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1. Antikinetoplastid SAR study in 3-nitroimidazopyridine series: Identification of a novel non-genotoxic and potent anti-T. b. brucei hit-compound with improved pharmacokinetic properties

Author

Fersing, Cyril, Boudot, Clotilde, Paoli-Lombardo, Romain, Primas, Nicolas, Pinault, Emilie, Hutter, Sébastien, Castera-Ducros, Caroline, Kabri, Youssef, Pedron, Julien, Bourgeade-Delmas, Sandra, Sournia-Saquet, Alix, Stigliani, Jean-Luc, Valentin, Alexis, Azqueta, Amaya, Muruzabal, Damian, Destere, Alexandre, Wyllie, Susan, Fairlamb, Alan, Corvaisier, Sophie, Since, Marc, Malzert-Fréon, Aurélie, Di Giorgio, Carole, Rathelot, Pascal, Azas, Nadine, Courtioux, Bertrand, Vanelle, Patrice, Verhaeghe, Pierre, Institut de Chimie Radicalaire (ICR), Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neuroépidémiologie Tropicale (NET), CHU Limoges-Institut d'Epidémiologie Neurologique et de Neurologie Tropicale-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM), Biologie Intégrative Santé Chimie Environnement (BISCEm), Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Vecteurs - Infections tropicales et méditerranéennes (VITROME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées [Brétigny-sur-Orge] (IRBA), Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT), Universidad de Navarra [Pamplona] (UNAV), CHU Limoges, University of Dundee, Centre d'Etudes et de Recherche sur le Médicament de Normandie (CERMN), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix-Marseille Université, Université de Toulouse, and CNRS

Subjects
SARs, Imidazo[1 2-a]pyridine, Nitroaromatic, Redox potentials, Kinetoplastids, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Nitroreductases
Abstract

International audience; To study the antikinetoplastid 3-nitroimidazo[1,2-a]pyridine pharmacophore, a structure-activity relationship study was conducted through the synthesis of 26 original derivatives and their in vitro evaluation on both Leishmania spp and Trypanosoma brucei brucei. This SAR study showed that the antitrypanosomal pharmacophore was less restrictive than the antileishmanial one and highlighted positions 2, 6 and 8 of the imidazopyridine ring as key modulation points. None of the synthesized compounds allowed improvement in antileishmanial activity, compared to previous hit molecules in the series. Nevertheless, compound 8, the best antitrypanosomal molecule in this series (EC50 = 17 nM, SI = 2650 & E° = −0.6 V), was not only more active than all reference drugs and previous hit molecules in the series but also displayed improved aqueous solubility and better in vitro pharmacokinetic characteristics: good microsomal stability (T1/2 > 40 min), moderate albumin binding (77%) and moderate permeability across the blood brain barrier according to a PAMPA assay. Moreover, both micronucleus and comet assays showed that nitroaromatic molecule 8 was not genotoxic in vitro. It was evidenced that bioactivation of molecule 8 was operated by T. b. brucei type 1 nitroreductase, in the same manner as fexinidazole. Finally, a mouse pharmacokinetic study showed that 8 displayed good systemic exposure after both single and repeated oral administrations at 100 mg/kg (NOAEL) and satisfying plasmatic half-life (T1/2 = 7.7 h). Thus, molecule 8 appears as a good candidate for initiating a hit to lead drug discovery program.

Published
2020

2. New 8-Nitroquinolinone Derivative Displaying Submicromolar in Vitro Activities against Both Trypanosoma brucei and cruzi

Author

Pedron, Julien, Boudot, Clotilde, Brossas, Jean-Yves, Pinault, Emilie, Bourgeade-Delmas, Sandra, Sournia-Saquet, Alix, Boutet-Robinet, Elisa, Destere, Alexandre, Tronnet, Antoine, Bergé, Justine, Bonduelle, Colin, Deraeve, Céline, Pratviel, Geneviève, Stigliani, Jean-Luc, Paris, Luc, Mazier, Dominique, Corvaisier, Sophie, Since, Marc, Malzert-Fréon, Aurélie, Malzert-Freón, Aureĺie, Wyllie, Susan, Milne, Rachel, Fairlamb, Alan, Valentin, Alexis, Courtioux, Bertrand, Verhaeghe, Pierre, Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neuroépidémiologie Tropicale (NET), CHU Limoges-Institut d'Epidémiologie Neurologique et de Neurologie Tropicale-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM), Université de Limoges (UNILIM), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT), Contaminants & Stress Cellulaire (ToxAlim-COMICS), ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Service de Pharmacologie, toxicologie et pharmacovigilance [CHU Limoges], CHU Limoges, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses (CIMI), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes et de Recherche sur le Médicament de Normandie (CERMN), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), University of Dundee, Paul Sabatier University, Région Occitanie, Wellcome Trust (WT105021), Institut Pasteur de Lille, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service des maladies infectieuses et tropicales [CHU Pitié-Salpêtrière], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d'Immunologie et de Maladies Infectieuses (CIMI), LCC-CNRS, Université de Toulouse, CNRS, UPS, Toulouse, France, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP], Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire Hétérochimie Fondamentale et Appliquée (LHFA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Immunité et Infection, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-IFR113-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Department of Biochemistry, Medical Sciences Institute, Dundee University, Dundee, Grelier, Elisabeth, Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Service de Maladies Infectieuses et Tropicales [CHU Pitié-Salpêtrière], and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

Subjects
Letter, Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei brucei, Trypanosoma brucei, 01 natural sciences, Biochemistry, Drug Discovery, parasitic diseases, NTR1, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, redox potentials, biology, 010405 organic chemistry, Chemistry, 8-nitroquinolin-2(1H)-ones, Organic Chemistry, [CHIM.COOR] Chemical Sciences/Coordination chemistry, biology.organism_classification, In vitro, 0104 chemical sciences, 3. Good health, 010404 medicinal & biomolecular chemistry, [SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Pharmacophore
Abstract

International audience; An antikinetoplastid pharmacomodulation study was conducted at position 6 of the 8-nitroquinolin-2(1H)-one pharmacophore. Fifteen new derivatives were synthesized and evaluated in vitro against L. infantum, T. brucei brucei, and T. cruzi, in parallel with a cytotoxicity assay on the human HepG2 cell line. A potent and selective 6-bromo-substituted antitrypanosomal derivative 12 was revealed, presenting EC50 values of 12 and 500 nM on T. b. brucei trypomastigotes and T. cruzi amastigotes respectively, in comparison with four reference drugs (30 nM ≤ EC50 ≤ 13 μM). Moreover, compound 12 was not genotoxic in the comet assay and showed high in vitro microsomal stability (half life >40 min) as well as favorable pharmacokinetic behavior in the mouse after oral administration. Finally, molecule 12 (E° = −0.37 V/NHE) was shown to be bioactivated by type 1 nitroreductases, in both Leishmania and Trypanosoma, and appears to be a good candidate to search for novel antitrypanosomal lead compounds.

Published
2020

3. Antikinetoplastid SAR study in 3-nitroimidazopyridine series

Author

Fersing, Cyril, Boudot, Clotilde, Paoli-Lombardo, Romain, Primas, Nicolas, Pinault, Emilie, Hutter, Sébastien, Castera-Ducros, Caroline, Kabri, Youssef, Pedron, Julien, Bourgeade-Delmas, Sandra, Sournia-Saquet, Alix, Stigliani, Jean-Luc, Valentin, Alexis, Azqueta, Amaya, Muruzabal, Damian, Destere, Alexandre, Wyllie, Susan, Fairlamb, Alan, Corvaisier, Sophie, Since, Marc, Malzert-Fréon, Aurélie, Di Giorgio, Carole, Rathelot, Pascal, Azas, Nadine, Courtioux, Bertrand, Vanelle, Patrice, Verhaeghe, Pierre, Gulli, Marie-Hélène, Institut de Chimie Radicalaire (ICR), Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neuroépidémiologie Tropicale (NET), CHU Limoges-Institut d'Epidémiologie Neurologique et de Neurologie Tropicale-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM), Biologie Intégrative Santé Chimie Environnement (BISCEm), Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Vecteurs - Infections tropicales et méditerranéennes (VITROME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA), Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Universidad de Navarra [Pamplona] (UNAV), CHU Limoges, University of Dundee, Centre d'Etudes et de Recherche sur le Médicament de Normandie (CERMN), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix-Marseille Université, Université de Toulouse, and CNRS

Subjects
SARs, Imidazo[1 2-a]pyridine, Nitroaromatic, Redox potentials, Kinetoplastids, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Nitroreductases, [CHIM.COOR] Chemical Sciences/Coordination chemistry
Abstract

International audience; To study the antikinetoplastid 3-nitroimidazo[1,2-a]pyridine pharmacophore, a structure-activity relationship study was conducted through the synthesis of 26 original derivatives and their in vitro evaluation on both Leishmania spp and Trypanosoma brucei brucei. This SAR study showed that the antitrypanosomal pharmacophore was less restrictive than the antileishmanial one and highlighted positions 2, 6 and 8 of the imidazopyridine ring as key modulation points. None of the synthesized compounds allowed improvement in antileishmanial activity, compared to previous hit molecules in the series. Nevertheless, compound 8, the best antitrypanosomal molecule in this series (EC50 = 17 nM, SI = 2650 & E° = −0.6 V), was not only more active than all reference drugs and previous hit molecules in the series but also displayed improved aqueous solubility and better in vitro pharmacokinetic characteristics: good microsomal stability (T1/2 > 40 min), moderate albumin binding (77%) and moderate permeability across the blood brain barrier according to a PAMPA assay. Moreover, both micronucleus and comet assays showed that nitroaromatic molecule 8 was not genotoxic in vitro. It was evidenced that bioactivation of molecule 8 was operated by T. b. brucei type 1 nitroreductase, in the same manner as fexinidazole. Finally, a mouse pharmacokinetic study showed that 8 displayed good systemic exposure after both single and repeated oral administrations at 100 mg/kg (NOAEL) and satisfying plasmatic half-life (T1/2 = 7.7 h). Thus, molecule 8 appears as a good candidate for initiating a hit to lead drug discovery program.

Published
2020

4. Nongenotoxic 3-Nitroimidazo[1,2- a ]pyridines Are NTR1 Substrates That Display Potent in Vitro Antileishmanial Activity

Author

Fersing, Cyril, Basmaciyan, Louise, Boudot, Clotilde, Pedron, Julien, Hutter, Sébastien, Cohen, Anita, Castera-Ducros, Caroline, Primas, Nicolas, Laget, Michèle, Casanova, Magali, Bourgeade-Delmas, Sandra, Piednoel, Meĺanie, Sournia-Saquet, Alix, Belle Mbou, Valère, Courtioux, Bertrand, Boutet-Robinet, Elisa, Since, Marc, Milne, Rachel, Wyllie, Susan, Fairlamb, Alan, Valentin, Alexis, Rathelot, Pascal, Verhaeghe, Pierre, Vanelle, Patrice, Azas, Nadine, Institut de Chimie Radicalaire (ICR), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Vecteurs - Infections tropicales et méditerranéennes (VITROME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA), Neuroépidémiologie Tropicale (NET), CHU Limoges-Institut d'Epidémiologie Neurologique et de Neurologie Tropicale-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM), Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CHU Limoges, Université de Limoges (UNILIM), ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre d'Etudes et de Recherche sur le Médicament de Normandie (CERMN), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), University of Dundee, Membranes et cibles thérapeutiques (MCT), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA), Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Contaminants & Stress Cellulaire (ToxAlim-COMICS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées [Brétigny-sur-Orge] (IRBA), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - 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Subjects
nitroaromatic, Ames test, Ames, imidazopyridine, test, comet assay, nitroreductases, [SDV]Life Sciences [q-bio], parasitic diseases, Leishmania ssp, [CHIM.THER]Chemical Sciences/Medicinal Chemistry
Abstract

International audience; Twenty nine original 3-nitroimidazo[1,2-a]-pyridine derivatives, bearing a phenylthio (or benzylthio) moiety at position 8 of the scaffold, were synthesized. In vitro evaluation highlighted compound 5 as an antiparasitic hit molecule displaying low cytotoxicity for the human HepG2 cell line (CC 50 > 100 μM) alongside good antileishmanial activities (IC 50 = 1−2.1 μM) against L. donovani, L. infantum, and L. major; and good antitrypanosomal activities (IC 50 = 1.3−2.2 μM) against T. brucei brucei and T. cruzi, in comparison to several reference drugs such as miltefosine, fexinidazole, eflornithine, and benznidazole (IC 50 = 0.6 to 13.3 μM). Molecule 5, presenting a low reduction potential (E°= −0.63 V), was shown to be selectively bioactivated by the L. donovani type 1 nitroreductase (NTR1). Importantly, molecule 5 was neither mutagenic (negative Ames test), nor genotoxic (negative comet assay), in contrast to many other nitroaromatics. Molecule 5 showed poor microsomal stability; however, its main metabolite (sulfoxide) remained both active and nonmutagenic, making 5 a good candidate for further in vivo studies.

Published
2018

5. Synthèse et évaluations biologiques de nouvelles 8-nitroquinoléin-2(1H)-ones antiparisitaires

Author

Pedron, Julien, Boudot, Clotilde, Hutter, Sebastien, Bourgeade-Delmas, Sandra, Paloque, Lucie, Sournia-Saquet, Alix, Alain, Moreau, Stigliani, Jean-Luc, Wyllie, Susan, Fairlamb, Alan H, Laget, M., Pratviel, Geneviève, Azas, Nadine, Courtioux, Bertrand, Valentin, Alexis, Verhaeghe, Pierre, Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neuroépidémiologie Tropicale (NET), CHU Limoges-Institut d'Epidémiologie Neurologique et de Neurologie Tropicale-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM), Vecteurs - Infections tropicales et méditerranéennes (VITROME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées [Brétigny-sur-Orge] (IRBA), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT), Department of Biochemistry, Medical Sciences Institute, Dundee University, Dundee, Division of Biological Chemistry and Drug Discovery, University of Dundee, Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)

Subjects
[SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie
Abstract

International audience; Les kinétoplastidés sont des protozoaires flagellés responsables de maladies tropicales négligées mortelles telles que la leishmaniose viscérale (L. donovani et L. infantum) ou la trypanosomiase africaine (T. brucei), auxquelles plus de 500 millions de personnes sont exposées et pour lesquelles les traitements disponibles sont très limités [1,2]. Depuis quelques années, on observe un regain d’intérêt pour le développement de nitrohétérocycles anti-infectieux tels que le delamanide et le fexinidazole [3,4]. De récentes études indiquent que l’activité anti-kinétoplastidés de ces dérivés repose sur leur réduction sélective par des nitroréductases parasitaires (NTR1 et NTR2 chez Leishmania, NTR chez Trypanosoma), conduisant à la formation de métabolites cytotoxiques [5-7].Suite à des travaux préliminaires réalisés dans notre équipe en série 8-nitroquinoléin-2(1H)-ones [8-10], nous présentons ici la synthèse de 60 nouveaux hétérocycles nitro-aromatiques, l’étude de leurs propriétés physico-chimiques (incluant les potentiels de réduction) et pharmacocinétiques in vitro (stabilité microsomale et fixation aux protéines plasmatiques), de leur activité anti-kinétoplastidés in vitro de même que la recherche de leur mécanisme d’action et l’étude de leur cytotoxicité et génotoxicité. Ainsi, ce travail nous a permis d’identifier 3 nouveaux hits (2 anti-kinétoplastidés et 1 sélectif de Trypanosoma), d’observer une corrélation entre les potentiels de réduction et l’activité antileishmanienne, de déterminer que ces molécules sont sélectivement bioactivées par la NTR1 chez L. donovani et qu’elles ne sont pas génotoxiques vis-à-vis de cellules humaines. Dans ce contexte, des études in vivo sur un modèle murin de trypanosomiase sont en cours dans le but de statuer sur le devenir de ces molécules en tant que candidats antiparasitaires humains ou vétérinaires.Références

Published
2018

6. TrypanoCyc: a community-led biochemical pathways database for Trypanosoma brucei

Author

Shameer, Sanu, Logan-Klumpler, Flora J, Vinson, Florence, Cottret, Ludovic, Merlet, Benjamin, Achcar, Fiona, Boshart, Michael, Berriman, Matthew, Breitling, Rainer, Bringaud, Frédéric, Bütikofer, Peter, Cattanach, Amy M, Bannerman-Chukualim, Bridget, Creek, Darren J, Crouch, Kathryn, de Koning, Harry P, Denise, Hubert, Ebikeme, Charles, Fairlamb, Alan H, Ferguson, Michael A J, Ginger, Michael L, Hertz-Fowler, Christiane, Kerkhoven, Eduard J, Mäser, Pascal, Michels, Paul A M, Nayak, Archana, Nes, David W, Nolan, Derek P, Olsen, Christian, Silva-Franco, Fatima, Smith, Terry K, Taylor, Martin C, Tielens, Aloysius G M, Urbaniak, Michael D, van Hellemond, Jaap J, Vincent, Isabel M, Wilkinson, Shane R, Wyllie, Susan, Opperdoes, Fred R, Barrett, Michael P, Jourdan, Fabien, LS Biochemie van parasieten, B&C BRC-SIB-TR, Regenerative Medicine, Stem Cells & Cancer, Medical Microbiology & Infectious Diseases, LS Biochemie van parasieten, B&C BRC-SIB-TR, Regenerative Medicine, Stem Cells & Cancer, ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), The Wellcome Trust Sanger Institute [Cambridge], Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Glasgow, Ludwig Maximilians University of Munich, University of Manchester [Manchester], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Bern, Monash University, European Molecular Biology Laboratory European Bioinformatics Institute, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO), University of Dundee, Lancaster University, University of Liverpool, Chalmers University of Technology [Gothenburg, Sweden], Swiss Tropical and Public Health Institute [Basel], University of Edinburgh, TexasTech University, Trinity College Dublin, Biomatters Inc, Partenaires INRAE, University of St Andrews [Scotland], London School of Hygiene and Tropical Medicine (LSHTM), Utrecht University [Utrecht], Erasmus University Rotterdam, Queen Mary University of London (QMUL), Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), ANR project, European Project: 290080,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2011-ITN,PARAMET(2012), University of St Andrews. School of Biology, University of St Andrews. Biomedical Sciences Research Complex, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Ludwig-Maximilians University [Munich] (LMU)

Subjects
Proteomics, Anabolism, QH301 Biology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Trypanosoma brucei brucei, Metabolic network, 610 Medicine & health, Biology, Trypanosoma brucei, computer.software_genre, 03 medical and health sciences, QH301, Metabolomics, Metabolome, Genetics, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Database Issue, Data Mining, 030304 developmental biology, base de données, 0303 health sciences, Internet, Database, Catabolism, 030302 biochemistry & molecular biology, DAS, métabolisme cellulaire, biology.organism_classification, maladie parasitaire, QR, Metabolic pathway, 570 Life sciences, biology, computer, trypanosoma brucei, Databases, Chemical, Metabolic Networks and Pathways
Abstract

European Commission FP7 Marie Curie Initial Training Network ‘ParaMet’ [290080 to S.S.]; ANR project MetaboHub [ANR-11-INBS-0010 to B.M.]; Wellcome Trust [085349]; The work of Fiona Achcar was part of the SysMO SilicoTryp project coordinated by R.B. Funding for open access charge: European Commission FP7 Marie Curie Initial Training Network ‘ParaMet’ [290080]. The metabolic network of a cell represents the catabolic and anabolic reactions that interconvert small molecules (metabolites) through the activity of enzymes, transporters and non-catalyzed chemical reactions. Our understanding of individual metabolic networks is increasing as we learn more about the enzymes that are active in particular cells under particular conditions and as technologies advance to allow detailed measurements of the cellular metabolome. Metabolic network databases are of increasing importance in allowing us to contextualise data sets emerging from transcriptomic, proteomic and metabolomic experiments. Here we present a dynamic database, TrypanoCyc (http://www.metexplore.fr/trypanocyc/), which describes the generic and condition-specific metabolic network of Trypanosoma brucei, a parasitic protozoan responsible for human and animal African trypanosomiasis. In addition to enabling navigation through the BioCyc-based TrypanoCyc interface, we have also implemented a network-based representation of the information through MetExplore, yielding a novel environment in which to visualise the metabolism of this important parasite. Publisher PDF

Published
2015

7. Homoserine and quorum-sensing acyl homoserine lactones as alternative sources of threonine: a potential role for homoserine kinase in insect-stage Trypanosoma brucei

Author

Ong, Han B, Lee, Wai S, Patterson, Stephen, Wyllie, Susan, and Fairlamb, Alan H

Subjects
Threonine, Phosphotransferases (Alcohol Group Acceptor), Tsetse Flies, Carbon-Oxygen Lyases, Mutation, Trypanosoma brucei brucei, Homoserine, Animals, Quorum Sensing, Acyl-Butyrolactones, Phosphorylation, Symbiosis, Research Articles
Abstract

De novo synthesis of threonine from aspartate occurs via the β-aspartyl phosphate pathway in plants, bacteria and fungi. However, the Trypanosoma brucei genome encodes only the last two steps in this pathway: homoserine kinase (HSK) and threonine synthase. Here, we investigated the possible roles for this incomplete pathway through biochemical, genetic and nutritional studies. Purified recombinant TbHSK specifically phosphorylates L-homoserine and displays kinetic properties similar to other HSKs. HSK null mutants generated in bloodstream forms displayed no growth phenotype in vitro or loss of virulence in vivo. However, following transformation into procyclic forms, homoserine, homoserine lactone and certain acyl homoserine lactones (AHLs) were found to substitute for threonine in growth media for wild-type procyclics, but not HSK null mutants. The tsetse fly is considered to be an unlikely source of these nutrients as it feeds exclusively on mammalian blood. Bioinformatic studies predict that tsetse endosymbionts possess part (up to homoserine in Wigglesworthia glossinidia) or all of the β-aspartyl phosphate pathway (Sodalis glossinidius). In addition S. glossinidius is known to produce 3-oxohexanoylhomoserine lactone which also supports trypanosome growth. We propose that T. brucei has retained HSK and threonine synthase in order to salvage these nutrients when threonine availability is limiting.

Published
2014

8. Nitro drugs for the treatment of trypanosomatid diseases: past, present, and future prospects

Author

Patterson, Stephen and Wyllie, Susan

Subjects
bioactivation, fungi, trypanosomatids, Review, nitroaromatics, Euglenozoa Infections, nitroreductase, Nitro Compounds, Trypanocidal Agents, Infectious Diseases, pro-drugs, parasitic diseases, Drug Discovery, Animals, Humans, Trypanosomatina, Parasitology
Abstract

Highlights • Two nitro drugs are currently used in the treatment of trypanosomatid diseases. • Several new nitroaromatics are being developed against the trypanosomatid diseases. • Many nitro drugs and drug candidates act as prodrugs which require bioactivation. • Nitroaromatics can have disparate mechanisms of action in trypanosomatid parasites., There is an urgent need for new, safer, and effective treatments for the diseases caused by the protozoan parasites Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, and Leishmania spp. In the search for more effective drugs to treat these ‘neglected diseases’ researchers have chosen to reassess the therapeutic value of nitroaromatic compounds. Previously avoided in drug discovery programs owing to potential toxicity issues, a nitro drug is now being used successfully as part of a combination therapy for human African trypanosomiasis. We describe here the rehabilitation of nitro drugs for the treatment of trypanosomatid diseases and discuss the future prospects for this compound class.

Published
2014
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9. Biochemical and genetic characterization of Trypanosoma cruzi N-myristoyltransferase

Author

Roberts, Adam J., Torrie, Leah S., Wyllie, Susan, and Fairlamb, Alan H.

Subjects
Chagas’ disease, DKO, double knockout, Trypanosoma cruzi, PAC, puromycin N-acetyltransferase, Aminopyridines, TcTryR, Trypanosoma cruzi trypanothione reductase, drug target, DMEM, Dulbecco’s modified Eagle’s medium, HYG, hygromycin phosphotransferase, NMTOE, NMT overexpressor, SKO, single knockout, Gene Expression Regulation, Enzymologic, parasitic diseases, Chlorocebus aethiops, Animals, TcNMT, Trypanosoma cruzi NMT, Cloning, Molecular, Vero Cells, validation, Sulfonamides, TCEP, tris-(2-carboxyethyl)phosphine, Organisms, Genetically Modified, WT, wild-type, Recombinant Proteins, NMT, N-myristoyltransferase, Kinetics, N-myristoylation, RTH/FBS, RPMI 1640 medium supplemented with trypticase, haemin, Hepes and 10% heat-inactivated FBS, click chemistry, CAP5.5, cytoskeleton-associated protein 5.5, DIG, digoxigenin, TbNMT, Trypanosoma brucei NMT, Acyltransferases, Gene Deletion, Research Article
Abstract

Co- and post-translational N-myristoylation is known to play a role in the correct subcellular localization of specific proteins in eukaryotes. The enzyme that catalyses this reaction, NMT (N-myristoyltransferase), has been pharmacologically validated as a drug target in the African trypanosome, Trypanosoma brucei. In the present study, we evaluate NMT as a potential drug target in Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas’ disease, using chemical and genetic approaches. Replacement of both allelic copies of TcNMT (T. cruzi NMT) was only possible in the presence of a constitutively expressed ectopic copy of the gene, indicating that this gene is essential for survival of T. cruzi epimastigotes. The pyrazole sulphonamide NMT inhibitor DDD85646 is 13–23-fold less potent against recombinant TcNMT than TbNMT (T. brucei NMT), with Ki values of 12.7 and 22.8 nM respectively, by scintillation proximity or coupled assay methods. DDD85646 also inhibits growth of T. cruzi epimastigotes (EC50=6.9 μM), but is ~1000-fold less potent than that reported for T. brucei. On-target activity is demonstrated by shifts in cell potency in lines that over- and under-express NMT and by inhibition of intracellular N-myristoylation of several proteins in a dose-dependent manner. Collectively, our findings suggest that N-myristoylation is an essential and druggable target in T. cruzi., The present study shows that N-myristoyltransferase is essential for growth of Trypanosoma cruzi, the parasite responsible for Chagas’ disease. The kinetic properties of the enzyme are described along with evidence that growth is specifically inhibited by blocking N-myristoylation in the parasite.

Published
2014

10. Norspermidine Is Not a Self-Produced Trigger for Biofilm Disassembly

Author

Hobley, Laura, Kim, Sok Ho, Maezato, Yukari, Wyllie, Susan, Fairlamb, Alan H., Stanley-Wall, Nicola R., and Michael, Anthony J.

Subjects
Spermidine, Biochemistry, Genetics and Molecular Biology(all), Biofilms, Molecular Sequence Data, Amino Acid Sequence, biochemical phenomena, metabolism, and nutrition, Plankton, Sequence Alignment, Vibrio cholerae, gamma-Aminobutyric Acid, Bacillus subtilis
Abstract

Formation of Bacillus subtilis biofilms, consisting of cells encapsulated within an extracellular matrix of exopolysaccharide and protein, requires the polyamine spermidine. A recent study reported that (1) related polyamine norspermidine is synthesized by B. subtilis using the equivalent of the Vibrio cholerae biosynthetic pathway, (2) exogenous norspermidine at 25 μM prevents B. subtilis biofilm formation, (3) endogenous norspermidine is present in biofilms at 50-80 μM, and (4) norspermidine prevents biofilm formation by condensing biofilm exopolysaccharide. In contrast, we find that, at concentrations up to 200 μM, exogenous norspermidine promotes biofilm formation. We find that norspermidine is absent in wild-type B. subtilis biofilms at all stages, and higher concentrations of exogenous norspermidine eventually inhibit planktonic growth and biofilm formation in an exopolysaccharide-independent manner. Moreover, orthologs of the V. cholerae norspermidine biosynthetic pathway are absent from B. subtilis, confirming that norspermidine is not physiologically relevant to biofilm function in this species.

Published
2014
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11. ATP-dependent ligases in trypanothione biosynthesis – kinetics of catalysis and inhibition by phosphinic acid pseudopeptides

Author

Oza, Sandra L, Chen, Shoujun, Wyllie, Susan, Coward, James K, and Fairlamb, Alan H

Subjects
slow-binding inhibition, Spermidine, Molecular Mimicry, Eukaryota, Original Articles, Crithidia fasciculata, trypanothione synthetase, Glutathione, Phosphinic Acids, Catalysis, drug discovery, Ligases, Kinetics, Adenosine Triphosphate, Amide Synthases, parasitic diseases, glutathionylspermidine synthetase, Animals, enzyme mechanism, Enzyme Inhibitors, Peptides
Abstract

Glutathionylspermidine is an intermediate formed in the biosynthesis of trypanothione, an essential metabolite in defence against chemical and oxidative stress in the Kinetoplastida. The kinetic mechanism for glutathionylspermidine synthetase (EC 6.3.1.8) from Crithidia fasciculata (CfGspS) obeys a rapid equilibrium random ter-ter model with kinetic constants K(GSH) = 609 microM, K(Spd) = 157 microM and K(ATP) = 215 microM. Phosphonate and phosphinate analogues of glutathionylspermidine, previously shown to be potent inhibitors of GspS from Escherichia coli, are equally potent against CfGspS. The tetrahedral phosphonate acts as a simple ground state analogue of glutathione (GSH) (K(i) approximately 156 microM), whereas the phosphinate behaves as a stable mimic of the postulated unstable tetrahedral intermediate. Kinetic studies showed that the phosphinate behaves as a slow-binding bisubstrate inhibitor [competitive with respect to GSH and spermidine (Spd)] with rate constants k(3) (on rate) = 6.98 x 10(4) M(-1) x s(-1) and k(4) (off rate) = 1.3 x 10(-3) s(-1), providing a dissociation constant K(i) = 18.6 nM. The phosphinate analogue also inhibited recombinant trypanothione synthetase (EC 6.3.1.9) from C. fasciculata, Leishmania major, Trypanosoma cruzi and Trypanosoma brucei with K(i)(app) values 20-40-fold greater than that of CfGspS. This phosphinate analogue remains the most potent enzyme inhibitor identified to date, and represents a good starting point for drug discovery for trypanosomiasis and leishmaniasis.

Published
2008

13. Setting our sights on infectious diseases

Author

De Rycker, Manu, Horn, David, Aldridge, Bree, Amewu, Richard K., Barry, Clifton E., Buckner, Frederick S., Cook, Sarah, Ferguson, Michael A. J., Gobeau, Nathalie, Herrmann, Jennifer, Herrling, Paul, Hope, William, Keiser, Jennifer, Lafuente-Monasterio, Maria Jose, Leeson, Paul D., Leroy, Didier, Manjunatha, Ujjini H., McCarthy, James, Miles, Timothy J., Mizrahi, Valerie, Moshynets, Olena, Niles, Jacquin, Overington, John P., Pottage, John, Rao, Srinivasa P. S., Read, Kevin D., Ribeiro, Isabela, Silver, Lynn L., Southern, Jen, Spangenberg, Thomas, Sundar, Shyam, Taylor, Caitlin, Van Voorhis, Wes, White, Nicholas J., Wyllie, Susan, Wyatt, Paul G., and Gilbert, Ian H.

Subjects
3. Good health

Catalog

Books, media, physical & digital resources
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