Разработка, синтез и биологическая оценка антихолинэстеразных пептидов: фрагментный дизайн и дизайн на основе шаблона

Распространённость болезни Альцгеймера (БА) стала серьёзной глобальной проблемой. Одобренные ингибиторы ацетилхолинэстеразы применяют для симптоматического лечения БА. Связывание β-амилоида (Aβ) с периферическим анионным участком ацетилхолинэстеразы способствует образованию амилоидных бляшек. Блокирование этого предполагаемого белок-белкового взаимодействия за счёт ингибирования периферического анионного участка ацетилхолинэстеразы, помимо повышения уровня ацетилхолина, уменьшает агрегацию Aβ и может замедлять прогрессирование заболевания, обеспечивая не только паллиативное лечение. Воздействие на белок-белковые взаимодействия считается одной из наиболее сложных задач в разработке лекарственных средств, однако пептиды обладают значительным потенциалом для её решения. В настоящем исследовании для разработки пептидных ингибиторов периферического анионного участка ацетилхолинэстеразы применили два виртуальных подхода: фрагментный дизайн и дизайн на основе шаблона. По результатам исследований in silico были отобраны пептиды с наиболее высокими оценочными показателями: p2 (WTWYGYWVW), полученный с использованием фрагментного дизайна, и p10 (NHRMLTRRY), разработанный на основе шаблона. Согласно результатам исследования in vitro, p2 (IC50 = 16 ± 3,2 мкМ) и p10 (IC50 = 23,6 ± 4,9 мкМ) обладали значимой ингибирующей активностью в отношении ацетилхолинэстеразы. Согласно графикам Лайнуивера—Берка, механизм ингибирования обоими пептидами был смешанным. Результаты in vitro соответствовали данным in silico и показали, что оба пептида занимали каталитический активный центр и периферический анионный участок ацетилхолинэстеразы. Сравнение двух подходов к разработке пептидов показало, что фрагментный дизайн обеспечивает большее химическое разнообразие и имеет преимущества перед дизайном на основе шаблона. Полученные результаты свидетельствуют о том, что пептидные ингибиторы ацетилхолинэстеразы, разработанные с помощью предложенного фрагментного подхода, могут быть эффективнее ингибиторов, созданных традиционными методами.