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High-throughput Screening for Small-molecule Modulators of Inward Rectifier Potassium Channels

Specific members of the inward rectifier potassium (Kir) channel family are postulated drug targets for a variety of disorders, including hypertension, ...

Vanderbilt University School of Medicine

&#x5185;&#x5411;&#x6574;&#x6D41;&#x94BE; (&#x57FA;&#x91CC;&#x5DF4;&#x65AF;) &#x901A;&#x9053;&#x7684;&#x5BB6;&#x5EAD;&#x88AB;&#x7EC4;&#x6210;&#x81F3;&#x5C11; 16 &#x5BB6;&#x5EAD;&#x6210;&#x5458;&#x5E7F;&#x6CDB;&#x5C55;&#x793A;&#x548C;&#x7ECF;&#x5E38;&#x91CD;&#x53E0;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x3001; &#x7EC4;&#x7EC7;&#x6216;&#x5668;&#x5B98;&#x7684;&#x5206;&#x5E03;&#x3002;&#x53D1;&#x73B0;&#x7684;&#x81F4;&#x75C5;&#x7A81;&#x53D8;&#x4EBA;&#x548C;&#x57FA;&#x56E0;&#x6572;&#x9664;&#x5C0F;&#x9F20;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x4E2D;&#x7684;&#x5DF2;&#x5F3A;&#x8C03;&#x57FA;&#x91CC;&#x5DF4;&#x65AF;&#x901A;&#x9053;&#x5728;&#x751F;&#x7406;&#x5B66;&#x4E2D;&#x7684;&#x91CD;&#x8981;&#x6027;&#xFF0C;&#x5E76;&#x5728;&#x67D0;&#x4E9B;&#x60C5;&#x51B5;&#x4E0B;&#x63D0;&#x51FA;&#x6709;&#x5173;&#x4ED6;&#x4EEC;&#x7684;&#x6F5C;&#x529B;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x836F;&#x7269;&#x9776;&#x6807;&#x7684;&#x95EE;&#x9898;&#x3002;&#x7136;&#x800C;&#xFF0C;&#x7F3A;&#x4E4F;&#x5F3A;&#x5927;&#x548C;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x9488;&#x5BF9;&#x7279;&#x5B9A;&#x7684;&#x5BB6;&#x5EAD;&#x6210;&#x5458;&#x7684;&#x5C0F;&#x5206;&#x5B50;&#x8C03;&#x8282;&#x5242;&#x7684;&#x5C11;&#x6570;&#x4F8B;&#x5916;&#x60C5;&#x51B5;&#x5916;&#x5DF2;&#x6DF1;&#x9677;&#x52AA;&#x529B;&#x7406;&#x89E3;&#x5979;&#x4EEC;&#x7684;&#x751F;&#x7406;&#x548C;&#x8BC4;&#x4F30;&#x5176;&#x6CBB;&#x7597;&#x7684;&#x6F5C;&#x529B;&#x3002;&#x8D8A;&#x6765;&#x8D8A;&#x591A;&#x7684;&#x8BC1;&#x636E;&#x8868;&#x660E; Kir3.X &#x4E9A;&#x79D1;&#x7684; G &#x86CB;&#x767D;&#x5076;&#x8054;&#x5185;&#x5411;&#x6574;&#x6D41; K (GIRK) &#x6E20;&#x9053;&#x53EF;&#x80FD;&#x4EE3;&#x8868;&#x5FC3;&#x623F;&#x98A4;&#x52A8;&#x7684;&#x6CBB;&#x7597;&#x7684;&#x65B0;&#x76EE;&#x6807;&#x3002;&#x5728;&#x6269;&#x5927; GIRK &#x5206;&#x5B50;&#x836F;&#x7406;&#x5B66;&#x7684;&#x52AA;&#x529B;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x6267;&#x884C;&#x4E86;&#x94CA; (Tl(+)) &#x57FA;&#x4E8E;&#x6D41;&#x91CF;&#x7684;&#x9AD8;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x7684;&#x5C4F;&#x5E55; GIRK &#x8C03;&#x5236;&#x5668; Kir1.1 &#x6291;&#x5236;&#x5242;&#x5E93;&#x3002;&#x4E00;&#x4E2A;&#x590D;&#x5408;&#xFF0C;&#x79F0;&#x4E3A; VU573&#xFF0C;&#x5728; Kir1.1 &#x5C55;&#x51FA; GIRK 10 &#x500D;&#x7684;&#x9009;&#x62E9;&#x6027; &#xFF08;IC(50) &#x5206;&#x522B; = 1.9 &#x548C; 19 &mu; M) &#x56E0;&#x6B64;&#x88AB;&#x9009;&#x4F5C;&#x8FDB;&#x4E00;&#x6B65;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x3002;&#x5728;&#x6267;&#x884C;&#x5BF9;&#x975E;&#x6D32;&#x722A;&#x87FE;&#x5375;&#x6BCD;&#x7EC6;&#x80DE;&#x548C;&#x54FA;&#x4E73;&#x52A8;&#x7269;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7535;&#x751F;&#x7406;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x4E2D;&#xFF0C;VU573 &#x6291;&#x5236; Kir3.1/3.2 &#xFF08;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143; GIRK) &#x548C; Kir3.1/3.4 (&#x5FC3;&#x810F; GIRK) &#x6E20;&#x9053;&#x4E0E;&#x540C;&#x7B49;&#x6548;&#x529B;&#x4F18;&#x5148;&#x6291;&#x5236; GIRK&#xFF0C;Kir2.3 &#x548C; Kir7.1 &#x5BF9; Kir1.1 &#x548C; Kir2.1.Tl(+) &#x6D41;&#x91CF;&#x68C0;&#x6D4B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x5EFA;&#x7ACB;&#x4E86; Kir2.3 &#x548C; M125R &#x5B54;&#x9699;&#x7A81;&#x53D8;&#x4F53; Kir7.1 &#x652F;&#x6301;&#x836F;&#x7528;&#x5316;&#x5B66;&#x52AA;&#x529B;&#x5236;&#x5B9A;&#x66F4;&#x6709;&#x529B;&#x548C;&#x6709;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x7684;&#x7C7B;&#x6BD4;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x9891;&#x9053;&#x3002;VU573 &#x7684;&#x6784;&#x6548;&#x5173;&#x7CFB;&#x4E0E;&#x6539;&#x8FDB;&#x6548;&#x80FD;&#xFF0C;&#x900F;&#x9732;&#x4E86;&#x51E0;&#x4E2A;&#x7C7B;&#x4F3C;&#x7269;&#xFF0C;&#x4F46;&#x662F;&#x4E24;&#x79CD;&#x5316;&#x5408;&#x7269;&#x4FDD;&#x7559;&#x5176;&#x8D70;&#x5411; GIRK &#x548C; Kir2.3 &#x548C; Kir7.1 &#x5BF9;&#x4E22;&#x5931;&#x7684;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x5927;&#x90E8;&#x5206;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x9884;&#x8BA1; VU573 &#x7CFB;&#x5217;&#x5C06;&#x63A2;&#x7D22;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x57FA;&#x91CC;&#x5DF4;&#x65AF;&#x6E20;&#x9053;&#x751F;&#x7406;&#x7ED3;&#x6784;&#x529F;&#x80FD;&#x7684;&#x5173;&#x7CFB;&#x5F88;&#x6709;&#x7528;&#x3002;

&#x6291;&#x5236;&#x5242;&#x4E0E;&#x504F;&#x597D;&#x3001; Kir2.3&#x3001; Kir3.x &#x548C; Kir7.1 &#x7684;&#x5185;&#x5411;&#x6574;&#x6D41;&#x94BE; (&#x57FA;&#x91CC;&#x5DF4;&#x65AF;) &#x6E20;&#x9053;&#x53D1;&#x73B0;&#x3001; &#x8868;&#x5F81;&#x53CA;&#x6784;&#x6548;&#x5173;&#x7CFB;&#x3002;

The inward rectifier family of potassium (Kir) channels is comprised of at least 16 family members exhibiting broad and often overlapping cellular, tissue, or organ distributions. The discovery of disease-causing mutations in humans and experiments on knockout mice has underscored the importance of Kir channels in physiology and in some cases raised questions about their potential as drug targets. However, the paucity of potent and selective small-molecule modulators targeting specific family members has with few exceptions mired efforts to understand their physiology and assess their therapeutic potential. A growing body of evidence suggests that G protein-coupled inward rectifier K (GIRK) channels of the Kir3.X subfamily may represent novel targets for the treatment of atrial fibrillation. In an effort to expand the molecular pharmacology of GIRK, we performed a thallium (Tl(+)) flux-based high-throughput screen of a Kir1.1 inhibitor library for modulators of GIRK. One compound, termed VU573, exhibited 10-fold selectivity for GIRK over Kir1.1 (IC(50)â€‰=â€‰1.9 and 19â€‰Î¼M, respectively) and was therefore selected for further study. In electrophysiological experiments performed on Xenopus laevis oocytes and mammalian cells, VU573 inhibited Kir3.1/3.2 (neuronal GIRK) and Kir3.1/3.4 (cardiac GIRK) channels with equal potency and preferentially inhibited GIRK, Kir2.3, and Kir7.1 over Kir1.1 and Kir2.1.Tl(+) flux assays were established for Kir2.3 and the M125R pore mutant of Kir7.1 to support medicinal chemistry efforts to develop more potent and selective analogs for these channels. The structure-activity relationships of VU573 revealed few analogs with improved potency, however two compounds retained most of their activity toward GIRK and Kir2.3 and lost activity toward Kir7.1. We anticipate that the VU573 series will be useful for exploring the physiology and structure-function relationships of these Kir channels.

Discovery, characterization, and structure-activity relationships of an inhibitor of inward rectifier potassium (Kir) channels with preference for Kir2.3, Kir3.x, and Kir7.1.

La famille de rectification entrante des canaux potassiques (Kir) est compos&eacute;e d&#39;au moins 16 membres de la famille pr&eacute;sentant de larges et souvent se chevauchent des distributions cellulaires, tissus ou organes. La d&eacute;couverte de la maladie-causant mutations chez les humains et les exp&eacute;riences sur des souris g&eacute;n&eacute;tiquement d&eacute;ficientes a soulign&eacute; l&#39;importance des canaux Kir en physiologie et dans certains cas soulev&eacute; des questions sur leur potentiel comme cibles de m&eacute;dicaments. Toutefois, la raret&eacute; des modulateurs de petit-mol&eacute;cule puissants et s&eacute;lectifs ciblant les particuliers membres de la famille a, &agrave; quelques exceptions pr&egrave;s, embourb&eacute; efforts pour comprendre leur physiologie et &eacute;valuer leur potentiel th&eacute;rapeutique. Un corps croissant d&#39;&eacute;vidence sugg&egrave;re que G protein-coupled rectification entrante K (GIRK) canaux de la sous-famille des Kir3.X peut-&ecirc;tre repr&eacute;senter de nouvelles cibles pour le traitement de la fibrillation auriculaire. Dans un effort pour &eacute;largir la pharmacologie mol&eacute;culaire de GIRK, nous avons effectu&eacute; un thallium (Tl(+)) fond&eacute;e sur les flux haut d&eacute;bit &eacute;cran d&#39;une biblioth&egrave;que d&#39;inhibiteur de la Kir1.1 de modulateurs de GIRK. Un compos&eacute;, appel&eacute; des VU573, a expos&eacute; une s&eacute;lectivit&eacute; pour GIRK sur Kir1.1 (IC (50) = 1,9 et 19 &mu;M, respectivement) et &eacute;tait donc choisis pour une &eacute;tude plus approfondie. Dans les exp&eacute;riences &eacute;lectrophysiologiques sur des ovocytes de Xenopus laevis et les cellules de mammif&egrave;res, VU573 inhib&eacute;e Kir3.1/3.2 (GIRK neuronale) et Kir3.1/3.4 (GIRK cardiaque) canaux avec une puissance &eacute;gale et pr&eacute;f&eacute;rentiellement inhib&eacute; GIRK, Kir2.3 et Kir7.1 sur Kir1.1 et Kir2.1.Tl(+) essais de flux ont &eacute;t&eacute; &eacute;tablis pour le Kir2.3 et le mutant de pores M125R de Kir7.1 &agrave; soutenir les efforts de la chimie m&eacute;dicinale pour d&eacute;velopper des analogues plus puissants et s&eacute;lectifs de ces canaux. Les relations structure-activit&eacute; de VU573 a r&eacute;v&eacute;l&eacute; quelques analogues avec une puissance am&eacute;lior&eacute;e, mais deux compos&eacute;s conserv&eacute; la plupart de leur activit&eacute; vers GIRK et Kir2.3 et perte d&#39;activit&eacute; vers Kir7.1. Nous pr&eacute;voyons que la s&eacute;rie de VU573 sera utile pour explorer les relations structure-fonction et de la physiologie de ces canaux Kir.

Relations structure-activit&eacute;, la caract&eacute;risation et la d&eacute;couverte d&#39;un inhibiteur des canaux potassiques (Kir) rectification entrante avec pr&eacute;f&eacute;rence pour Kir2.3, Kir3.x et Kir7.1.

Die Familie nach innen Gleichrichter Kaliumkan&auml;le (Kir) besteht aus mindestens 16 Familienmitglieder ausstellen breit und oft &uuml;berlappende zellular, Gewebe oder Organ-Distributionen. Die Entdeckung der krankheitsverursachende Mutationen bei Menschen und Experimente an Knockout-M&auml;usen unterstrichen die Bedeutung der Kir-Kan&auml;le in Physiologie und hat in einigen F&auml;llen Fragen &uuml;ber ihr Potenzial als Droge-Ziele. Jedoch hat der Mangel an potenter und selektiver klein-Molek&uuml;l-Modulatoren, die gezielt bestimmte Familienmitglieder mit wenigen Ausnahmen Sumpf Bem&uuml;hungen verstehen ihre Physiologie und beurteilen ihre therapeutische Potenzial. Eine wachsende Zahl von beweisen zeigt, dass die G-Protein-gekoppelter nach innen Gleichrichter K (GIRK) Kan&auml;le der Unterfamilie Kir3.X neue Ziele f&uuml;r die Behandlung von Vorhofflimmern darstellen k&ouml;nnen. In dem Bem&uuml;hen, den molekularen Pharmakologie der GIRK erweitern f&uuml;hrten wir eine Thallium (Tl(+)) Flussmittel-basierte Hochdurchsatz-Bildschirm einer Kir1.1-Inhibitor-Bibliothek f&uuml;r Modulatoren des GIRK. Eine zusammengesetzte, genannt VU573, ausgestellt von 10fach verbesserter Selektivit&auml;t f&uuml;r GIRK &uuml;ber Kir1.1 (IC (50) = 1,9 und 19 &mu;M, bzw.) und war daher f&uuml;r weitere Studie ausgew&auml;hlt. In elektrophysiologischen Experimenten f&uuml;r Xenopus Laevis Eizellen und S&auml;ugetier-Zellen durchgef&uuml;hrt entsprachen VU573 gehemmt Kir3.1/3.2 (neuronale GIRK) und Kir3.1/3.4 (kardiale GIRK) Kan&auml;le mit gleicher Wirksamkeit und bevorzugt gehemmter GIRK, Kir2.3 und Kir7.1 &uuml;ber Kir1.1 und Kir2.1.Tl(+) Fluss Proben f&uuml;r Kir2.3 und den M125R-Pore-Mutanten von Kir7.1 medizinische Chemie Bem&uuml;hungen um potent und selektive Analoga f&uuml;r diese Kan&auml;le zu unterst&uuml;tzen. Die Struktur-Wirkungs-Beziehungen von VU573 ergab einige Analoga mit verbesserten Potenz, aber zwei Verbindungen, die meisten ihrer Aktivit&auml;ten in Richtung GIRK und Kir2.3, und verloren in Richtung Kir7.1 beibehalten. Wir erwarten, dass die VU573-Serie f&uuml;r die Erforschung der Physiologie und Struktur-Funktions-Beziehungen dieser Kir-Kan&auml;le nutzen werden.

Erkennung, Charakterisierung und Struktur-Aktivit&auml;ts-Beziehungen von einem Inhibitor der nach innen Gleichrichter-Kaliumkan&auml;le (Kir) mit Vorliebe f&uuml;r Kir2.3, Kir3.x und Kir7.1.

La famiglia di raddrizzatore verso l&#39;interno dei canali del potassio (Kir) &egrave; composto da almeno 16 membri della famiglia esibendo un&#39;ampia e spesso sovrapposti distribuzioni cellulare, tessuto o organo. La scoperta della malattia-causando mutazioni negli esseri umani e gli esperimenti sui topi knockout ha sottolineato l&#39;importanza dei canali di Kir in fisiologia e in alcuni casi sollevato interrogativi circa il loro potenziale come obiettivi farmacologici. Tuttavia, la scarsit&agrave; di modulatori di piccolo-molecola potente e selettivi targeting specifici membri della famiglia ha con poche eccezioni impantanato sforzi per capire la loro fisiologia e valutare il loro potenziale terapeutico. Un crescente corpo di evidenze suggerisce che canali di K (GIRK) raddrizzatore inward accoppiati a proteine G della sottofamiglia Kir3.X possono rappresentare nuovi bersagli per il trattamento della fibrillazione atriale. Nel tentativo di espandere la farmacologia molecolare di GIRK, abbiamo eseguito un tallio (Tl(+)) flux-based high-throughput schermo di una libreria di inibitore Kir1.1 per modulatori di GIRK. Un composto, chiamato VU573, esposto selettivit&agrave; 10 volte per GIRK sopra Kir1.1 (IC(50) = 1,9 e 19 &mu;M, rispettivamente) e pertanto &egrave; stato selezionato per ulteriore studio. In esperimenti elettrofisiologici eseguiti su ovociti di Xenopus laevis e cellule di mammifero, VU573 inibita Kir3.1/3.2 (GIRK neuronale) e Kir3.1/3.4 (GIRK cardiaca) canali con potenza pari preferenzialmente inibito GIRK, Kir2.3 e Kir7.1 sopra Kir1.1 e analisi del flusso di Kir2.1.Tl(+) sono state stabilite per Kir2.3 e il mutante del poro di M125R di Kir7.1 sostenere gli sforzi di chimica farmaceutica a sviluppare analoghi pi&ugrave; potente e selettivi per questi canali. Le relazioni struttura-attivit&agrave; di VU573 ha rivelato alcuni analoghi con potenza migliorata, tuttavia due composti mantenuto la maggior parte delle loro attivit&agrave; verso GIRK e Kir2.3 e perso verso Kir7.1. Anticipiamo che la serie di VU573 sar&agrave; utile per esplorare le relazioni struttura-funzione e fisiologia di questi canali di Kir.

Relazioni struttura-attivit&agrave;, caratterizzazione e scoperta di un inibitore dei canali potassio (Kir) verso l&#39;interno del raddrizzatore con preferenza per Kir2.3, Kir3.x e Kir7.1.

&#x5185;&#x5411;&#x304D;&#x6574;&#x6D41;&#x5BB6;&#x65CF; (Kir) &#x30AB;&#x30EA;&#x30A6;&#x30E0; &#x30C1;&#x30E3;&#x30F3;&#x30CD;&#x30EB;&#x306E;&#x5E83;&#x3044;&#x5C55;&#x793A;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x3001;&#x7D44;&#x7E54;&#x3001;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x5668;&#x5B98;&#x306E;&#x5206;&#x5E03;&#x3092;&#x3057;&#x3070;&#x3057;&#x3070;&#x91CD;&#x8907;&#x306E;&#x5C11;&#x306A;&#x304F;&#x3068;&#x3082; 16 &#x306E;&#x5BB6;&#x65CF;&#x306E;&#x30E1;&#x30F3;&#x30D0;&#x30FC;&#x306E;&#x69CB;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x75C5;&#x306E;&#x539F;&#x56E0;&#x306E;&#x767A;&#x898B;&#x5909;&#x7570;&#x4EBA;&#x9593;&#x3068;&#x30CE;&#x30C3;&#x30AF;&#x30A2;&#x30A6;&#x30C8; &#x30DE;&#x30A6;&#x30B9;&#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x304C;&#x30AD;&#x30FC;&#x30EB; &#x30C1;&#x30E3;&#x30F3;&#x30CD;&#x30EB;&#x751F;&#x7406;&#x5B66;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x6027;&#x3092;&#x5F37;&#x8ABF;&#x3057;&#x305F;&#x3057;&#x3001;&#x5275;&#x85AC;&#x30BF;&#x30FC;&#x30B2;&#x30C3;&#x30C8;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x306E;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x306E;&#x8CEA;&#x554F;&#x3044;&#x304F;&#x3064;&#x304B;&#x306E;&#x5834;&#x5408;&#x306B;&#x767A;&#x751F;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x305F;&#x3060;&#x3057;&#x3001;&#x5F37;&#x529B;&#x306A;&#x9078;&#x629E;&#x7684;&#x306A;&#x5C0F;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x5909;&#x8ABF;&#x5668;&#x30BF;&#x30FC;&#x30B2;&#x30C3;&#x30C8;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x5BB6;&#x65CF;&#x306E;&#x30E1;&#x30F3;&#x30D0;&#x30FC;&#x306E;&#x4E0D;&#x8DB3;&#x3044;&#x304F;&#x3064;&#x304B;&#x306E;&#x4F8B;&#x5916;&#x304C;&#x751F;&#x7406;&#x5B66;&#x3092;&#x7406;&#x89E3;&#x3057;&#x3001;&#x5F7C;&#x3089;&#x306E;&#x6CBB;&#x7642;&#x306E;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3092;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x52AA;&#x529B;&#x306B;&#x9665;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x8A3C;&#x62E0;&#x306E;&#x6210;&#x9577;&#x3059;&#x308B;&#x30DC;&#x30C7;&#x30A3;&#x306F;&#x3001;G &#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x5171;&#x5F79;&#x578B;&#x5185;&#x5411;&#x304D;&#x6574;&#x6D41; K (GIRK) &#x30C1;&#x30E3;&#x30F3;&#x30CD;&#x30EB; Kir3.X &#x4E9C;&#x79D1;&#x306E;&#x5FC3;&#x623F;&#x7D30;&#x52D5;&#x306E;&#x6CBB;&#x7642;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x30BF;&#x30FC;&#x30B2;&#x30C3;&#x30C8;&#x3092;&#x8868;&#x3059;&#x304B;&#x3082;&#x3057;&#x308C;&#x306A;&#x3044;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;GIRK &#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x85AC;&#x7406;&#x5B66;&#x3092;&#x5C55;&#x958B;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x307C;&#x304F;&#x305F;&#x3061;&#x30BF;&#x30EA;&#x30A6;&#x30E0; (Tl(+)) &#x78C1;&#x675F;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x304F;&#x9AD8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x753B;&#x9762; Kir1.1 &#x963B;&#x5BB3;&#x5264;&#x30E9;&#x30A4;&#x30D6;&#x30E9;&#x30EA;&#x5909;&#x8ABF;&#x5668; GIRK &#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x3002;1 &#x3064;&#x306E;&#x5316;&#x5408;&#x7269;&#x3068;&#x547C;&#x3070;&#x308C;&#x308B; VU573 &#x5C55;&#x793A;&#x95D8;&#x3048;&#x9078;&#x629E;&#x6027; GIRK &#x306E; Kir1.1 &#x4E0A; &#xFF08;ic50 &#x5024; &#xFF08;50 &#x305D;&#x308C;&#x305E;&#x308C; 1.9 &#x3068; 19 &mu; M &#x3092; =)&#x3001;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3055;&#x3089;&#x306A;&#x308B;&#x7814;&#x7A76;&#x306B;&#x9078;&#x3070;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30A2;&#x30D5;&#x30EA;&#x30AB;&#x30C4;&#x30E1;&#x30AC;&#x30A8;&#x30EB; &#x30A2;&#x30D5;&#x30EA;&#x30AB;&#x30C4;&#x30E1;&#x30AC;&#x30A8;&#x30EB;&#x5375;&#x6BCD;&#x7D30;&#x80DE;&#x3068;&#x54FA;&#x4E73;&#x985E;&#x7D30;&#x80DE;&#x306B;&#x5BFE;&#x3057;&#x3066;&#x306F;&#x5B9F;&#x884C;&#x306E;&#x96FB;&#x6C17;&#x751F;&#x7406;&#x5B66;&#x7684;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3067; VU573 Kir3.1/3.2 &#xFF08;&#x795E;&#x7D4C; GIRK) &#x3068; Kir3.1/3.4 (&#x5FC3;&#x7B4B; GIRK) &#x30C1;&#x30E3;&#x30F3;&#x30CD;&#x30EB;&#x3068;&#x7B49;&#x3057;&#x3044;&#x52B9;&#x529B;&#x3068;&#x512A;&#x5148;&#x7684;&#x6291;&#x5236;&#x306E; GIRK&#x3001;Kir2.3&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073; Kir7.1 &#x3068; Kir1.1 &#x4EE5;&#x4E0A;&#x6291;&#x5236;&#x3057;&#x3001;Kir2.1.Tl(+) &#x30D5;&#x30E9;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9; &#x30A2;&#x30C3;&#x30BB;&#x30A4; Kir2.3 &#x3057; M125R &#x9593;&#x9699;&#x5909;&#x7570;&#x4F53; Kir7.1 &#x306E;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30C1;&#x30E3;&#x30CD;&#x30EB;&#x306E;&#x3088;&#x308A;&#x5F37;&#x529B;&#x306A;&#x9078;&#x629E;&#x7684;&#x306A;&#x985E;&#x7E01;&#x3092;&#x958B;&#x767A;&#x3059;&#x308B;&#x533B;&#x85AC;&#x54C1;&#x5316;&#x5B66;&#x306E;&#x52AA;&#x529B;&#x3092;&#x652F;&#x63F4;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x8A2D;&#x7ACB;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3057;&#x304B;&#x3057;&#x3001;&#x307B;&#x3068;&#x3093;&#x3069;&#x306E;&#x5F7C;&#x3089;&#x306E;&#x6D3B;&#x52D5;&#x3092; GIRK &#x3068; Kir2.3 &#x3068; Kir7.1 &#x306E;&#x6D3B;&#x52D5;&#x3092;&#x5931;&#x308F;&#x308C;&#x305F; 2 &#x3064;&#x306E;&#x5316;&#x5408;&#x7269;&#x3092;&#x4FDD;&#x6301;&#x6539;&#x5584;&#x529B;&#x3068;&#x3001;&#x307B;&#x3068;&#x3093;&#x3069;&#x985E;&#x7E01;&#x4F53; VU573 &#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x6D3B;&#x6027;&#x76F8;&#x95A2;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3067;&#x3057;&#x305F;&#x3002;VU573 &#x30B7;&#x30EA;&#x30FC;&#x30BA;&#x306F;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x30AD;&#x30FC;&#x30EB; &#x30C1;&#x30E3;&#x30F3;&#x30CD;&#x30EB;&#x306E;&#x751F;&#x7406;&#x3068;&#x69CB;&#x9020;&#x6A5F;&#x80FD;&#x95A2;&#x4FC2;&#x306E;&#x63A2;&#x7D22;&#x306B;&#x6709;&#x7528;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x4E88;&#x60F3;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x5185;&#x5411;&#x304D;&#x6574;&#x6D41;&#x30AB;&#x30EA;&#x30A6;&#x30E0; (Kir) &#x30C1;&#x30E3;&#x30F3;&#x30CD;&#x30EB;&#x3068; Kir2.3&#x3001;Kir3.x&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073; Kir7.1 &#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x597D;&#x307F;&#x306E;&#x963B;&#x5BB3;&#x5264;&#x306E;&#x63A2;&#x7D22;&#x3001;&#x30AD;&#x30E3;&#x30E9;&#x30AF;&#x30BF;&#x30EA;&#x30BC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x6D3B;&#x52D5;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x95A2;&#x4FC2;.

&#xCE7C;&#xB968; (&#xD0A4; &#xB974;) &#xCC44;&#xB110;&#xC758; &#xC548;&#xCABD;&#xC73C;&#xB85C; &#xC815;&#xB958;&#xAE30; &#xAC00;&#xC871; &#xC801;&#xC5B4;&#xB3C4; 16 &#xAC00;&#xC871; &#xB113;&#xC740; &#xC804;&#xC2DC;&#xB97C; &#xC790;&#xC8FC; &#xACB9;&#xCE58;&#xB294; &#xC138;&#xD3EC;, &#xC870;&#xC9C1;, &#xB610;&#xB294; &#xC7A5;&#xAE30; &#xBC30;&#xD3EC;&#xD310;&#xC73C;&#xB85C; &#xC774;&#xB8E8;&#xC5B4;&#xC838; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC9C8;&#xBCD1;&#xC744; &#xC77C;&#xC73C;&#xD0A4;&#xB294; &#xBC1C;&#xACAC; &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774; &#xC778;&#xAC04;&#xACFC; &#xB179;&#xC544;&#xC6C3; &#xC950;&#xC5D0; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC5D0; &#xC0DD;&#xB9AC;&#xD559;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD0A4; &#xB974; &#xCC44;&#xB110;&#xC758; &#xC911;&#xC694;&#xC131;&#xC744; &#xAC15;&#xC870; &#xC788;&#xC73C;&#xBA70; &#xACBD;&#xC6B0;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xC57D;&#xBB3C;&#xC758; &#xB300;&#xC0C1;&#xC73C;&#xB85C; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC9C8;&#xBB38;&#xC744; &#xC81C;&#xAE30;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098;, &#xD2B9;&#xC815; &#xAC00;&#xC871; &#xAD6C;&#xC131;&#xC6D0;&#xC744; &#xB300;&#xC0C1;&#xC73C;&#xB85C; &#xD558;&#xB294; &#xAC15;&#xB825; &#xD558; &#xACE0; &#xC120;&#xD0DD;&#xC801;&#xC778; &#xC791;&#xC740; &#xBD84;&#xC790; &#xBCC0;&#xC870;&#xAE30;&#xC758; &#xC18C;&#xC218;&#xB294; &#xBA87; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC608;&#xC678;&#xAC00; &#xBC97;&#xC5B4;&#xB098;&#xC9C0; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC0DD;&#xB9AC;&#xB97C; &#xC774;&#xD574; &#xD558; &#xACE0; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xCE58;&#xB8CC; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825;&#xC744; &#xD3C9;&#xAC00; &#xD558;&#xB294; &#xB178;&#xB825;. &#xC99D;&#xAC70;&#xC758; &#xB298;&#xC5B4;&#xB09C; &#xBAB8;&#xC5D0; G &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xACB0;&#xD569; &#xC548;&#xCABD;&#xC73C;&#xB85C; &#xC815;&#xB958;&#xAE30; K (GIRK) &#xCC44;&#xB110; Kir3.X &#xC544;&#xC758; &#xC2EC; &#xBC29; &#xC138; &#xB3D9; &#xCE58;&#xB8CC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xBAA9;&#xD45C;&#xB97C; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0B4;&#xB294; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xC81C;&#xC548; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. GIRK &#xBD84;&#xC790; &#xC57D;&#xB9AC;&#xD559;&#xC744; &#xD655;&#xB300; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574;, &#xC6B0;&#xB9AC; &#xC218;&#xD589; &#xB098; (Tl(+)) &#xD50C;&#xB7ED;&#xC2A4; &#xAE30;&#xBC18; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9;&#xC758; &#xC2A4;&#xD06C;&#xB9B0; GIRK &#xBCC0;&#xC870;&#xAE30;&#xC758; Kir1.1 &#xC5B5;&#xC81C;&#xC81C; &#xB77C;&#xC774;&#xBE0C;&#xB7EC;&#xB9AC;. 1 &#xBCF5;&#xD569;, &#xBD88;&#xB9B0; VU573 Kir1.1 &#xD1B5;&#xD574; GIRK&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC0AC;&#xC9C4; &#xC120;&#xD0DD;&#xB3C4; &#xC804;&#xC2DC; (IC(50) &#xAC01;&#xAC01; 1.9 &#xBC0F; 19 &mu; M =) &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; &#xCD94;&#xAC00; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC120;&#xC815; &#xB410;&#xB2E4;. Xenopus laevis oocytes &#xD3EC;&#xC720;&#xB958; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC218;&#xD589; electrophysiological &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC5D0;&#xC11C; VU573 &#xC800;&#xD574; Kir3.1/3.2 (&#xC2E0;&#xACBD; GIRK) &#xBC0F; Kir3.1/3.4 (&#xC2EC;&#xC7A5; GIRK) &#xCC44;&#xB110; &#xB3D9;&#xB4F1;&#xD55C; &#xD6A8;&#xB2A5; &#xBC0F; &#xC6B0;&#xC120;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC800;&#xD574; GIRK, Kir2.3, &#xBC0F; Kir7.1 kir1.1&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xBC0F; Kir2.1.Tl(+) &#xD50C;&#xB7ED;&#xC2A4; &#xBD84;&#xC11D; &#xC2E4;&#xD5D8; Kir2.3 &#xBC0F; kir7.1&#xC758; M125R &#xAE30; &#xACF5; &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774; &#xC57D; &#xD654;&#xD559; &#xB178;&#xB825;&#xC744; &#xB354; &#xAC15;&#xB825; &#xD558; &#xACE0; &#xC120;&#xD0DD;&#xC801;&#xC778; &#xC720;&#xC0AC; &#xCCB4;&#xAC00;&#xC774; &#xCC44;&#xB110;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC744; &#xC9C0;&#xC6D0; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xC124;&#xB9BD; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; vu573&#xC758; &#xAD6C;&#xC870; &#xD65C;&#xB3D9; &#xAD00;&#xACC4; &#xB450; &#xD654;&#xD569;&#xBB3C; GIRK&#xC640; Kir2.3 &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xD65C;&#xB3D9; &#xBC0F; Kir7.1 &#xD5A5;&#xD574; &#xC190;&#xC2E4;&#xB41C; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC758; &#xB300;&#xBD80;&#xBD84;&#xC744; &#xC720;&#xC9C0; &#xD5A5;&#xC0C1; &#xB41C; &#xD798;&#xC73C;&#xB85C; &#xBA87; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC720;&#xC0AC; &#xCCB4;&#xB97C; &#xACF5;&#xAC1C; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; VU573 &#xC2DC;&#xB9AC;&#xC988;&#xAC00; &#xD0A4; &#xB974; &#xCC44;&#xB110;&#xC758; &#xC0DD;&#xB9AC;&#xC640; &#xAD6C;&#xC870;-&#xAE30;&#xB2A5; &#xAD00;&#xACC4;&#xB97C; &#xD0D0;&#xAD6C; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xC720;&#xC6A9; &#xC788;&#xC744; &#xAC83;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xC608;&#xC0C1;.

Kir2.3, Kir3.x, &#xBC0F; kir7.1&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC120;&#xD638;&#xC640; &#xC548;&#xCABD;&#xC73C;&#xB85C; &#xC815;&#xB958;&#xAE30; &#xCE7C;&#xB968; (&#xD0A4; &#xB974;) &#xCC44;&#xB110;&#xC758; &#xC5B5;&#xC81C;&#xC81C;&#xC758; &#xBC1C;&#xACAC;, &#xD2B9;&#xC131;&#xD654; &#xBC0F; &#xAD6C;&#xC870; &#xD65C;&#xB3D9; &#xAD00;&#xACC4;.

La familia de rectificador interno de canales de potasio (Kir) est&aacute; compuesta de al menos 16 miembros de la familia exhibiendo amplio y a menudo superpuestas distribuciones celular, tejido u &oacute;rgano. El descubrimiento de la enfermedad-causar mutaciones en los seres humanos y los experimentos en ratones knockout ha subrayado la importancia de los canales Kir en fisiolog&iacute;a y en algunos casos plante&oacute; preguntas acerca de su potencial como dianas farmacol&oacute;gicas. Sin embargo, la escasez de potentes y selectivos moduladores de mol&eacute;culas peque&ntilde;as dirigidas a miembros espec&iacute;ficos de la familia ha empantanado con pocas excepciones esfuerzos para comprender su fisiolog&iacute;a y evaluar su potencial terap&eacute;utico. Un creciente cuerpo de evidencia sugiere que los canales de K (GIRK) de rectificador interno acoplado a prote&iacute;nas G de la subfamilia Kir3.X pueden representar nuevas dianas para el tratamiento de la fibrilaci&oacute;n auricular. En un esfuerzo por expandir la farmacolog&iacute;a molecular de GIRK, realizamos un talio (Tl(+)) flujo alto rendimiento pantalla basado en una biblioteca de inhibidor de la Kir1.1 para moduladores de GIRK. Un compuesto, llamado VU573, exhiben diez veces selectividad por GIRK sobre Kir1.1 (IC(50) = &mu;M 1.9 y 19, respectivamente) y por lo tanto fue seleccionado para continuar los estudios. En experimentos electrofisiol&oacute;gicos realizados en ovocitos de Xenopus laevis y c&eacute;lulas de mam&iacute;fero, VU573 inhibe la Kir3.1/3.2 (GIRK neuronal) y Kir3.1/3.4 (GIRK cardiaca) canales con igual potencia y preferencial inhibido GIRK, Kir2.3 y Kir7.1 sobre Kir1.1 y an&aacute;lisis de flujo de Kir2.1.Tl(+) fueron establecidos para que Kir2.3 y el mutante de poro de M125R de Kir7.1 apoyar los esfuerzos de la qu&iacute;mica medicinal para desarrollar m&aacute;s potentes y selectivos an&aacute;logos para estos canales. Las relaciones estructura-actividad de VU573 revelaron algunos an&aacute;logos con mayor potencia, sin embargo dos compuestos retuvo la mayor parte de su actividad hacia GIRK y Kir2.3 y actividad perdido hacia Kir7.1. Anticipamos que la serie de VU573 servir&aacute; para explorar las relaciones de la fisiolog&iacute;a y la estructura y funci&oacute;n de estos canales Kir.

Relaciones estructura-actividad, descubrimiento y caracterizaci&oacute;n de un inhibidor de los canales de potasio (Kir) hacia el interior del rectificador con preferencia para Kir2.3, Kir3.x y Kir7.1.

Rene Raphemot

Department of Pharmacology,
Department of Anesthesiology

Vanderbilt University School of Medicine

High-throughput Screening for Small-molecule Modulators of Inward Rectifier Potassium Channels

Rene Raphemot

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Department of Pharmacology,Department of Anesthesiology

Vanderbilt University School of Medicine

High-throughput Screening for Small-molecule Modulators of Inward Rectifier Potassium Channels

Department of Pharmacology,
Department of Anesthesiology