
Biochemistry ; 52(51): 9375-84, 2013 Dec 23.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-24251446
ABSTRACT
Tuberculosis remains a global health emergency that calls for treatment regimens directed at new targets. Here we explored lipoamide dehydrogenase (Lpd), a metabolic and detoxifying enzyme in Mycobacterium tuberculosis (Mtb) whose deletion drastically impairs Mtb's ability to establish infection in the mouse. Upon screening more than 1.6 million compounds, we identified N-methylpyridine 3-sulfonamides as potent and species-selective inhibitors of Mtb Lpd affording >1000-fold selectivity versus the human homologue. The sulfonamides demonstrated low nanomolar affinity and bound at the lipoamide channel in an Lpd-inhibitor cocrystal. Their selectivity could be attributed, at least partially, to hydrogen bonding of the sulfonamide amide oxygen with the species variant Arg93 in the lipoamide channel. Although potent and selective, the sulfonamides did not enter mycobacteria, as determined by their inability to accumulate in Mtb to effective levels or to produce changes in intracellular metabolites. This work demonstrates that high potency and selectivity can be achieved at the lipoamide-binding site of Mtb Lpd, a site different from the NAD⁺/NADH pocket targeted by previously reported species-selective triazaspirodimethoxybenzoyl inhibitors.
Asunto(s)
Antituberculosos/farmacología; Proteínas Bacterianas/antagonistas & inhibidores; Dihidrolipoamida Deshidrogenasa/antagonistas & inhibidores; Inhibidores Enzimáticos/farmacología; Mycobacterium tuberculosis/enzimología; Sulfonamidas/farmacología; Ácido Tióctico/análogos & derivados; Antituberculosos/efectos adversos; Antituberculosos/química; Arginina/química; Proteínas Bacterianas/química; Proteínas Bacterianas/genética; Proteínas Bacterianas/metabolismo; Bencenoacetamidas/efectos adversos; Bencenoacetamidas/química; Bencenoacetamidas/farmacología; Sitios de Unión; Transporte Biológico/efectos de los fármacos; Membrana Celular/metabolismo; Permeabilidad de la Membrana Celular; Dihidrolipoamida Deshidrogenasa/química; Dihidrolipoamida Deshidrogenasa/genética; Dihidrolipoamida Deshidrogenasa/metabolismo; Evaluación Preclínica de Medicamentos; Inhibidores Enzimáticos/efectos adversos; Inhibidores Enzimáticos/química; Ensayos Analíticos de Alto Rendimiento; Humanos; Moduladores del Transporte de Membrana/efectos adversos; Moduladores del Transporte de Membrana/química; Moduladores del Transporte de Membrana/farmacología; Pruebas de Sensibilidad Microbiana; Conformación Molecular; Proteínas Mutantes/antagonistas & inhibidores; Proteínas Mutantes/química; Proteínas Mutantes/genética; Proteínas Mutantes/metabolismo; Mycobacterium tuberculosis/efectos de los fármacos; Mycobacterium tuberculosis/metabolismo; Proteínas Recombinantes/química; Proteínas Recombinantes/metabolismo; Bibliotecas de Moléculas Pequeñas; Relación Estructura-Actividad; Sulfonamidas/efectos adversos; Sulfonamidas/química; Ácido Tióctico/metabolismo

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Sulfonamidas / Proteínas Bacterianas / Ácido Tióctico / Inhibidores Enzimáticos / Dihidrolipoamida Deshidrogenasa / Mycobacterium tuberculosis / Antituberculosos Idioma: En Revista: Biochemistry Año: 2013 Tipo del documento: Article País de afiliación: Estados Unidos

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Sulfonamidas / Proteínas Bacterianas / Ácido Tióctico / Inhibidores Enzimáticos / Dihidrolipoamida Deshidrogenasa / Mycobacterium tuberculosis / Antituberculosos Idioma: En Revista: Biochemistry Año: 2013 Tipo del documento: Article País de afiliación: Estados Unidos