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Targeting Conformational Activation of CDK2 Kinase

Authors :
Florence Mahuteau-Betzer
Sergey Tcherniuk
May C. Morris
Marie-Paule Teulade-Fichou
Morgan Pellerano
Elsa D. Garcin
Thi Nhu Ngoc Van
Corine Perals
Institut des Biomolécules Max Mousseron [Pôle Chimie Balard] (IBMM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
Laboratoire de Cristallographie et Cristallogénèse des Protéines (LCCP)
Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075 )
Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Chimie, Modélisation et Imagerie pour la Biologie [Orsay]
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Curie [Paris]
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Physiopathologie Toulouse Purpan (CPTP)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Biotechnology Journal, Biotechnology Journal, Wiley-VCH Verlag, 2017, 12 (8), pp.1600531. ⟨10.1002/biot.201600531⟩, Biotechnology Journal, 2017, 12 (8), pp.1600531. ⟨10.1002/biot.201600531⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

Cyclin-dependent kinases constitute attractive pharmacological targets for cancer therapeutics, yet inhibitors in clinical trials target the ATP-binding pocket of the CDK and therefore suffer from limited selectivity and emergence of resistance. The more recent development of allosteric inhibitors targeting conformational plasticity of protein kinases offers promising perspectives for therapeutics. In particular tampering with T-loop dynamics of CDK2 kinase would provide a selective means of inhibiting this kinase, by preventing its conformational activation. To this aim we engineered a fluorescent biosensor that specifically reports on conformational changes of CDK2 activation loop and is insensitive to ATP or ATP-competitive inhibitors, which constitutes a highly sensitive probe for identification of selective T-loop modulators. This biosensor was successfully applied to screen a library of small chemical compounds leading to discovery of a family of quinacridine analogs, which potently inhibit cancer cell proliferation, and promote accumulation of cells in S phase and G2. These compounds bind CDK2/ Cyclin A, inhibit its kinase activity, compete with substrate binding, but not with ATP, and dock onto the T-loop of CDK2. The best compound also binds CDK4 and CDK4/Cyclin D1, but not CDK1. The strategy we describe opens new doors for the discovery of a new class of allosteric CDK inhibitors for cancer therapeutics.

Details

Language :
English
ISSN :
18606768 and 18607314
Database :
OpenAIRE
Journal :
Biotechnology Journal, Biotechnology Journal, Wiley-VCH Verlag, 2017, 12 (8), pp.1600531. ⟨10.1002/biot.201600531⟩, Biotechnology Journal, 2017, 12 (8), pp.1600531. ⟨10.1002/biot.201600531⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f65b0f9a00df7e8312333d7cb1af58f1
Full Text :
https://doi.org/10.1002/biot.201600531⟩