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Backbone Cyclization Turns a Venom Peptide into a Stable and Equipotent Ligand at Both Muscle and Neuronal Nicotinic Receptors

Authors :
Norelle L. Daly
Muriel Amar
Adèle Faucherre
Julien Giribaldi
Jordi Molgó
Casey Schmidt
Denis Servent
David Wilson
Hamid Moha Ou Maati
Sébastien Dutertre
Annette Nicke
Edward R. J. Evans
Anna Durner
Yves Haufe
Christine Enjalbal
Institut des Biomolécules Max Mousseron [Pôle Chimie Balard] (IBMM)
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)
Ludwig Maximilian University [Munich] (LMU)
James Cook University (JCU)
Service d'Ingénierie Moléculaire pour la Santé (ex SIMOPRO) (SIMoS)
Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS)
Université Paris-Saclay-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)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-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)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Service de Pharmacologie et Immunoanalyse (SPI)
ANR-16-CE34-0002,SPIDERBEE,Découverte et caractérisation de ligands peptidiques pour l'étude la neurobiologie de l'abeille Apis mellifera et pour la conception d'insecticides écologiques(2016)
Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
DMTS, Université Paris Saclay, CEA, INRAE, SPI
Source :
Journal of Medicinal Chemistry, Journal of Medicinal Chemistry, 2020, ⟨10.1021/acs.jmedchem.0c00957⟩, Journal of Medicinal Chemistry, American Chemical Society, 2020, ⟨10.1021/acs.jmedchem.0c00957⟩
Publication Year :
2020

Abstract

International audience; Venom peptides are promising drug leads, but their therapeutic use is often limited by stability and bioavailability issues. In this study, we designed cyclic analogues of α-conotoxin CIA, a potent muscle nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) blocker with a significantly lower affinity at the neuronal α3β2 subtype. Remarkably, all analogues retained the low nanomolar activity of native CIA toward muscle-type nAChRs but showed greatly improved resistance to degradation in human serum and, surprisingly, displayed up to 52-fold higher potency for the α3β2 neuronal nAChR subtype (IC50 1.3 nM). Comparison of nuclear magnetic resonance-derived structures revealed some differences that might explain the gain of potency at α3β2 nAChRs. All peptides were highly paralytic when injected into adult zebrafish and bath-applied to zebrafish larvae, suggesting barrier-crossing capabilities and efficient uptake. Finally, these cyclic CIA analogues were shown to be unique pharmacological tools to investigate the contribution of the presynaptic α3β2 nAChR subtype to the train-of-four fade.

Details

ISSN :
15204804 and 00222623
Volume :
63
Issue :
21
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of medicinal chemistry
Accession number :
edsair.doi.dedup.....c1f157fa3a3d562314018f66a76c1325
Full Text :
https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.0c00957⟩