Synthese und kinetische Charakterisierung von Inhibitoren für papainähnliche Cysteinproteasen

Dipeptid-Bibliotheken mit epoxidischer Ankerfunktion wurden zur Gewinnung von Strukturinformationen über die P’-Bindungstaschen papainähnlicher Cysteinproteasen erzeugt. Die Präferenzen von Cathepsin L, B und X, sowie µ-Calpain wurden ermittelt und auf diesem Weg Inhibitoren mit erhöhter Affinität für Cathepsin L und B erhalten. Im Fall von µ-Calpain war hingegen ein von einem aus dem endogenen Inhibitor Calpastatin erhaltenen Fragment ausgehender Ansatz erfolgreicher. Es wurde ein 20-meres Peptid mit submikromolarer Hemmwirkung gefunden. Die Beteiligung der entsprechenden N- und C- Termini an der selektiven Bindung wurde mit entsprechenden Fragmenten und nicht peptidisch verbrückten Konstrukten ermittelt. Schließlich wurde die potentielle Existenz einer Typ II β-Schleife mit zyklischen homodetischen Peptiden überprüft. Das 20-mere Peptid wurde mit Photoaffinitätsmarkern versehen und zur Bestimmung des Bindungsmodus dieses neuen Inhibitors eingesetzt. Dipeptide libraries with epoxidic anchor function were produced in order to acquire structural information on the primed side binding pockets of papain-like cysteine proteases. The preferences of cathepsin L, B and X, as well as µ-calpain were investigated and inhibitors with augmented affinity for cathepsin L und B were obtained. In the case of µ-calpain, an approach based on a peptide fragment obtained from the endogenous inhibitor calpastatin was more successful. A 20-mer peptide with submicromolar inhibition capacity was found, while the N- and C-terminal parts’ share of the selective binding was elucidated with truncated fragments and non-peptidically bridged constructs. Finally, the previously postulated existence of a type II β-turn was confirmed with cyclic homodetic peptides. The 20-mer peptide was also fitted with photo labeling groups in order to elucidate the binding mode of this novel inhibitor to µ-calpain.