Studi modello di inibitori dell'enzima Tioredossina Reduttasi

Human Thioredoxin Reductase (TrxR) is associated with cancer cell growth and anti-apoptosis process. TrxRs employ selenium in the C-terminal redox center -Gly-Cys-Sec-Gly-COOH for reduction of Trx and other substrates. Gold-containing drugs, widely used in clinical medicine against tumors and other diseases, have been validated as potent TrxR inhibitors in vitro in the nanomolar range: gold is known for its high affinity to thiols and selenols, rendering the nucleophilic selenolate of reduced TrxR the prime target site of modification by this metal. The reactions between Auranofin (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-1-thio-β-Dglucopyranosato- S-(triethylphosphine) gold) and models of thiol and selenol nucleophiles present in TrxR have been investigated in chloroform and methanol by means of 1H, 31P and 77Se NMR spectroscopy. In chloroform, Auranofin undergoes ligand substitution of the tetraacetylthioglucose moiety with a PhS or PhSe group. The reaction is reversible in both cases but characterized by widely different equilibrium constants. In polar solvents like methanol the reaction is more complex, the phosphine also undergoing ligand exchange. Some features have been clarified through the investigation of Et3PAuCl, that offers the opportunity to follow up the reactions also by 35Cl- NMR. Replacement of phosphine group with N-heterocyclic carbene ligands gives a more stable Au(I)-Se bond, avoiding the formation of secondary products. In order to broaden the scope of this reaction, a more realistic model of the TrxR active site, which matches the C-terminal sequence of TrxR (H-Gly-Cys-Cys- Gly-OH) was synthesized and characterized. Its interaction with Au(I) based inhibitors will be further evaluated.

L’enzima Tioredosina Reduttasi (TrxR) è associato nell’uomo alla crescita di cellule tumorali e pocessi antiapoptotici. Le TrxRs utilizzano l’atomo di selenio contenuto nel centro redox dell’estremità C-terminale –Gly-Cys-Sec-Gly-COOH per la riduzione della Tioredossina e di altri substrati. Farmaci a base di oro, già ampiamente impiegati nell’uso clinico per varie patologie, sono stati validati come potenti inibitori della TrxR in vitro a concentrazioni nano molari: l’atomo di Au è infatti noto per la sua elevata affinità nei confronti di tioli e selenoli; il selenolato della TrxR ridotta rappresenta quindi il target primario di interazione di questo metallo. Le reazioni tra Auranofin (2,3,4,6-tetra-O-acetil-1-tio-β-D-glucopiranosato-S- (trietilfosfina) oro) e necleofili modello dei tioli e selenoli presenti nella Tioredossina Reduttasi sono state studiate in cloroformio e metanolo attraverso spettroscopia 1H, 31P e 77Se NMR. In cloroformio, l’Auranofin scambia la funzione tetraacetiltioglucosio con un gruppo PhS o PhSe. La reazione è reversibile in entrambi i casi, anche se caratterizzata da una costante di equilibrio largamente differente. Nei solventi polari come il metanolo la reazione è più complessa, e anche la fosfina è implicata in processi di scambio. Alcune chiarimenti sono stati possibli attraverso lo studio della reattività del composto Et3PAuCl, che offre inoltre la possibilità di monitorare le reazioni attraverso 35Cl-NMR. La sostituzione del gruppo fosfinico con leganti come i carbeni N-eterociclici fornisce composti con un legame Au(I)-Se più stabile e risolve il problema della formazione di prodotti secondari. Con l’intento di allargare lo studio di questa reazione, è stato sintetizzato e caratterizzato un modello più realistico dell’enzima TrxR in grado di mimare la sua sequenza C-terminale (H-Gly-Cys-Cys-Gly-OH). La sua interazione con complessi a base di Au(I), in particolare l’Auranofin, sarà ulteriormente valutata.