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Ligação da curcumina e seus derivados de cadeia longa ao domínio de ligação do ativador da nova proteína quinase C

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. 15 de fevereiro de 2010; 18 (4): 1591-8.
doi: 10.1016 / j.bmc.2009.12.075. Epub 2010, 6 de janeiro.

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Anjoy Majhi et al. Bioorg Med Chem. .

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Resumo

A proteína quinase C (PKC) é uma família de serina / treonina quinases que desempenham um papel central na transdução de sinal celular. O segundo mensageiro diacilglicerol com duas longas cadeias de carbono atua como o ligante endógeno para as PKCs. O polifenol curcumina, o constituinte ativo da Curcuma longa, é um agente anticancerígeno e modula a atividade de PKC. Para desenvolver derivados de curcumina como ativadores de PKC eficazes, sintetizamos vários derivados de cadeia longa de curcumina, caracterizamos suas propriedades de absorção e fluorescência e estudamos sua interação com o segundo subdomínio C1B rico em cisteína de ligação do ativador de PKCdelta, PKCepsilon e PKCtheta. A curcumina (1) e seu análogo de cadeia longa C16 (4) extinguiram a fluorescência intrínseca de PKCdeltaC1B, PKCepsilonC1B e PKCthetaC1B de uma maneira semelhante à do ativador de PKC 12-O-tetradecanoilforbol 13-acetato (TPA). Os EC (50) s dos derivados de curcumina para extinção de fluorescência variaram na faixa de 4-11 microM, enquanto que EC (50) s para TPA variaram na faixa de 3-6 microM. Os máximos de emissão de fluorescência de 1 e 4 foram deslocados para o azul e os valores de anisotropia de fluorescência aumentaram na presença dos domínios C1B de uma maneira semelhante à mostrada pelo análogo fluorescente de TPA, sapintoxina-D, confirmando que eles estavam ligados às proteínas . O docking molecular de 1 e 4 com o novo PKC C1B revelou que ambas as moléculas formam ligações de hidrogênio com os resíduos de proteína. O presente resultado mostra que a curcumina e seus derivados de cadeia longa se ligam ao subdomínio C1B de novas PKCs e podem ser modificados estruturalmente para melhorar sua ligação e atividade.

Figuras

Figura 1
Figura 1

Curcumina (1) e seus análogos (2-6)

Figura 2
Figura 2

UMA) Efeito da polaridade do solvente nas propriedades de absorção da curcumina e seus derivados. Espectro de absorção normalizado de (1E, 4A PARTIR DE6E) -7- (4- (hexadeciloxi) -3-metoxifenil) -5-hidroxi-1- (4-hidroxi-3-metoxifenil) hepta-1, 4, 6-trien-3-ona (4), 2 × 10-6 M em a) água, b) hexano, c) acetonitrila e d) etanol. B) Efeito do solvente nas propriedades de emissão da curcumina e seus derivados. Espectros de emissão de fluorescência normalizados de (1E, 4A PARTIR DE6E) -7- (4- (hexadeciloxi) -3-metoxifenil) -5-hidroxi-1- (4-hidroxi-3-metoxifenil) hepta-1, 4, 6-trien-3-ona (4) em a) água, b) hexano, c) acetonitrila e d) etanol. A concentração de 4 é 10 × 10-6 M na água e 2 × 10-6 M em outros solventes.

Figura 2
Figura 2

UMA) Efeito da polaridade do solvente nas propriedades de absorção da curcumina e seus derivados. Espectro de absorção normalizado de (1E, 4A PARTIR DE6E) -7- (4- (hexadeciloxi) -3-metoxifenil) -5-hidroxi-1- (4-hidroxi-3-metoxifenil) hepta-1, 4, 6-trien-3-ona (4), 2 × 10-6 M em a) água, b) hexano, c) acetonitrilo e d) etanol. B) Efeito do solvente nas propriedades de emissão da curcumina e seus derivados. Espectros de emissão de fluorescência normalizados de (1E, 4A PARTIR DE6E) -7- (4- (hexadeciloxi) -3-metoxifenil) -5-hidroxi-1- (4-hidroxi-3-metoxifenil) hepta-1, 4, 6-trien-3-ona (4) em a) água, b) hexano, c) acetonitrila e d) etanol. A concentração de 4 é 10 × 10-6 M na água e 2 × 10-6 M em outros solventes.

Fig. 3
Fig. 3

Ligação da curcumina e seus derivados com PKCδ C1B. Gráfico da intensidade de fluorescência de PKCδ C1B (2 μM) em tampão (Tris 50 mM, NaCl 150 mM, DTT 2 mM, ZnSO 50 μM4, pH = 7,2) na presença de concentração variável de 1 (triângulo preenchido), 4 (círculo preenchido), e TPA (quadrado preenchido), onde F e F0 são a intensidade de fluorescência na presença e ausência do ligante, respectivamente. As linhas sólidas indicam o ajuste usando a equação de Hill. O CE correspondente50 de 1, 4 e TPA são 10,6, 8,9 e 5,1 μM e os coeficientes de Hill correspondentes são 1,6, 2 e 1,8, respectivamente. O comprimento de onda de excitação usado foi de 280 nm.

Fig. 4
Fig. 4

Mudança para o azul nos máximos de emissão de 1 e 4 (5 × 10-6 M) na presença de PKCδ C1B (50 × 10-6 M). Emissão máxima de a) 1 no buffer, b) 1 na presença de PKCδ C1B, c) 4 no buffer, d) 4 na presença de PKCδ C1B. Tampão usado, Tris 50 mM, NaCl 150 mM, DTT 2 mM, ZnSO 50 μM4, pH = 7,2.

Fig. 5
Fig. 5

Estruturas de PKC δC1B ligado ao ligante. A) Estrutura de cristal do forbol 13-O-acetato ligado a PKCδ C1B; B) estrutura modelada de curcumina (1) encaixado em PKCδ C1B; C) estrutura modelada de derivado de curcumina de cadeia longa (4) encaixado em PKCδ C1B. As estruturas modeladas são geradas usando o módulo autodock do Sybyl 7.3. Os átomos de oxigênio nas estruturas do ligante são mostrados em vermelho. A linha pontilhada indica possíveis ligações de hidrogênio, pequenas esferas indicam átomos de Zn.

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