Sintesi di derivati pirazolo[3,4-d]pirimidinici quali potenziali inibitori di RANBP1, un emergente target per la terapia antineoplastica

Abstract

RANBP1 è una proteina citoplasmatica di 201 amminoacidi in grado di formare un complesso con RANGAP1 e RAN-GTP, catalizzando l’idrolisi del GTP a GDP. RANBP1 è quindi implicata nella regolazione delle attività mediate da RAN, tra cui l’importazione e l’esportazione nucleare di proteine, acidi nucleici e microRNA, e il controllo della stabilità mitotica. Nel corso del tempo, è stato dimostrato che RANBP1 è coinvolta in malattie neoplastiche, nella regolazione del sistema nervoso centrale, nel ciclo di vita virale e batterico, e nell’infertilità. Proprio da queste informazioni è nato l’interesse del gruppo di ricerca in cui ho svolto il mio lavoro di tesi sperimentale, in collaborazione con i gruppi di modellistica molecolare e di genetica medica dell’Università Magna Graecia di Catanzaro, per questo target. In particolare, mediante studi di docking e dinamica molecolare, è stata analizzata la struttura di RANBP1 ed è emerso che questa proteina presenta tre tasche, di cui solo la 1 e la 3 sono effettivamente accessibili per ligandi sintetici. La libreria interna dei composti a struttura pirazolo[3,4-d]pirimidinica, sintetizzati originariamente come inibitori ATP competitivi delle tirosina chinasi citoplasmatiche Src e Abl, ampliata con nuovi analoghi strutturali, è stata sottoposta ad uno screening in silico, che ha permesso di selezionare i 10 migliori potenziali ligandi rispettivamente per la tasca 1 e 3. In questo contesto, il mio lavoro si è focalizzato sulla purificazione-ripreparazione dei composti di precedente pubblicazione e sulla sintesi dei tre nuovi composti identificati da studi di modellistica molecolare, i derivati 2a-c. Alcuni composti sono stati già valutati in un test preliminare su una linea cellulare di leucemia linfoblastica T, e in particolare il composto 2c ha mostrato un’elevata azione citotossica nel range nanomolare. Saggi specifici su RANBP1 verranno effettuati sui composti più promettenti.

RANBP1 is a cytoplasmic protein of 201 amino acids capable of forming a complex with RANGAP1 and RAN-GTP, catalyzing the hydrolysis of GTP to GDP. Therefore, RANBP1 is involved in the regulation of RAN-mediated activities, including the import and export of nuclear proteins, nucleic acids and microRNAs, and the control of mitotic stability. RANBP1 has been shown to be involved in neoplastic diseases, central nervous system regulation, viral and bacterial life cycles, and infertility. From this information, the research group in which I performed my experimental thesis work, in collaboration with the molecular modelling and medical genetics groups of the Magna Graecia University of Catanzaro, acquired interested in this target. In particular, through docking and molecular dynamics studies, the structure of RANBP1 was analyzed and it was found that this protein has three pockets, of which only 1 and 3 are actually accessible by ligands. The in-house library of pyrazole[3,4-d]pyrimidine compounds, originally synthesized as competitive ATP inhibitors of cytoplasmic tyrosine kinases Src and Abl, expanded with new structural analogues, underwent silica screening, which allowed to select the top ten potential ligands for pocket 1 and pocket 3, respectively. In this context, my work has focused on the purification and re-preparation of compounds of previous publication and the synthesis of the three new compounds identified by molecular modeling studies, i.e., derivatives 2a-c. Some compounds have already been evaluated in a preliminary test on a T-lymphoblastic leukemia cell line. Interestingly, compound 2c has shown a high cytotoxic action at nanomolar concentration . Specific tests on RANBP1 will be carried out on the most promising compounds.